CN107932347B - 一种金刚石砂轮及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及材料领域,具体而言,涉及一种金刚石砂轮及其制备方法。在Fe基结合剂中添加低膨胀系数Li2O‑Na2O‑Al2O3‑B2O3‑SiO2陶瓷结合剂,降低了Fe基结合剂和金刚石间的界面热应力,同时陶瓷添加相与金刚石发生化学键合,有利于复合结合剂对金刚石把持力的保持。通过在Fe基结合剂金刚石砂轮中添加Li2O‑Na2O‑Al2O3‑B2O3‑SiO2陶瓷结合剂提高了砂轮的自锐性和磨削质量。

Description

一种金刚石砂轮及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域,具体而言,涉及一种金刚石砂轮及其制备方法。
背景技术
金属结合剂金刚石砂轮具有金属结合剂和磨粒的结合力强、强度高、成形性好、耐磨性高、工作寿命长、耐高温、导热性好、能在较重负荷下工作等优点,在工程陶瓷、光学玻璃、人造水晶、硬质合金等材料高效精密磨削中不可或缺。而Fe基结合剂金刚石砂轮除了具有金属结合剂金刚石砂轮的上述优点外,还具有低成本、对金刚石把持力高等优势,其使用数量逐年增加,应用领域也不断扩展,成为金属结合剂金刚石砂轮领域的重要组成部分。
目前,金属结合剂砂轮工作一段时间后,随着金刚石出刃高度降低,因金属结合剂高韧性和高致密度,造成金属结合剂磨损滞后于金刚石磨粒,这将造成以下几方面问题:1)砂轮自锐性差,金属结合剂不能及时去除造成砂轮出刃困难,砂轮工作面的金刚石磨粒平均出刃高度下降,降低加工效率;2)金刚石磨粒出刃高度降低,造成排屑空间减小,砂轮出现堵塞,砂轮堵塞反过来会进一步降低金刚石出刃高度,降低工具的加工效率,同时砂轮堵塞使砂轮磨削力大幅增大,磨削温度大幅上升,最终发生烧伤工件现象;3)砂轮的堵塞和出刃高度降低,会使得砂轮工作面型面变差,对工件形成不均匀磨削,严重影响工件表面加工质量;4)砂轮修整困难,砂轮堵塞增加砂轮修整时间和次数,严重影响加工效率。Fe基结合剂因耐磨性更高,Fe基结合剂金刚石砂轮同样存在上述问题,而且更严重。
陶瓷结合剂金刚石砂轮具有自锐性好、磨削效率、耐酸碱、型面稳定等优点,因而向金属结合剂砂轮中添加陶瓷结合剂,可兼顾金属结合剂金刚石砂轮和陶瓷结合剂金刚石砂轮的优势。
现有技术中在Fe基结合剂金刚石砂轮中加入陶瓷结合剂的专利还未见报道。
因而研发高自锐性的Fe基结合剂金刚石砂轮,成为金属结合剂金刚石砂轮制备和应用领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金刚石砂轮及其制备方法,可以在保证Fe基结合剂对金刚石把持力的前提下,提高Fe基结合剂砂轮自锐性。
为了实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:
一种金刚石砂轮,包括金属陶瓷复合结合剂和金刚石;
按照重量比计,金刚石5~10%;金属陶瓷复合结合剂包括金属粉80~93%和陶瓷粉2~10%;
其中,金属粉包括铁粉45~65%、铜粉15~35%、镍粉5~15%、钴粉1~6%以及锡粉1~8%;陶瓷粉的原料包括二氧化硅55~65%、氧化铝10~18%、氧化硼6~10%、氧化钠5~8%、氧化锂2~6%以及二氧化钛0~5%。
在本发明较佳的实施例中,
陶瓷粉的原料包括二氧化硅55~65%、氧化铝10~18%、氧化硼6~10%、氧化钠5~8%、氧化锂2~6%以及二氧化钛3~5%。
一种上述金刚石砂轮的制备方法,包括:将陶瓷粉、金属粉以及金刚石混合后,在700-900℃烧结。
在本发明较佳的实施例中,
烧结是在20MPa压力,烧结150-200秒。
在本发明较佳的实施例中,
烧结前还进行预热,预热是120-180秒从室温升温到600℃。
在本发明较佳的实施例中,
将陶瓷粉、金属粉以及金刚石混合前,先将陶瓷粉和金属粉在球磨机中球磨15-25小时后,制得金属陶瓷混合粉。
在本发明较佳的实施例中,
将陶瓷粉和金属粉球磨后,还过300目筛。
在本发明较佳的实施例中,
将金属陶瓷混合粉和金刚石在球磨机中球磨后,过300目筛。
在本发明较佳的实施例中,
按照重量比计,将55~65%的二氧化硅、10~18%的氧化铝、6~10%的氧化硼、5~8%的氧化钠、2~6%的氧化锂以及0~5%的二氧化钛在1000℃-1300℃熔炼制得陶瓷体,将陶瓷体球磨制得陶瓷粉。
在本发明较佳的实施例中,
将陶瓷体球磨后,还过300目筛。
本发明的有益效果是:
本发明提供的一种金刚石砂轮及其制备方法,在Fe基结合剂中添加低膨胀系数Li2O-Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2陶瓷结合剂,降低了Fe基结合剂和金刚石间的界面热应力,同时陶瓷添加相与金刚石发生化学键合,有利于复合结合剂对金刚石把持力的保持。通过在Fe基结合剂金刚石砂轮中添加Li2O-Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2陶瓷结合剂提高了砂轮的自锐性和磨削质量。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面对本发明实施例的金刚石砂轮及其制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供的一种金刚石砂轮的制备方法,包括:
将陶瓷粉、金属粉以及金刚石混合后,在700-900℃烧结。
进一步地,按照重量比计,将55~65%的二氧化硅、10~18%的氧化铝、6~10%的氧化硼、5~8%的氧化钠、2~6%的氧化锂以及0~5%的二氧化钛在1000℃-1300℃熔炼制得陶瓷体,将陶瓷体球磨制得陶瓷粉。
通过向Li2O-Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2基陶瓷中添加二氧化钛,能够提高Li2O-Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2基陶瓷的硬度和耐磨性,并降低Li2O-Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2基陶瓷的膨胀系数。进一步,使得Li2O-Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2基陶瓷和铁基金属材料混合而制备出的金属陶瓷复合结合剂的热膨胀系数与金刚石的热膨胀系数更加的匹配,从而有利于后续烧结冷却时,降低复合结合剂与金刚石界面热应力。进一步地,陶瓷添加相对金刚石良好润湿性的优势,能够保持金属陶瓷复合结合剂对金刚石把持力。
进一步优选地,将55~65%的二氧化硅、10~18%的氧化铝、6~10%的氧化硼、5~8%的氧化钠、2~6%的氧化锂以及0~3%的二氧化钛在1000℃-1300℃熔炼制得陶瓷体,将陶瓷体球磨制得陶瓷粉。
进一步地,将上述的原料烧结前,还对原料进行研磨。具体地,将上述的各个原料置于球磨机中进行研磨后过筛。可选地,过300目筛。
进一步地,将球磨好的各个原料加入到烧结炉中进行烧结。可选地,在在1000℃熔炼1小时后,接着升温至1300℃熔炼1小时后进行水淬,得到陶瓷块体,将陶瓷块体加水球磨6小时,烘干,过孔径为300目标准筛即可制得陶瓷粉。
进一步地,准确称量金属粉。按照重量比计,金属粉包括铁粉45~65%、铜粉15~35%、镍粉5~15%、钴粉1~6%以及锡粉1~8%。
将上述的金属粉和前述制得的陶瓷粉一起球磨。具体地,将金属粉和陶瓷粉置于真空球磨机中,球磨15-25小时得到金属陶瓷混合粉。进一步地,将陶瓷粉和金属粉球磨后,还过300目筛。具体地,将金属陶瓷混合粉放于真空干燥箱中冷却20小时后,取出过300目标准筛。
进一步地,准确称量金刚石磨料。按照重量比计,金刚石包括5-10%。
进一步地,将金属陶瓷混合粉和金刚石在球磨机中球磨后,过300目筛。具体地,将金属陶瓷混合粉与金刚石磨料放入球磨机中球磨均匀,取出过300目标准筛,得到陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料。
进一步地,将上述制得到的陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料在700-900℃烧结。进一步地,烧结是在20MPa压力,烧结150-200秒。
具体地,将陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料投入石墨模具中并刮平,置于真空热压烧结中进行热压烧结,烧结温度曲线为:压力20MPa,120-180秒升到600℃,接着升至最终烧结温度700-900℃,保温180秒,随炉冷却后得到砂轮成型体。
进一步地,烧结完毕后,还将砂轮进行加工和修整,得到规定的形状和尺寸。具体地,按金刚石砂轮国家标准JB/T7425-94检验合格后包装、入库,最终得到金属陶瓷复合结合剂金刚石砂轮。
本发明的一些实施方式还提供一种金刚石砂轮,包括金属陶瓷复合结合剂和金刚石;
按照重量比计,金刚石5~10%;金属陶瓷复合结合剂包括金属粉80~93%和陶瓷粉2~10%;
其中,金属粉包括铁粉45~65%、铜粉15~35%、镍粉5~15%、钴粉1~6%以及锡粉1~8%;陶瓷粉的原料包括二氧化硅55~65%、氧化铝10~18%、氧化硼6~10%、氧化钠5~8%、氧化锂2~6%以及二氧化钛0~5%。
进一步地,陶瓷粉的原料包括二氧化硅55~65%、氧化铝10~18%、氧化硼6~10%、氧化钠5~8%、氧化锂2~6%以及二氧化钛3~5%。
该金刚石砂轮按照前述的制备方法制得。该金刚石砂轮:在Fe基结合剂中添加低膨胀系数Li2O-Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2陶瓷结合剂,降低了Fe基结合剂和金刚石间的界面热应力,同时陶瓷添加相与金刚石发生化学键合,有利于复合结合剂对金刚石把持力的保持。通过在Fe基结合剂金刚石砂轮中添加Li2O-Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2陶瓷结合剂提高了砂轮自锐性和磨削质量。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述:
实施例1
本实施例提供的一种金刚石砂轮,按照重量比计,金刚石5%;金金属粉93%;陶瓷粉2%。其中,金属粉包括铁粉65%、铜粉15%、镍粉6%、钴粉6%以及锡粉8%;陶瓷粉的原料包括二氧化硅55%、氧化铝18%、氧化硼10%、氧化钠8%、氧化锂6%以及二氧化钛3%。
该金刚石砂轮是这样制备的:
(1)陶瓷粉的制备:将陶瓷粉的原料球磨过筛后在1000℃熔炼1小时后,接着升温至1300℃熔炼1小时,水淬得到玻璃块体,将玻璃块体加水球磨6小时,烘干,过孔径为300目标准筛即可制得陶瓷粉。
(2)陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料制备:将金属粉和陶瓷粉置于真空球磨机中,球磨20小时得到金属陶瓷混合粉,将金属陶瓷混合粉放于真空干燥箱中冷却20小时后,取出过300目标准筛,得到金属陶瓷复合结合剂,与金刚石磨料放入球磨机中球磨均匀,取出过300目标准筛,得到陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料;
(3)烧结:将陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料投入石墨模具中并刮平,置于真空热压烧结中进行热压烧结,烧结温度曲线为:压力20MPa,120秒升到600℃,接着升至最终烧结温度780℃,保温180秒,随炉冷却后得到砂轮成型体;
(4)将砂轮进行加工和修整,得到规定的形状和尺寸,按金刚石砂轮国家标准JB/T7425-94检验合格后包装、入库,最终得到金属陶瓷复合结合剂金刚石砂轮。
实施例2
本实施例提供的一种金刚石砂轮,按照重量比计,金刚石10%;金金属粉80%;陶瓷粉10%。其中,金属粉包括铁粉45%、铜粉35%、镍粉11%、钴粉1%以及锡粉8%;陶瓷粉的原料包括二氧化硅65%、氧化铝10%、氧化硼6%、氧化钠8%、氧化锂6%以及二氧化钛5%。
该金刚石砂轮是这样制备的:
(1)陶瓷粉的制备:将陶瓷粉的原料球磨过筛后在1000℃熔炼1小时后,接着升温至1200℃熔炼1小时,水淬得到玻璃块体,将玻璃块体加水球磨6小时,烘干,过孔径为300目标准筛即可制得陶瓷粉。
(2)陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料制备:将金属粉和陶瓷粉置于真空球磨机中,球磨15小时得到金属陶瓷混合粉,将金属陶瓷混合粉放于真空干燥箱中冷却20小时后,取出过300目标准筛,得到金属陶瓷复合结合剂,与金刚石磨料放入球磨机中球磨均匀,取出过300目标准筛,得到陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料;
(3)烧结:将陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料投入石墨模具中并刮平,置于真空热压烧结中进行热压烧结,烧结温度曲线为:压力20MPa,120秒升到600℃,接着升至最终烧结温度700℃,保温150秒,随炉冷却后得到砂轮成型体;
(4)将砂轮进行加工和修整,得到规定的形状和尺寸,按金刚石砂轮国家标准JB/T7425-94检验合格后包装、入库,最终得到金属陶瓷复合结合剂金刚石砂轮。
实施例3
本实施例提供的一种金刚石砂轮,按照重量比计,金刚石7%;金属粉86%;陶瓷粉7%。其中,金属粉包括铁粉60%、铜粉30%、镍粉5%、钴粉4%以及锡粉1%;陶瓷粉的原料包括二氧化硅63%、氧化铝17%、氧化硼9%、氧化钠5%、氧化锂2%以及二氧化钛4%。
该金刚石砂轮是这样制备的:
(1)陶瓷粉的制备:将陶瓷粉的原料球磨过筛后在1000℃熔炼1小时后,接着升温至1300℃熔炼1小时,水淬得到玻璃块体,将玻璃块体加水球磨6小时,烘干,过孔径为300目标准筛即可制得陶瓷粉。
(2)陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料制备:将金属粉和陶瓷粉置于真空球磨机中,球磨25小时得到金属陶瓷混合粉,将金属陶瓷混合粉放于真空干燥箱中冷却20小时后,取出过300目标准筛,得到金属陶瓷复合结合剂,与金刚石磨料放入球磨机中球磨均匀,取出过300目标准筛,得到陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料;
(3)烧结:将陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料投入石墨模具中并刮平,置于真空热压烧结中进行热压烧结,烧结温度曲线为:压力20MPa,180秒升到600℃,接着升至最终烧结温度900℃,保温200秒,随炉冷却后得到砂轮成型体;
(4)将砂轮进行加工和修整,得到规定的形状和尺寸,按金刚石砂轮国家标准JB/T7425-94检验合格后包装、入库,最终得到金属陶瓷复合结合剂金刚石砂轮。
实施例4
本实施例提供的一种金刚石砂轮,按照重量比计,金属粉92%,陶瓷粉2%,金刚石6%。其中,金属粉包括铁粉50%,铜粉30%,镍粉10%,钴粉5%,锡粉5%;陶瓷粉的原料包括二氧化硅58%,氧化铝14%,氧化硼10%,氧化钠9%,氧化锂6%,二氧化钛3%。
该金刚石砂轮是这样制备的:
该金刚石砂轮是这样制备的:
(1)陶瓷粉的制备:将陶瓷粉的原料球磨过筛后在1000℃熔炼1小时后,接着升温至1300℃熔炼1小时,水淬得到玻璃块体,将玻璃块体加水球磨6小时,烘干,过孔径为300目标准筛即可制得陶瓷粉。
(2)陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料制备:将金属粉和陶瓷粉置于真空球磨机中,球磨21小时得到金属陶瓷混合粉,将金属陶瓷混合粉放于真空干燥箱中冷却20小时后,取出过300目标准筛,得到金属陶瓷复合结合剂,与金刚石磨料放入球磨机中球磨均匀,取出过300目标准筛,得到陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料;
(3)烧结:将陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料投入石墨模具中并刮平,置于真空热压烧结中进行热压烧结,烧结温度曲线为:压力20MPa,160秒升到600℃,接着升至最终烧结温度780℃,保温170秒,随炉冷却后得到砂轮成型体;
(4)将砂轮进行加工和修整,得到规定的形状和尺寸,按金刚石砂轮国家标准JB/T7425-94检验合格后包装、入库,最终得到金属陶瓷复合结合剂金刚石砂轮。
实施例5
本实施例提供的一种金刚石砂轮,按照重量比计,金属粉84%,陶瓷粉8%,金刚石8%。其中,金属粉包括铁粉55%,铜粉25%,镍粉10%,钴粉6%,锡粉4%;陶瓷粉的原料包括二氧化硅63%,氧化铝15%,氧化硼8%,氧化钠7%,氧化锂4%,二氧化钛3%。
该金刚石砂轮是这样制备的:
(1)陶瓷粉的制备:将陶瓷粉的原料球磨过筛后在1000℃熔炼1小时后,接着升温至1300℃熔炼1小时,水淬得到玻璃块体,将玻璃块体加水球磨6小时,烘干,过孔径为300目标准筛即可制得陶瓷粉。
(2)陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料制备:将金属粉和陶瓷粉置于真空球磨机中,球磨18小时得到金属陶瓷混合粉,将金属陶瓷混合粉放于真空干燥箱中冷却20小时后,取出过300目标准筛,得到金属陶瓷复合结合剂,与金刚石磨料放入球磨机中球磨均匀,取出过300目标准筛,得到陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料;
(3)烧结:将陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料投入石墨模具中并刮平,置于真空热压烧结中进行热压烧结,烧结温度曲线为:压力20MPa,170秒升到600℃,接着升至最终烧结温度810℃,保温190秒,随炉冷却后得到砂轮成型体;
(4)将砂轮进行加工和修整,得到规定的形状和尺寸,按金刚石砂轮国家标准JB/T7425-94检验合格后包装、入库,最终得到金属陶瓷复合结合剂金刚石砂轮。
实施例6
本实施例提供的一种金刚石砂轮,按照重量比计,金属粉83%,陶瓷粉8%,金刚石9%。其中,金属粉包括铁粉63%,铜粉18%,镍粉10%,钴粉6%,锡粉3%;陶瓷粉的原料包括二氧化硅65%,氧化铝15%,氧化硼8%,氧化钠6%,氧化锂3%,二氧化钛3%。
该金刚石砂轮是这样制备的:
(1)陶瓷粉的制备:将陶瓷粉的原料球磨过筛后在1000℃熔炼1小时后,接着升温至1300℃熔炼1小时,水淬得到玻璃块体,将玻璃块体加水球磨6小时,烘干,过孔径为300目标准筛即可制得陶瓷粉。
(2)陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料制备:将金属粉和陶瓷粉置于真空球磨机中,球磨18.5小时得到金属陶瓷混合粉,将金属陶瓷混合粉放于真空干燥箱中冷却20小时后,取出过300目标准筛,得到金属陶瓷复合结合剂,与金刚石磨料放入球磨机中球磨均匀,取出过300目标准筛,得到陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料;
(3)烧结:将陶瓷粉、金属粉和金刚石混合料投入石墨模具中并刮平,置于真空热压烧结中进行热压烧结,烧结温度曲线为:压力20MPa,175秒升到600℃,接着升至最终烧结温度820℃,保温175秒,随炉冷却后得到砂轮成型体;
(4)将砂轮进行加工和修整,得到规定的形状和尺寸,按金刚石砂轮国家标准JB/T7425-94检验合格后包装、入库,最终得到金属陶瓷复合结合剂金刚石砂轮。
实验例:
对实施例1-6提供的金刚石砂轮进行实验,检测把持力、磨削效率、质量以及耐磨性,评价其自锐性。
1)把持力
结合剂对金刚石的把持力可由强度损失率来表征,两者呈反比关系。强度损失率计算公式如下:
Figure BDA0001485830280000141
其中,H为强度损失率,σ0、σD分别为结合剂和结合剂金刚石烧结体的抗弯强度。H越小说明结合剂对金刚石的把持力越高。
2)自锐性
自锐性是指相同磨削时间内砂轮工作面参与磨削的金刚石数量和出刃高度以及对应的磨削效率,一般用磨削效率间接代替。
金刚石磨具摩擦磨损试验。摩擦磨损试验在往复式摩擦磨损试验机上进行,磨具试样为Fe基结合剂金刚石磨头,尺寸为40×10×10mm,摩擦面为40×10mm,摩擦对象为含钼铸铁。试验前,用100#砂纸将磨头开刃,在1.5kg载荷下摩擦30min,工件速度为20m/min。
磨削效率=磨除工件质量/(砂轮磨损质量×磨削时间)
磨削质量为磨削后工件表面粗糙度,JB-4C表面粗糙度测试仪对被磨削工件的粗糙度进行了测量(取样长度为0.25mm)
对比例
没有添加陶瓷粉末的Fe基结合剂金刚石砂轮。
实验结果:
表1把持力评价结果
Figure BDA0001485830280000161
表2自锐性和磨削质量评价结果
Figure BDA0001485830280000171
从上述表格可以看出,相对于Fe基结合剂金刚石砂轮,本发明实施例提供的金刚石砂轮对金刚石影响较小。当加工余量为0.2mm时,磨削效率提升了22-45%,磨削质量提高了13-24%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种金刚石砂轮,其特征在于,由金属陶瓷复合结合剂和金刚石组成;
按照重量比计,所述金刚石5~10%;所述金属陶瓷复合结合剂由80~93%金属粉和2~10%陶瓷粉组成;
其中,所述金属粉包括铁粉45~65%、铜粉15~35%、镍粉5~15%、钴粉1~6%以及锡粉1~8%;所述陶瓷粉的原料包括二氧化硅55~65%、氧化铝10~18%、氧化硼6~10%、氧化钠5~8%、氧化锂2~6%以及二氧化钛3~5%。
2.一种如权利要求1所述的金刚石砂轮的制备方法,其特征在于,包括:
将所述陶瓷粉、所述金属粉以及所述金刚石混合后,在700-900℃烧结。
3.如权利要求2所述的金刚石砂轮的制备方法,其特征在于,
烧结是在20MPa压力,烧结150-200秒。
4.如权利要求3所述的金刚石砂轮的制备方法,其特征在于,
烧结前还进行预热,预热是120-180秒从室温升温到600℃。
5.如权利要求2所述的金刚石砂轮的制备方法,其特征在于,
将所述陶瓷粉、所述金属粉以及所述金刚石混合前,先将所述陶瓷粉和所述金属粉在球磨机中球磨15-25小时后,制得金属陶瓷混合粉。
6.如权利要求5所述的金刚石砂轮的制备方法,其特征在于,
将所述陶瓷粉和所述金属粉球磨后,还过300目筛。
7.如权利要求6所述的金刚石砂轮的制备方法,其特征在于,
将所述金属陶瓷混合粉和所述金刚石在球磨机中球磨后,过300目筛。
8.如权利要求7所述的金刚石砂轮的制备方法,其特征在于,
按照重量比计,将55~65%的二氧化硅、10~18%的氧化铝、6~10%的氧化硼、5~8%的氧化钠、2~6%的氧化锂以及0~5%的二氧化钛在1000℃-1300℃熔炼制得陶瓷体,将所述陶瓷体球磨制得所述陶瓷粉。
9.如权利要求8所述的金刚石砂轮的制备方法,其特征在于,
将所述陶瓷体球磨后,还过300目筛。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108659791A (zh) * 2018-04-26 2018-10-16 郑州大学 一种三棱锥金刚石砂轮磨粒及其制备方法
CN111136580B (zh) * 2018-11-06 2021-12-14 丹阳华昌钻石工具制造有限公司 一种高硬度脆性材料加工用l形节块碗磨
CN111136591B (zh) * 2018-11-06 2021-12-14 丹阳华昌钻石工具制造有限公司 一种瓷砖加工用磨轮
CN109333386A (zh) * 2018-11-07 2019-02-15 智慧双创(深圳)科技有限公司 一种自锐性金刚石砂轮及其制备工艺
CN110315443A (zh) * 2019-07-12 2019-10-11 河南工业大学 一种金刚石磨具的制备方法
CN110842799B (zh) * 2019-11-19 2021-03-26 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种陶瓷金属复合结合剂砂轮及其制备方法
CN112223129B (zh) * 2020-09-11 2021-09-21 泉州众志金刚石工具有限公司 一种混凝土研磨用金属基地坪磨块材料
CN113601407B (zh) * 2021-08-18 2023-10-03 浙江稳可磨具股份有限公司 金刚石砂轮片及其制备方法
CN113732965A (zh) * 2021-09-03 2021-12-03 柳州凯通新材料科技有限公司 陶瓷-金属复合结合剂金刚石砂轮及其制备方法
CN114683182B (zh) * 2021-12-31 2023-03-17 江苏兴钻超硬材料科技有限公司 一种金属结合剂、金属结合剂金刚石砂轮及其制造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090092010A (ko) * 2008-02-26 2009-08-31 주식회사 에스지오 메탈 본드 초경질 입자 숫돌
CN102380830A (zh) * 2011-11-02 2012-03-21 天津大学 多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具
CN102922436A (zh) * 2012-11-13 2013-02-13 北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司 金刚石砂轮及其制备方法
CN103465178A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 上海鑫轮超硬磨具有限公司 用于立方氮化硼砂轮的陶瓷有机复合结合剂
CN103692371A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 长沙市萨普新材料有限公司 一种金属陶瓷结合剂金刚石砂轮及其制备方法
CN105058248A (zh) * 2015-08-04 2015-11-18 蓬莱市超硬复合材料有限公司 一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮
CN103831740B (zh) * 2014-03-21 2016-04-27 苏州赛力精密工具有限公司 一种金属陶瓷复合结合剂以及复合结合剂金刚石砂轮
CN106312839A (zh) * 2016-11-29 2017-01-11 河南工业大学 一种金刚石用低温陶瓷/铁基金属结合剂及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090092010A (ko) * 2008-02-26 2009-08-31 주식회사 에스지오 메탈 본드 초경질 입자 숫돌
CN102380830A (zh) * 2011-11-02 2012-03-21 天津大学 多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具
CN102922436A (zh) * 2012-11-13 2013-02-13 北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司 金刚石砂轮及其制备方法
CN103465178A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 上海鑫轮超硬磨具有限公司 用于立方氮化硼砂轮的陶瓷有机复合结合剂
CN103692371A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 长沙市萨普新材料有限公司 一种金属陶瓷结合剂金刚石砂轮及其制备方法
CN103831740B (zh) * 2014-03-21 2016-04-27 苏州赛力精密工具有限公司 一种金属陶瓷复合结合剂以及复合结合剂金刚石砂轮
CN105058248A (zh) * 2015-08-04 2015-11-18 蓬莱市超硬复合材料有限公司 一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮
CN106312839A (zh) * 2016-11-29 2017-01-11 河南工业大学 一种金刚石用低温陶瓷/铁基金属结合剂及其制备方法

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