CN109333386A - 一种自锐性金刚石砂轮及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自锐性金刚石砂轮及其制备工艺，该自锐性金刚石砂轮由以下质量份数的原料制成：金刚石粉50‑60份、Sn粉4‑11份、Cu粉12‑18份、Al粉15‑25份、La粉0.5‑1.1份、Ni粉3‑7份、Co粉10‑20份、陶瓷粉7.9‑17.6份、Fe粉1‑5份、Cr粉1‑3份、Ti粉1‑3份、MoS2粉1‑3份、SG磨料5.6‑12.1份、添加剂0.9‑1.8份和丙烯酸乳液1‑3份。有益效果：改善和强化胎体材料对金刚石的粘接强度，此配方协同，使砂轮具有良好的力学性能和自锐性，从而获得强度高、自锐性高的金刚石砂轮，且使所得砂轮在磨削过程中消耗均匀。

Description

一种自锐性金刚石砂轮及其制备工艺

技术领域

本发明涉及砂轮制备技术领域，具体来说，涉及一种自锐性金刚石砂轮及其制备工艺。

背景技术

现代机械加工朝着高精度、高速度、硬加工、干加工(无冷却液)及降低成本等方向发展，对超硬磨具的性能提出了相当高的要求。目前常用的超硬磨削材料包括立方氮化硼(CBN)和金刚石磨料两种。CBN磨料虽然硬度次于金刚石，但其热稳定性和化学稳定性强，尤其是不会与铁及铁合金发生反应，因而在铁基合金材料如淬硬钢、高速工具钢、轴承钢、不锈钢、模具钢、耐热钢、先进高强钢和高铬铸铁，以及钛合金与镍基高温合金等诸多高强韧性难加工材料的磨削中得到了广泛应用。CBN超硬磨具(砂轮)的磨削效率、加工精度和耐磨性等性能是高速精密磨削加工中的关键问题。

砂轮作为磨削加工中的重要组成部分，而砂轮的制造是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响，砂轮的好坏直接影响被加工件的质量。但是现有的砂轮自锐性不好、效率低，无法满足持续加工的需要。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种自锐性金刚石砂轮及其制备工艺，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种自锐性金刚石砂轮。

该自锐性金刚石砂轮由以下质量份数的原料制成：

金刚石粉50-60份、Sn粉4-11份、Cu粉12-18份、Al粉15-25份、La粉0.5-1.1份、Ni粉3-7份、Co粉10-20份、陶瓷粉7.9-17.6份、Fe粉1-5份、Cr粉1-3份、Ti粉1-3份、MoS2粉1-3份、SG磨料5.6-12.1份、添加剂0.9-1.8份和丙烯酸乳液1-3份。

进一步的，所述陶瓷粉包括以下原料组份：SiO₂粉5.5-6.5份、Al₂O₃粉1-8份、B₂O₃粉0.6-1份、Na₂O粉0.5-1份、Li₂O粉0.2-0.6份以及TiO₂粉0.1-0.5份。

进一步的，所述添加剂包括以下原料组份：Bi₂O₃粉0.2-0.4份、B₂O₃粉0.2-0.4份、ZnO粉0.1-0.2份、SiO₂粉0.1-0.2份、Al₂O₃粉0.1-0.2份、CaF₂粉0.05-0.1份、Na₂CO₃粉0.05-0.1份、Li₂CO₃粉0.05-0.1份、MgCO₃粉0.05-0.1份。

进一步的，所述SG磨料包括以下原料组份：Cu粉2.5-4.5份、Sn粉0.5-2份、Co粉2-3.5份、Al粉0.3-1份、Fe粉0.1-0.5份、Cr粉0.1-0.3份、Ti粉0.1-0.3份。

根据本发明的另一方面，提供了一种自锐性金刚石砂轮的制备工艺。

该自锐性金刚石砂轮的制备，包括以下步骤：

根据上述质量份数，称取所述自锐性金刚石砂轮所需各原料；

将称取好的金刚石粉、Sn粉、Cu粉、Al粉、La粉、Ni粉、Co粉、SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、Na₂O、Li₂O、TiO₂、Fe粉、Cr粉、Ti粉、MoS2粉、Cu粉、Sn粉、Co粉、Al粉、Fe粉、Cr粉、Ti粉、Bi2O3粉、B2O3粉、ZnO粉、SiO2粉、Al2O3粉、Na2CO3粉、Li2CO3粉和MgCO3粉放入搅拌机中进行搅拌，升温至1200～1400℃并保温，得混合物一；

将混合物一中继续搅拌，且在搅拌的过程中加入丙烯酸乳液，得到混合物二；

所得混合物二降温至850～950℃，加入称取好的CaF₂混合，保温1～2h，得混合物三；

将混合料三平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250～260℃，压力为120～125MPa，保压2～3小时，冷却出模后得砂轮坯体；

将砂轮坯体置入烧结炉内烧结，烧结时先将砂轮坯体加热至200～300℃并保温30～40min进行预反应，然后加热至730～830℃并保温10～30min，冷却至室温取出，既得到毛坯；

将毛坯放置到车床和磨床上加工，得到成品。

进一步的，在上述搅拌时，搅拌完成后保温1～3h形成混合物一。

进一步的，上述升温至1200～1400℃并保温时，所述升温的速度为十摄氏度每分钟。

进一步的，上述混合物二降温至850～950℃，所述降温的速度为五摄氏度每分钟。

进一步的，上述冷却至室温取出，可将砂轮胚体放置到水中进行冷却，水的温度为室内温度。

其中，本发明所采用的原料药份阐述如下：

金刚石粉：金刚石微粉硬度高、耐磨性好，可广泛用于切削、磨削、钻探、抛光等。是研磨抛光硬质合金、陶瓷、宝石、光学玻璃等高硬度材料的理想原料。金刚石微粉制品是利用金刚石微粉加工制成的工具和构件。

Sn粉：锡是排列在白金，黄金及银后面的第四种贵金属，它富有光泽、无毒、不易氧化变色，具有很好的杀菌、净化、保鲜效用。生活中常用于食品保鲜、罐头内层的防腐膜等。

Cu粉：铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。以一价和二价为主的金属元素,有延性和展性,是热和电最佳导体之一,是唯一的能大量天然产出的金属,也存在于各种矿石(例如黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、赤铜矿和孔雀石)中,能以金属状态及黄铜、青铜和其他合金的形态用于工业、工程技术和工艺上。

Al粉：铝的密度很小，仅为2.7g/cm³，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其铝合金。

La粉：镧是一种金属稀土元素，原子序数57，原子量138.9055，元素名来源于希腊文，原意是“隐蔽”。银灰色光泽，质地较软，密度6.174g/cm3，熔点921℃，沸点3457℃；化学性质活泼，暴露于空气中很快失去金属光泽生成一层蓝色的氧化膜，但是它并不能保护金属，继而进一步氧化生成白色的氧化物粉末。能和冷水缓慢作用，易溶于酸，可以多种非金属反应。金属镧一般保存于矿物油或稀有气体中。镧在地壳中的含量为0.00183％，在稀土元素中含量仅次于铈。镧有两种天然同位素：镧139和放射性镧138。

Ni粉：由于镍的耐腐蚀性，可用作镀层金属、制金属合金，也可用于制镍镉电池、作催化剂，以及铸造硬币。

Co粉：钴[gǔ][1]，元素符号Co，银白色铁磁性金属，表面呈银白略带淡粉色，在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族，原子序数27，原子量58.9332，密排六方晶体，常见化合价为+2、+3。钴是具有光泽的钢灰色金属，比较硬而脆，有铁磁性，加热到1150℃时磁性消失。钴的化合价为+2价和+3价。在常温下不和水作用，在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO，在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。

SiO2粉：二氧化硅，化学术语，纯的二氧化硅无色，常温下为固体，化学式为SiO，不溶于水。不溶于酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等，在古代，二氧化硅也用来制作瓷器的釉面和胎体。一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙构成。

Al2O3粉：氧化铝(aluminium oxide)，化学式Al2O3。是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。工业氧化铝是由铝矾土(Al2O3·3H2O)和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法制备。Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。

Bi2O3粉：三氧化二铋(氧化铋)纯品有α型、β型和δ型。α型为黄色单斜晶系结晶，相对密度8.9，熔点825℃，溶于酸，不溶于水和碱。β型为亮黄色至橙色，正方晶系，相对密度8.55，熔点860℃，溶于酸，不溶于水。容易被氢气、烃类等还原为金属铋。δ-Bi2O3是一种特殊的材料,具有立方萤石矿型结构，其晶格中有1/4的氧离子位置是空缺的,因而具有非常高的氧离子导电性能。氧化铋主要应用对象有电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料、催化剂。氧化铋作为电子陶瓷粉体材料中的重要添加剂，纯度一般要求在99.15％以上，主要应用对象有氧化锌压敏电阻、陶瓷电容、铁氧体磁性材料三类。

B2O粉：氧化硼，化学式：B2O3，又称三氧化二硼，是硼最主要的氧化物。它是一种白色蜡状固体，一般以无定形的状态存在，很难形成晶体，但在高强度退火后也能结晶。它是已知的最难结晶的物质之一。熔融时可以溶解许多碱性的金属氧化物，生成有特征颜色的玻璃状硼酸盐和偏硼酸盐(玻璃)，用于制取元素硼和精细硼化合物。也可与多种氧化物化合制成具有特征颜色的硼玻璃、光学玻璃、耐热玻璃、仪器玻璃及玻璃纤维、光线防护材料等。还可用作油漆的耐火阻烯添加剂和干燥剂。

Na2O粉：氧化钠，化学式Na2O，分子量61.979，灰白色无定形片状或粉末，熔点1275℃，沸点1950℃，密度为2.3克每立方厘米。氧化钠对湿敏感，易潮解，遇水起剧烈化合反应，形成氢氧化钠。氧化钠在暗红炽热时熔融，在大于400摄氏度时分解为过氧化钠和钠单质。氧化钠不燃，具腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。

Li2O粉：氧化锂(Lithium oxide)，分子式为Li2O，分子量为29.88。是锂最常见的氧化物，它被广泛用作玻璃的组分。白色粉末或硬壳状固体，离子化合物，相对密度为2.013g/cm3，熔点为1567℃(1840K)，沸点为2600℃，1000℃以上开始升华，它是第一主族(IA)(碱金属)中各元素氧化物中熔点最高的。易潮解，溶于水，生成强碱性的LiOH。一般来说，氧化锂是借由锂在氧气中燃烧而产生。由于锂离子半径较小，极化能力比较强，因此燃烧反应主要产物是氧化锂，只产生少量的过氧化锂。

TiO2粉：二氧化钛(化学式：TiO)，白色固体或粉末状的两性氧化物，分子量：79.9，是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。它的熔点很高，也被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。

Fe粉：Fe＝铁，化学元素，英文名称：Iron原子序数：26一种密度大，有延展性和有磁性的、主要是两价(Fe2+)和三价(Fe3+)此外还有六价铁(Fe6+)和四价铁(Fe4+)的金属元素，三价铁最为常见。

Cr粉：铬(Chromium)，化学符号Cr，单质为钢灰色金属。元素名来自于希腊文，原意为“颜色”，因为铬的化合物都有颜色。1797年法国化学家沃克兰(L.N.Vauquelin)在西伯利亚红铅矿(铬铅矿)中发现一种新矿物，次年用碳还原得到。铬在地壳中的含量为0.01％，居第17位。自然界不存在游离状态的铬，主要存在于铬铅矿中[1]。在元素周期表中属ⅥB族，铬的原子序数24，原子量51.9961，体心立方晶体，常见化合价为+2、+3和+6。氧化数为6,5,4,3,2,1,-1,-2,-4[2]，是硬度最大的金属。

Ti粉：钛属于稀有金属，在地壳中的丰度占第七位，有0.42％。具有金属光泽，有延展性。密度4.5克/厘米3。熔点1660±10℃。沸点3287℃。化合价+2、+3和+4。电离能为6.82电子伏特。钛的主要特点是密度小，机械强度大，容易加工。钛的塑性主要依赖于纯度。钛越纯，塑性越大。有良好的抗腐蚀性能，不受大气和海水的影响。在常温下，不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀；只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用。

MoS2粉：二硫化钼是重要的固体润滑剂，特别适用于高温高压下。它还有抗磁性，可用作线性光电导体和显示P型或N型导电性能的半导体，具有整流和换能的作用。二硫化钼还可用作复杂烃类脱氢的催化剂。

ZnO：氧化锌是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。

SiO2粉：二氧化硅，化学术语，纯的二氧化硅无色，常温下为固体，化学式为SiO，不溶于水。不溶于酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等，在古代，二氧化硅也用来制作瓷器的釉面和胎体。一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙构成。

Al2O3粉：氧化铝(aluminium oxide)，化学式Al2O3。是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。

工业氧化铝是由铝矾土(Al2O3·3H2O)和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法制备。Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。

CaF2粉：化学式CaF2。无色结晶或白色粉末；难溶于水，微溶于无机酸；与热的浓硫酸作用生成氢氟酸。实验一般用碳酸钙与氢氟酸作用或用浓盐酸或氢氟酸反复处理萤石粉来制备氟化钙。自然界的氟化钙矿物为萤石或氟石，常呈灰、黄、绿、紫等色，有时无色、透明，有玻璃光泽，性脆，有显著荧光现象。非常纯的氟石用来制作特种透镜。萤石主要用作冶炼金属的助熔剂；饮水中含有1-1.5ppm氟化钙时，能防治牙病。

Na2CO3粉：碳酸钠(Na2CO3)，分子量105.99。化学品的纯度多在99.5％以上(重量)，因而又叫纯碱。但分类属于盐，不属于碱。国际贸易中又名苏打或碱灰。它是一种重要的有机化工原料，主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产。还广泛用于生活洗涤、酸类中和和食品加工等。

Li2CO3粉：碳酸锂，一种无机化合物，化学式为Li2CO3，为无色单斜晶系结晶体或白色粉末。密度2.11g/cm3。熔点618℃(1.013*10^5Pa)。溶于稀酸。微溶于水，在冷水中溶解度较热水下大。不溶于醇及丙酮。可用于制陶瓷、药物、催化剂等。常用的锂离子电池原料。

MgCO3粉：碳酸镁可用作耐火材料、锅炉和管道的保温材料，以及食品、药品、化妆品、橡胶、墨水等的添加剂。碳酸镁的相对分子质量是84。

丙烯酸乳液：丙烯酸是重要的有机合成原料及合成树脂单体，是聚合速度非常快的乙烯类单体。是最简单的不饱和羧酸，由一个乙烯基和一个羧基组成。纯的丙烯酸是无色澄清液体，带有特征的刺激性气味。它可与水、醇、醚和氯仿互溶，是由从炼油厂得到的丙烯制备的。大多数用以制造丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、羟乙酯等丙烯酸酯类。丙烯酸及丙烯酸酯可以均聚及共聚，其聚合物用于合成树脂、合成纤维、高吸水性树脂、建材、涂料等工业部门。

本发明的有益效果为：Sn粉具有低熔点，能够降低砂轮基体烧结的的温度和时间；加入Cu粉，使砂轮具有良好的散热性能、提高砂轮的强度和刚度；加入Al粉，提高砂轮基体的耐热和散热性能的同时保证良好的易磨性能，防止砂轮在快速磨耗时基体与工件接触而造成的烧伤或划伤；加入La粉，可有效提高砂轮胎体的力学性能，改善和强化胎体材料对金刚石的粘接强度，此配方协同，使砂轮具有良好的力学性能和自锐性，并且，通过添加Li₂O-Na₂O-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂陶瓷粉进一步的提高了砂轮的自锐性和磨削质量。该制备方法工艺简单，操作方便，烧结温度低，成本低且易于自动化控制，适合大规模工业化生产，从而获得强度高、自锐性高的金刚石砂轮，且使所得砂轮在磨削过程中消耗均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种自锐性金刚石砂轮的制备工艺流程图之一；

图2是根据本发明实施例的一种自锐性金刚石砂轮的制备工艺流程图之二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种自锐性金刚石砂轮。

该自锐性金刚石砂轮由以下质量份数的原料制成：

金刚石粉50-60份、Sn粉4-11份、Cu粉12-18份、Al粉15-25份、La粉0.5-1.1份、Ni粉3-7份、Co粉10-20份、陶瓷粉7.9-17.6份、Fe粉1-5份、Cr粉1-3份、Ti粉1-3份、MoS2粉1-3份、SG磨料5.6-12.1份、添加剂0.9-1.8份和丙烯酸乳液1-3份。

其中，所述陶瓷粉包括以下原料组份：SiO₂粉5.5-6.5份、Al₂O₃粉1-8份、B₂O₃粉0.6-1份、Na₂O粉0.5-1份、Li₂O粉0.2-0.6份以及TiO₂粉0.1-0.5份。

所述添加剂包括以下原料组份：Bi₂O₃粉0.2-0.4份、B₂O₃粉0.2-0.4份、ZnO粉0.1-0.2份、SiO₂粉0.1-0.2份、Al₂O₃粉0.1-0.2份、CaF₂粉0.05-0.1份、Na₂CO₃粉0.05-0.1份、Li₂CO₃粉0.05-0.1份、MgCO₃粉0.05-0.1份。

所述SG磨料包括以下原料组份：Cu粉2.5-4.5份、Sn粉0.5-2份、Co粉2-3.5份、Al粉0.3-1份、Fe粉0.1-0.5份、Cr粉0.1-0.3份、Ti粉0.1-0.3份。

为了更清楚的理解本发明的上述技术方案，以下通过具体实例对本发明的上述方案进行详细说明。

实施例一

一种自锐性金刚石砂轮，该自锐性金刚石砂轮由以下质量份数的原料制成：

金刚石粉50g、Sn粉4g、Cu粉12g、Al粉15g、La粉0.5g、Ni粉3g、Co粉10g、陶瓷粉7.9g、Fe粉1g、Cr粉1g、Ti粉1g、MoS2粉1g、添加剂0.9g和丙烯酸乳液1g。

其中，所述陶瓷粉包括以下原料组份：SiO₂粉5.5g、Al₂O₃粉1g、B₂O₃粉0.6g、Na₂O粉0.5g、Li₂O粉0.2g以及TiO₂粉0.1g。

所述添加剂包括以下原料组份：Bi₂O₃粉0.2g、B₂O₃粉0.2g、ZnO粉0.1g、SiO₂粉0.1g、Al₂O₃粉0.1g、CaF₂粉0.05g、Na₂CO₃粉0.05g、Li₂CO₃粉0.05g、MgCO₃粉0.05g。

所述SG磨料包括以下原料组份：Cu粉2.5g、Sn粉0.5g、Co粉2g、Al粉0.3g、Fe粉0.1g、Cr粉0.1g、Ti粉0.1g。

该自锐性金刚石砂轮的制备，包括以下步骤：

根据上述质量份数，称取所述自锐性金刚石砂轮所需各原料；

将称取好的金刚石粉50g、Sn粉4.5g、Cu粉14.5g、Al粉15.3g、La粉0.5g、Ni粉3g、Co粉12g、SiO₂粉5.5g、Al₂O₃粉1g、B₂O₃粉0.6g、Na₂O粉0.5g、Li₂O粉0.2g、TiO₂粉0.1g、Fe粉1.1g、Cr粉1.1g、Ti粉1.1g、MoS2粉1g、Bi₂O₃粉0.2g、B₂O₃粉0.2g、ZnO粉0.1g、SiO₂粉0.1g、Al₂O₃粉0.1g、Na₂CO₃粉0.05g、Li₂CO₃粉0.05g和MgCO₃粉0.05g粉放入搅拌机中进行搅拌，升温至1200～1400℃并保温，得混合物一；

将混合物一中继续搅拌，且在搅拌的过程中加入丙烯酸乳液1g，得到混合物二；

所得混合物二降温至850～950℃，加入称取好的CaF₂粉0.05g混合，保温1～2h，得混合物三；

将混合料三平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250～260℃，压力为120～125MPa，保压2～3小时，冷却出模后得砂轮坯体；

将砂轮坯体置入烧结炉内烧结，烧结时先将砂轮坯体加热至200～300℃并保温30～40min进行预反应，然后加热至730～830℃并保温10～30min，冷却至室温取出，既得到毛坯；

将毛坯放置到车床和磨床上加工，得到成品。

实施例二

一种自锐性金刚石砂轮，该自锐性金刚石砂轮由以下质量份数的原料制成：

金刚石粉55g、Sn粉8.75g、Cu粉18.5g、Al粉20.65g、La粉0.8g、Ni粉5g、Co粉17.75g、陶瓷粉12.75g、Fe粉6.6g、Cr粉2.2g、Ti粉2.2g、MoS2粉2g、添加剂1.35g和丙烯酸乳液2g。

其中，所述陶瓷粉包括以下原料组份：SiO₂粉6g、Al₂O₃粉4.5g、B₂O₃粉0.8g、Na₂O粉0.75g、Li₂O粉0.4g以及TiO₂粉0.4g。

所述添加剂包括以下原料组份：Bi₂O₃粉0.3g、B₂O₃粉0.3g、ZnO粉0.6g、SiO₂粉0.15g、Al₂O₃粉0.15g、CaF₂粉0.07g、Na₂CO₃粉0.07g、Li₂CO₃粉0.07g、MgCO₃粉0.07g。

所述SG磨料包括以下原料组份：Cu粉3.5g、Sn粉1.25g、Co粉2.75g、Al粉0.65g、Fe粉0.07g、Cr粉0.07g、Ti粉0.07g。

该自锐性金刚石砂轮的制备，包括以下步骤：

根据上述质量份数，称取所述自锐性金刚石砂轮所需各原料；

将称取好的金刚石粉55g、Sn粉8.75g、Cu粉18.5g、Al粉20.65g、La粉1.6g、Ni粉5g、Co粉17.75g、SiO₂粉6g、Al₂O₃粉4.5g、B₂O₃粉0.8g、Na₂O粉0.75g、Li₂O粉0.4g以及TiO₂粉0.4g、Fe粉6.6g、Cr粉2.2g、Ti粉2.2g、MoS2粉2g、Bi₂O₃粉0.3g、B₂O₃粉0.3g、ZnO粉0.6g、SiO₂粉0.15g、Al₂O₃粉0.15g、Na₂CO₃粉0.07g、Li₂CO₃粉0.07g、MgCO₃粉0.07g放入搅拌机中进行搅拌，升温至1200～1400℃并保温，得混合物一；

将混合物一中继续搅拌，且在搅拌的过程中加入丙烯酸乳液2g，得到混合物二；

所得混合物二降温至850～950℃，加入称取好的CaF₂粉0.07g混合，保温1～2h，得混合物三；

将混合料三平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250～260℃，压力为120～125MPa，保压2～3小时，冷却出模后得砂轮坯体；

将砂轮坯体置入烧结炉内烧结，烧结时先将砂轮坯体加热至200～300℃并保温30～40min进行预反应，然后加热至730～830℃并保温10～30min，冷却至室温取出，既得到毛坯；

将毛坯放置到车床和磨床上加工，得到成品。

实施例三

一种自锐性金刚石砂轮，该自锐性金刚石砂轮由以下质量份数的原料制成：

金刚石粉60g、Sn粉13g、Cu粉22.5g、Al粉26g、La粉1.6g、Ni粉7g、Co粉23.5g、陶瓷粉17.6g、Fe粉5.5g、Cr粉3.3g、Ti粉3.3g、MoS2粉3g、添加剂1.8g和丙烯酸乳液3g。

其中，所述陶瓷粉包括以下原料组份：SiO₂粉6.5g、Al₂O₃粉8g、B₂O₃粉1g、Na₂O粉1g、Li₂O粉0.6g以及TiO₂粉0.5g。

所述添加剂包括以下原料组份：Bi₂O₃粉0.4g、B₂O₃粉0.4g、ZnO粉0.2g、SiO₂粉0.2g、Al₂O₃粉0.2g、CaF₂粉0.1g、Na₂CO₃粉0.1g、Li₂CO₃粉0.1g、MgCO₃粉0.1g。

所述SG磨料包括以下原料组份：Cu粉4.5g、Sn粉2g、Co粉3.5g、Al粉1g、Fe粉0.5g、Cr粉0.3g、Ti粉0.3g。

该自锐性金刚石砂轮的制备，包括以下步骤：

根据上述质量份数，称取所述自锐性金刚石砂轮所需各原料；

将称取好的金刚石粉60g、Sn粉13g、Cu粉22.5g、Al粉26g、La粉1.6g、Ni粉7g、Co粉23.5g、SiO₂粉6.5g、Al₂O₃粉8g、B₂O₃粉1g、Na₂O粉1g、Li₂O粉0.6g以及TiO₂粉0.5g、Fe粉5.5g、Cr粉3.3g、Ti粉3.3g、MoS2粉3g、Bi₂O₃粉0.4g、B₂O₃粉0.4g、ZnO粉0.2g、SiO₂粉0.2g、Al₂O₃粉0.2g、Na₂CO₃粉0.1g、Li₂CO₃粉0.1g和MgCO₃粉0.1g，放入搅拌机中进行搅拌，升温至1200～1400℃并保温，得混合物一；

将混合物一中继续搅拌，且在搅拌的过程中加入丙烯酸乳液3g，得到混合物二；

所得混合物二降温至850～950℃，加入称取好的CaF₂粉0.1g、混合，保温1～2h，得混合物三；

将混合料三平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250～260℃，压力为120～125MPa，保压2～3小时，冷却出模后得砂轮坯体；

将砂轮坯体置入烧结炉内烧结，烧结时先将砂轮坯体加热至200～300℃并保温30～40min进行预反应，然后加热至730～830℃并保温10～30min，冷却至室温取出，既得到毛坯；

将毛坯放置到车床和磨床上加工，得到成品。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下结合附图对本发明的上述方案的流程进行详细说明，具体如下：

根据本发明的实施例，还提供了一种自锐性金刚石砂轮的制备工艺。

如图1-2所示，在实际生产过程中，该自锐性金刚石砂轮的制备，包括以下步骤：

步骤S101，根据上述质量份数，称取所述自锐性金刚石砂轮所需各原料；

步骤S103，将称取好的金刚石粉、Sn粉、Cu粉、Al粉、La粉、Ni粉、Co粉、SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、Na₂O、Li₂O、TiO₂、Fe粉、Cr粉、Ti粉、MoS2粉、Cu粉、Sn粉、Co粉、Al粉、Fe粉、Cr粉、Ti粉、Bi2O3粉、B2O3粉、ZnO粉、SiO2粉、Al2O3粉、Na2CO3粉、Li2CO3粉和MgCO3粉放入搅拌机中进行搅拌，升温至1200～1400℃并保温，得混合物一；

步骤S105，将混合物一中继续搅拌，且在搅拌的过程中加入丙烯酸乳液，得到混合物二；

步骤S107，所得混合物二降温至850～950℃，加入称取好的CaF₂混合，保温1～2h，得混合物三；

步骤S109，将混合料三平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250～260℃，压力为120～125MPa，保压2～3小时，冷却出模后得砂轮坯体；

步骤S111，将砂轮坯体置入烧结炉内烧结，烧结时先将砂轮坯体加热至200～300℃并保温30～40min进行预反应，然后加热至730～830℃并保温10～30min，冷却至室温取出，既得到毛坯；

步骤S113，将毛坯放置到车床和磨床上加工，得到成品。

在一个实施例中，在上述搅拌时，搅拌完成后保温1～3h形成混合物一。

在一个实施例中，上述升温至1200～1400℃并保温时，所述升温的速度为十摄氏度每分钟。

在一个实施例中，上述混合物二降温至850～950℃，所述降温的速度为五摄氏度每分钟。

在一个实施例中，上述冷却至室温取出，可将砂轮胚体放置到水中进行冷却，水的温度为室内温度。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，能够Sn粉具有低熔点，能够降低砂轮基体烧结的的温度和时间；加入Cu粉，使砂轮具有良好的散热性能、提高砂轮的强度和刚度；加入Al粉，提高砂轮基体的耐热和散热性能的同时保证良好的易磨性能，防止砂轮在快速磨耗时基体与工件接触而造成的烧伤或划伤；加入La粉，可有效提高砂轮胎体的力学性能，改善和强化胎体材料对金刚石的粘接强度，此配方协同，使砂轮具有良好的力学性能和自锐性，并且，通过添加Li₂O-Na₂O-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂陶瓷粉进一步的提高了砂轮的自锐性和磨削质量。该制备方法工艺简单，操作方便，烧结温度低，成本低且易于自动化控制，适合大规模工业化生产，从而获得强度高、自锐性高的金刚石砂轮，且使所得砂轮在磨削过程中消耗均匀。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种自锐性金刚石砂轮，其特征在于，该自锐性金刚石砂轮由以下质量份数的原料制成：

金刚石粉50-60份、Sn粉4-11份、Cu粉12-18份、Al粉15-25份、La粉0.5-1.1份、Ni粉3-7份、Co粉10-20份、陶瓷粉7.9-17.6份、Fe粉1-5份、Cr粉1-3份、Ti粉1-3份、MoS2粉1-3份、SG磨料5.6-12.1份、添加剂0.9-1.8份和丙烯酸乳液1-3份。

2.根据权利要求1所述的自锐性金刚石砂轮，其特征在于，所述陶瓷粉包括以下原料组份：SiO₂粉5.5-6.5份、Al₂O₃粉1-8份、B₂O₃粉0.6-1份、Na₂O粉0.5-1份、Li₂O粉0.2-0.6份以及TiO₂粉0.1-0.5份。

3.根据权利要求2所述的自锐性金刚石砂轮，其特征在于，所述添加剂包括以下原料组份：Bi₂O₃粉0.2-0.4份、B₂O₃粉0.2-0.4份、ZnO粉0.1-0.2份、SiO₂粉0.1-0.2份、Al₂O₃粉0.1-0.2份、CaF₂粉0.05-0.1份、Na₂CO₃粉0.05-0.1份、Li₂CO₃粉0.05-0.1份、MgCO₃粉0.05-0.1份。

4.根据权利要求3所述的自锐性金刚石砂轮，其特征在于，所述SG磨料包括以下原料组份：Cu粉2.5-4.5份、Sn粉0.5-2份、Co粉2-3.5份、Al粉0.3-1份、Fe粉0.1-0.5份、Cr粉0.1-0.3份、Ti粉0.1-0.3份。

5.一种自锐性金刚石砂轮的制备工艺，其特征在于，用于权利要求4所述的自锐性金刚石砂轮的制备，包括以下步骤：

根据上述质量份数，称取所述自锐性金刚石砂轮所需各原料；

将称取好的金刚石粉、Sn粉、Cu粉、Al粉、La粉、Ni粉、Co粉、SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、Na₂O、Li₂O、TiO₂、Fe粉、Cr粉、Ti粉、MoS2粉、Cu粉、Sn粉、Co粉、Al粉、Fe粉、Cr粉、Ti粉、Bi2O3粉、B2O3粉、ZnO粉、SiO2粉、Al2O3粉、Na2CO3粉、Li2CO3粉和MgCO3粉放入搅拌机中进行搅拌，升温至1200～1400℃并保温，得混合物一；

将混合物一中继续搅拌，且在搅拌的过程中加入丙烯酸乳液，得到混合物二；

所得混合物二降温至850～950℃，加入称取好的CaF₂混合，保温1～2h，得混合物三；

将混合料三平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250～260℃，压力为120～125MPa，保压2～3小时，冷却出模后得砂轮坯体；

将砂轮坯体置入烧结炉内烧结，烧结时先将砂轮坯体加热至200～300℃并保温30～40min进行预反应，然后加热至730～830℃并保温10～30min，冷却至室温取出，既得到毛坯；

将毛坯放置到车床和磨床上加工，得到成品。

6.根据权利要求5所述的自锐性金刚石砂轮的制备工艺，其特征在于，在上述搅拌时，搅拌完成后保温1～3h形成混合物一。

7.根据权利要求5所述的自锐性金刚石砂轮的制备工艺，其特征在于，上述升温至1200～1400℃并保温时，所述升温的速度为十摄氏度每分钟。

8.根据权利要求5所述的儿童过敏性鼻炎的其制备工艺，其特征在于，上述混合物二降温至850～950℃，所述降温的速度为五摄氏度每分钟。

9.根据权利要求5所述的自锐性金刚石砂轮的制备工艺，其特征在于，上述冷却至室温取出，可将砂轮胚体放置到水中进行冷却，水的温度为室内温度。