CN109531780A - 一种强切削低损耗磨刀石、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种强切削低损耗磨刀石、制备方法及其应用,属于磨具制备技术领域。本发明的强切削低损耗磨刀石由以下质量百分数的原料经混料、成型、烧结制成:金刚石粉12~50%、碳化硅粉30~50%、微晶玻璃结合剂10~30%、造孔剂1~4%、粘结剂2~8%。该磨刀石具有强切削、低损耗两大优点,可以用来磨削各种钢材制备的刀具,适应性强,并且耐用性好,同样尺寸情况下比其他磨刀石的寿命长10倍以上,在磨削刀具时磨刀石的自锐性好,不易堵塞,整个磨刀石在使用过程中不需修整,大大提高了磨削刀具的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种强切削低损耗磨刀石、制备方法及其应用,属于磨具制备技术领域。
背景技术
磨刀石是一种可以将用钝的刀具变得锋利的磨料磨具领域的手工磨削工具,主要可分为天然磨刀石和人造磨刀石。天然磨刀石主要由天然矿石加工而成,如:天然大理石、花岗岩、火山岩等;人造磨刀石则是由磨料、结合剂等物质通过特定工艺制备而成。天然磨刀石取自天然矿石且由于各地地质条件不同,所加工出的天然磨刀石硬度不一且粒度也不易控制,很难满足大部分刀具磨削的需求。
人造磨刀石由于使用人造磨料作为磨削介质,粒度及硬度可以得到很好的控制,因此可以更广泛的应用于各种类型刀具的磨削。但是目前市场上的人造磨刀石所用磨料均为普通磨料(如碳化硅、白刚玉等),难以满足对高硬度刀具的切削要求。如申请公布号为CN105565776A的中国发明专利申请公开的一种高强度磨刀石,其制备原料包括:10~20份高岭土、5~10份膨润土、0.2~0.6份二氧化钛、1.2~1.6份氧化铬、4~8份石英粉和6~10份氧化铝。制备方法为:将高岭土和膨润土在1000~2000℃下烘烤,然后加入二氧化钛保温30~40min,再加入氧化铬和氧化铝,加热至2000~2100℃形成熔融态混合物,最后加入石英粉搅拌成型即得。该专利申请中的磨刀石对普通硬度刀具有很好的切削效果,但是对如M390、锋钢等硬度在HRC60以上的刀具的切削效果一般。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种强切削低损耗磨刀石。该磨刀石对高硬度刀具具有良好的切削效果,使用寿命长。
本发明还提供一种上述强切削低损耗磨刀石的制备方法。该制备方法步骤简单,经济节约,通过该方法制得的磨刀石可以用来磨削各种硬度的钢材制备的刀具,切削效果好。
最后,本发明提供一种上述强切削低损耗磨刀石在磨削加工刀具中的应用。
为实现上述目的,本发明的技术方案是:
一种强切削低损耗磨刀石,由以下质量百分数的原料经混料、成型、烧结制成:金刚石粉12~50%、碳化硅粉30~50%、微晶玻璃结合剂10~30%、造孔剂1~4%、粘结剂2~8%;所述微晶玻璃结合剂由以下质量百分数的原料制成:二氧化硅20~30%,三氧化二铝10~20%,硼酸10~20%,碳酸钠6~12%,碳酸锂6~15%,氧化锌5~10%,氧化锆1~4%,氧化钡1~4%,所述氧化锆和氧化钡的质量百分数之和为2~8%。
上述原料组分中碳化硅粉是常规的磨料,在碳化硅粉中加入质量百分数为12~50%的金刚石可以提高磨刀石对高硬度钢材刀具的切削效果,适用于多种不同硬度的刀具。由二氧化硅、三氧化二铝、硼酸、碳酸钠、碳酸锂、氧化锌和氧化锆制成的微晶玻璃结合剂具有强度高、烧结温度低的特性,其强度高于普通玻璃结合剂,烧结温度为660~700℃,在烧结过程中可以避免金刚石的烧损破坏,保证晶粒的完整性。同时,微晶玻璃结合剂与金刚石和碳化硅的热膨胀系数相匹配,对两种磨料的把持力高,可以保证良好的切削效果。由以上质量百分数的原料制成的磨刀石具有强切削、低损耗的特点,适应性强、耐用性好,整个磨刀石在使用过程中不需要修整,大大提高了磨削刀具的效率。
所述碳化硅粉的粒度比金刚石粉的粒度细3~5个粒度号。碳化硅粉的粒度比金刚石粉的粒度细3~5个粒度号可以实现粒度级配,充分发挥两种磨料的切削能力,提高磨刀石的磨削能力以及磨削后刀具的表面质量。
所述造孔剂为糊精粉、碳粉、精萘、焦炭、木粉、无机玻璃中的任一种。上述任一种作为造孔剂可以提高磨刀石的容屑能力,使之易于出刃,不易堵塞。
所述微晶玻璃结合剂的制备方法为:按照质量百分数称取各原料,将二氧化硅、三氧化二铝、硼酸、碳酸钠、碳酸锂、氧化锌、氧化锆、氧化钡混合均匀,在1400~1450℃下熔炼,水淬后破碎,即得。通过该方法制得的微晶玻璃结合剂强度高、烧结温度低。该微晶玻璃以氧化锆和氧化钡作为混合晶核剂,所制备出的微晶玻璃结合剂对金刚石的把持力比采用单一晶核剂制备的微晶玻璃结合剂的把持力更高。
上述强切削低损耗磨刀石的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照质量百分数准确称取各原料,将金刚石粉、碳化硅粉、微晶玻璃结合剂、造孔剂和粘结剂混合均匀,压制得到型坯;
(2)取型坯进行干燥、然后在660~700℃下烧结,即得。
本发明采用金刚石和碳化硅作为磨削介质,低温高强度微晶玻璃结合剂作为结合剂,由于磨削介质含有自然界硬度最高的人造金刚石,故可以适用于绝大多数类型钢材所生产的刀具。上述强切削低损耗磨刀石的制备方法工艺简单,操作方便,通过该方法制得的磨刀石自锐性好、不易堵塞,整体磨削时间短,磨削效率高,且磨出的刀具刃口保持性好。
步骤(1)中先将金刚石粉和碳化硅粉混合均匀,过筛后加入粘结剂,混合均匀后再过筛,得到混合料;将微晶玻璃结合剂和造孔剂混合均匀,过筛后与上述混合料混合,混匀后过筛,得到成型料。
在成型料的制备过程中,先将金刚石粉、碳化硅粉和粘结剂混合是为了让粘结剂充分润湿磨料,然后加入微晶玻璃结合剂和造孔剂的混合粉料,这样在混合过筛时,结合剂的混合粉料可以均匀地包裹在磨料粉料上,这样在最终烧结时,产品的一致性好,在磨料颗粒之间形成的结合剂均匀一致,磨刀石各部位硬度一致。后续取成型料进行压制,即可得到型坯。
步骤(1)所述压制的方式为冷压,冷压的成型密度为2.0~2.4g/cm3。成型密度过小,磨刀石冷压后湿坯强度较低,很难进行下一步操作;成型密度过大,磨刀石成品的气孔率过低,磨刀石成品硬度过大,使用时易堵塞达不到良好的切削效果,冷压成型的密度在2.0~2.4g/cm3范围可以达到良好的切削效果。
步骤(2)所述干燥的温度为60~80℃,干燥的时间为10~14h。在60~80℃下干燥10~14h能保证型坯的充分干燥,不影响型坯的粘结度。
步骤(2)所述烧结的时间为60~120min。该烧结时间可以有效地促进烧结的完成,时间过长会加剧二次再结晶作用,进而影响磨具的致密度,时间过短会导致烧结不充分,影响磨具的质量。
上述强切削低损耗磨刀石在磨削加工刀具中的应用。本发明的磨刀石在使用过程中主要表现为强切削、低损耗、良好的自锐性,不易堵塞,且在整个使用寿命过程中不需修整等特点。使用该磨刀石磨削各种手工刀具,大大缩短了刀具整体磨削时间,提高了磨刀的效率,且磨出的刀具刃口保持性好,使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
强切削低损耗磨刀石的实施例1
本实施例的强切削低损耗磨刀石,由以下质量百分数的原料制成:200#人造金刚石粉50%、400#人造碳化硅粉33%、微晶玻璃结合剂12%、糊精粉1%、聚乙烯醇水溶液4%(聚乙烯醇水溶液的质量浓度为4%);具体制备方法为:
(1)按质量百分数称取200#人造金刚石粉和400#人造碳化硅粉,混合后过70#筛网2次,然后加入聚乙烯醇水溶液搅拌均匀后依次过20#、40#筛网,保证无筛上物,得混合物;
(2)称取微晶玻璃结合剂和糊精粉,混合后过70#筛网2次,然后加入到步骤(1)中的混合物中,搅拌均匀后依次过20#、40#筛网并保证无筛上物,得到成型料;
(3)将步骤(2)中的成型料投入磨刀石的模具中,用刮料板摊平后在300kN压力下冷压成型,冷压成型的密度为2.4g/cm3;
(4)卸模后在干燥箱中进行干燥,干燥温度为70℃,干燥时间为12h,然后在烧结炉中烧结,烧结温度为660℃,烧结时间为70min,烧结结束后待烧结炉自然冷却后出炉,即得。
上述微晶玻璃结合剂,由以下步骤制备方法得到:按质量百分数称取各原料:二氧化硅30%、三氧化二铝20%、硼酸15%、碳酸钠11%、碳酸锂14%、氧化锌5%、氧化锆3%、氧化钡2%,混合均匀,在1400℃下熔炼,水淬,球磨后得到微晶玻璃结合剂,该微晶玻璃结合剂中各原料的纯度均≥99.0%,球磨后的粒度D50为5~8μm。
强切削低损耗磨刀石的实施例2
本实施例的强切削低损耗磨刀石,由以下质量百分数的原料制成:6000#人造金刚石粉35%、10000#人造碳化硅粉37%、微晶玻璃结合剂20%、碳粉2.5%、聚乙烯醇水溶液5.5%(聚乙烯醇水溶液的质量浓度为4%);具体制备方法为:
(1)按质量百分数称取6000#人造金刚石粉和10000#人造碳化硅粉,混合后过70#筛网2次,然后加入聚乙烯醇水溶液搅拌均匀后依次过20#、40#筛网,保证无筛上物,得混合物;
(2)称取微晶玻璃结合剂和碳粉,混合后过70#筛网2次,然后加入到步骤(1)中的混合物中,搅拌均匀后依次过20#、40#筛网并保证无筛上物,得到成型料;
(3)将步骤(2)中的成型料投入磨刀石的模具中,用刮料板摊平后在430kN压力下冷压成型,冷压成型的密度为2.2g/cm3;
(4)卸模后在干燥箱中进行干燥,干燥温度为70℃,干燥时间为12h,然后在烧结炉中烧结,烧结温度为680℃,烧结时间为85min,烧结结束后待烧结炉自然冷却后出炉,即得。
上述微晶玻璃结合剂,由以下步骤制备得到:按质量百分数称取各原料:二氧化硅20%、三氧化二铝20%、硼酸20%、碳酸钠12%、碳酸锂13%、氧化锌10%、氧化锆2.5%、氧化钡2.5%,混合均匀,在1430℃下熔炼,水淬,球磨后得到微晶玻璃结合剂,该微晶玻璃结合剂中各原料的纯度均≥99.0%,球磨后的粒度D50为5~8μm。
强切削低损耗磨刀石的实施例3
本实施例的强切削低损耗磨刀石,由以下质量百分数的原料制成:20000#人造金刚石粉14%、40000#人造碳化硅粉48%、微晶玻璃结合剂27%、木粉4%、聚乙烯醇水溶液7%(聚乙烯醇水溶液的质量浓度为4%);具体制备方法为:
(1)按质量百分数称取20000#人造金刚石粉和40000#人造碳化硅粉,混合后过70#筛网2次,然后加入聚乙烯醇水溶液搅拌均匀后依次过20#、40#筛网,保证无筛上物,得混合物;
(2)称取微晶玻璃结合剂和木粉,混合后过70#筛网2次,然后加入到步骤(1)中的混合物中,搅拌均匀后依次过20#、40#筛网并保证无筛上物,得到成型料;
(3)将步骤(2)中的成型料投入磨刀石的模具中,用刮料板摊平后在600kN压力下冷压成型,冷压成型的密度为2.0g/cm3;
(4)卸模后在干燥箱中进行干燥,干燥温度为70℃,干燥时间为12h,然后在烧结炉中烧结,烧结温度为700℃,烧结时间为100min,烧结结束后待烧结炉自然冷却后出炉,即得。
上述微晶玻璃结合剂,由以下步骤制备得到:按质量百分数称取各原料:二氧化硅25%、三氧化二铝18%、硼酸18%、碳酸钠12%、碳酸锂15%、氧化锌7%、氧化锆1%、氧化钡4%,混合均匀,在1450℃下熔炼,水淬,球磨后得到微晶玻璃结合剂,该微晶玻璃结合剂中各原料的纯度均≥99.0%,球磨后的粒度D50为5~8μm。
强切削低损耗磨刀石的实施例4
本实施例的强切削低损耗磨刀石,由以下质量百分数的原料经混合、成型、烧结(烧结温度为660℃,烧结时间为120min)制成:200#人造金刚石粉50%、400#人造碳化硅粉33%、微晶玻璃结合剂12%、糊精粉1%、聚乙烯醇水溶液4%(聚乙烯醇水溶液的质量浓度为4%)。
上述微晶玻璃结合剂,由以下步骤制备得到:按质量百分数称取各原料:二氧化硅30%、三氧化二铝20%、硼酸15%、碳酸钠11%、碳酸锂14%、氧化锌5%、氧化锆3%、氧化钡2%,混合均匀,在1400℃下熔炼,水淬,球磨后得到微晶玻璃结合剂,该微晶玻璃结合剂中各原料的纯度均≥99.0%,球磨后的粒度D50为5~8μm。
强切削低损耗磨刀石的制备方法的实施例1
本实施例的强切削低损耗磨刀石的制备方法,包括以下步骤:
(1)按质量百分数称取各原料:200#金刚石粉50%、400#碳化硅粉33%、微晶玻璃结合剂12%、糊精粉1%、聚乙烯醇水溶液4%(聚乙烯醇水溶液的质量浓度为4%);将金刚石粉和碳化硅粉混合后过70#筛网2次,然后加入聚乙烯醇水溶液,搅拌均匀后依次过20#、40#筛网并保证无筛上物得混合物;
(2)将微晶玻璃结合剂和糊精粉,混合后过70#筛网2次,然后加入到步骤(1)中的混合物中搅拌均匀后依次过20#、40#筛网并保证无筛上物,得到成型料;
(3)将成型料投入磨刀石的模具中,用刮料板摊平后在300kN压力下冷压成型,冷压成型的密度为2.4g/cm3;
(4)卸模后在干燥箱中进行干燥,干燥温度为60℃,干燥时间为14h,然后在烧结炉中烧结,烧结温度为660℃,烧结时间为70min,烧结结束后待烧结炉自然冷却后出炉,即得。
上述微晶玻璃结合剂,由以下步骤制备得到:按质量百分数称取各原料:二氧化硅30%、三氧化二铝20%、硼酸15%、碳酸钠11%、碳酸锂14%、氧化锌5%、氧化锆3%、氧化钡2%,混合均匀,在1400℃下熔炼,水淬,球磨后得到微晶玻璃结合剂,该微晶玻璃结合剂中各原料的纯度均≥99.0%,球磨后的粒度D50为5~8μm。
强切削低损耗磨刀石的制备方法的实施例2
本实施例的强切削低损耗磨刀石的制备方法,包括以下步骤:
(1)按质量百分数称取各原料:6000#金刚石粉35%、10000#碳化硅粉37%、微晶玻璃结合剂20%、糊精粉2.5%、聚乙烯醇水溶液5.5%(聚乙烯醇水溶液的质量浓度为4%);将金刚石粉和碳化硅粉混合后过70#筛网2次,然后加入聚乙烯醇水溶液,搅拌均匀后依次过20#、40#筛网并保证无筛上物得混合物;
(2)将微晶玻璃结合剂和糊精粉,混合后过70#筛网2次,然后加入到步骤(1)中的混合物中搅拌均匀后依次过20#、40#筛网并保证无筛上物,得到成型料;
(3)将成型料投入磨刀石的模具中,用刮料板摊平后在430kN压力下冷压成型,冷压成型的密度为2.2g/cm3;
(4)卸模后在干燥箱中进行干燥,干燥温度为75℃,干燥时间为11h,然后在烧结炉中烧结,烧结温度为680℃,烧结时间为85min,烧结结束后待烧结炉自然冷却后出炉,即得,制得的磨刀石的尺寸为25mm×5mm×6mm。
上述微晶玻璃结合剂,由以下步骤制备得到:按质量百分数称取各原料:二氧化硅20%、三氧化二铝20%、硼酸20%、碳酸钠12%、碳酸锂13%、氧化锌10%、氧化锆2.5%、氧化钡2.5%,混合均匀,在1430℃下熔炼,水淬,球磨后得到微晶玻璃结合剂,该微晶玻璃结合剂中各原料的纯度均≥99.0%,球磨后的粒度D50为5~8μm。
强切削低损耗磨刀石的制备方法的实施例3
本实施例的强切削低损耗磨刀石的制备方法,包括以下步骤:
(1)按质量百分数称取各原料:20000#金刚石粉14%、40000#碳化硅粉48%、微晶玻璃结合剂27%、糊精粉4%、聚乙烯醇水溶液7%(聚乙烯醇水溶液的质量浓度为4%);将金刚石粉和碳化硅粉混合后过70#筛网2次,然后加入聚乙烯醇水溶液,搅拌均匀后依次过20#、40#筛网并保证无筛上物得混合物;
(2)将微晶玻璃结合剂和糊精粉,混合后过70#筛网2次,然后加入到步骤(1)中的混合物中搅拌均匀后依次过20#、40#筛网并保证无筛上物,得到成型料;
(3)将成型料投入模具中,用刮料板摊平后在600kN压力下冷压成型,冷压成型的密度为2.0g/cm3;
(4)卸模后在干燥箱中进行干燥,干燥温度为80℃,干燥时间为10h,然后在烧结炉中烧结,烧结温度为700℃,烧结时间为100min,烧结结束后待烧结炉自然冷却后出炉,即得。
上述微晶玻璃结合剂,由以下步骤制备得到:按质量百分数称取各原料:二氧化硅25%、三氧化二铝18%、硼酸18%、碳酸钠12%、碳酸锂15%、氧化锌7%、氧化锆1%、氧化钡4%,混合均匀,在1430℃下熔炼,水淬,球磨后得到微晶玻璃结合剂,该微晶玻璃结合剂中各原料的纯度均≥99.0%,球磨后的粒度D50为5~8μm。
在本发明的其他实施例中,金刚石粉的粒度可在200#~20000#范围内进行选择,保证碳化硅粉粒度比金刚石粉的粒度细3~5个粒度号即可。
在本发明的其他实施例中,冷压成型的压力可在300~600kN范围内进行选择,只要保证成型密度在2.0~2.4g/cm3范围。
在本发明的其他实施例中,强切削低损耗磨刀石的尺寸规格可以为150mm×50mm×3mm、150mm×50mm×5mm、150mm×50mm×10mm、210mm×70mm×3mm、210mm×70mm×5mm、210mm×70mm×10mm、210mm×75mm×3mm、210mm×75mm×5mm、210mm×75mm×10mm,也可按客户要求定制尺寸。
强切削低损耗磨刀石在磨刀加工刀具中的应用的实施例
本实施例的强切削低损耗磨刀石在磨削加工刀具中的应用中,对普通刀具和高硬度刀具的磨削均是通过人力将需要磨削的刀具在强切削低损耗磨刀石表面做往复运动,依靠金刚石锋利的棱角将刀具刃口表面磨到所需的状态。磨刀石所用金刚石粒度的不同决定了磨削效果。200#金刚石主要用于刃磨、开刃、改刃或磨削去除刀具使用过程中的大缺口;1000#金刚石主要用于开刃后的粗磨,磨削后可去除刃磨残留下的毛刺、刀痕等粗糙表面;60000#金刚石主要用于粗磨后的半精磨,磨削后刀具表面刃口可以达到雾镜面;20000#金刚石主要用于半精磨后的精磨,磨削后刀具刃口可以达到完美镜面。
本实施例以强切削低损耗磨刀石的实施例1中的磨刀石为例,对以M390为材质的刀具进行改刃,磨刀石尺寸为210mm×75mm×3mm时,至少可以改刃100把,单把磨削时间为15min。
对比例1
本对比例的磨刀石由以下质量百分数的原料与水玻璃混合制成:碳化硅粉85%、结合剂12%、糊精粉3%,水玻璃15mL/kg(水玻璃作为临时粘结剂加入,不占物料总百分比,每公斤混合料干粉加入15mL水玻璃)。其中结合剂由以下质量百分数的组分组成:石英25%、长石50%、黏土25%(结合剂不经熔炼)。
本对比例的磨刀石的制备方法,包括以下步骤:
(1)先将结合剂的各组分按质量百分数称取,搅拌混匀后过70#筛网2次;
(2)按质量百分数称取碳化硅粉、结合剂、糊精粉,搅拌均匀后过70#筛网2次得到干粉混合料;
(3)按每公斤干粉混合料加入15mL水玻璃,搅拌均匀后依次过20#、40#筛网,保证无筛上物,得到成型料;
(4)在500kN压力下压制成型,卸模后干燥(70℃下干燥16h);
(5)在1250℃保温8h,即得。
此类磨刀石使用方法和强切削低损耗磨刀石在磨刀加工刀具中的应用中的使用方法一致,均使用人力将需要磨削的刀具在磨刀石表面做往复运动,依靠碳化硅的棱角将刀具刃口表面磨到所需状态。
使用本对比例制得的磨刀石,对M390材质的刀具进行改刃,磨刀石尺寸为210mm×75mm×25mm时,可改刃50把,单把磨削2h,换算成尺寸210mm×75mm×3mm时,约可改刃6把。故在尺寸相同的情况下,使用金刚石做磨料的磨刀石为不使用金刚石做磨料的磨刀石使用寿命的10倍以上,即在同样的尺寸下,本发明的磨刀石比本对比例的磨刀石使用寿命长10倍以上。
对比例2
本对比例为单一晶核剂微晶玻璃结合剂及其制备方法,本对比例的单一晶核剂微晶玻璃结合剂由以下质量百分数的组分制成:二氧化硅20%、三氧化二铝20%、硼酸21%、碳酸钠13%、碳酸锂15%、氧化锌8%、氧化锆3%。
本对比例单一晶核剂微晶玻璃结合剂的制备方法同强切削低损耗磨刀石的制备方法的实施例2中微晶玻璃结合剂的制备方法。
对比例3
本对比例与强切削低损耗磨刀石的制备方法的实施例2的区别仅在于,将实施例2中的微晶玻璃结合剂替换为对比例2中的单一晶核剂微晶玻璃结合剂制得本对比例的磨刀石,磨刀石的尺寸为25mm×5mm×6mm。
试验例1
本试验例将强切削低损耗磨刀石的制备方法的实施例2中的微晶玻璃结合剂和对比例2中的单一晶核剂微晶玻璃结合剂分别制备成25mm×5mm×6mm的样块,并在万能试验机上测试抗折强度,结果显示对比例2中的单一晶核剂微晶玻璃结合剂试块的抗折强度为108.69MPa,本发明强切削低损耗磨刀石的制备方法的实施例2中的微晶玻璃结合剂试块的抗折强度为159.27MPa。
结合剂在磨刀石中主要起把持金刚石磨料的作用,使得金刚石磨料在受到一定磨削力时不致很快脱落,在金刚石棱角变钝后才会因磨削力增大而形成新的切削刃,保证每个金刚石颗粒尽量达到最大使用寿命。抗折强度的高低说明结合剂所能承受的最大磨削力的大小。强切削低损耗磨刀石的制备方法的实施例2中的微晶玻璃结合剂所能承受的最大磨削力比对比例2中单一晶核剂微晶玻璃结合剂所能承受的最大磨削力要大,故制备出的磨刀石使用寿命也更长。
试验例2
本试验例将对比例3制得的磨刀石和强切削低损耗磨刀石的制备方法的实施例2制得的磨刀石进行对比,磨刀石尺寸均为25mm×5mm×6mm,并分别在万能试验机上测试抗折强度对比例3的磨刀石最大抗折强度为35.62MPa,实施例2的磨刀石最大抗折强度为57.81MPa。抗折强度的高低说明试样所能承受的磨削力的大小,以制备方法的实施例2中的混合晶核剂微晶玻璃作为结合剂制备的磨刀石所能承受的最大磨削力比对比例3中以单一晶核剂微晶玻璃结合剂制备的磨刀石所能承受的最大磨削力要大,故使用寿命更长。
试验例3
本试验例使用强切削低损耗磨刀石的实施例1中的磨刀石对M390材质的刀具进行改刃时,单把刀具磨削时间为15min;而对比例1制备的磨刀石对M390材质的刀具进行改刃时,单把刀具磨削时间为40min。磨削效率的提高说明了金刚石磨刀石切削能力强。经过试验,强切削低损耗磨刀石的实施例1中的磨刀石对刀具进行磨削时(要求磨出完美镜面),使用400#、1000#、3000#、6000、10000#、20000#六个粒度的金刚石做过渡即可,且磨削效率高。而对比例1制备的磨刀石为达到同样效果需要400#、600#、1000#、2000#、3000#、5000#、8000#、10000#、15000#、20000#十个粒度,且磨削效率较低。
Claims (10)
1.一种强切削低损耗磨刀石,其特征在于:由以下质量百分数的原料经混料、成型、烧结制成:金刚石粉12~50%、碳化硅粉30~50%、微晶玻璃结合剂10~30%、造孔剂1~4%、粘结剂2~8%;所述微晶玻璃结合剂由以下质量百分数的原料制成:二氧化硅20~30%,三氧化二铝10~20%,硼酸10~20%,碳酸钠6~12%,碳酸锂6~15%,氧化锌5~10%,氧化锆1~4%,氧化钡1~4%,所述氧化锆和氧化钡的质量百分数之和为2~8%。
2.根据权利要求1所述的强切削低损耗磨刀石,其特征在于:所述碳化硅粉的粒度比金刚石粉的粒度细3~5个粒度号。
3.根据权利要求1所述的强切削低损耗磨刀石,其特征在于:所述造孔剂为糊精粉、碳粉、精萘、焦炭、木粉、无机玻璃中的任一种。
4.根据权利要求1所述的强切削低损耗磨刀石,其特征在于:所述微晶玻璃结合剂的制备方法为:按照质量百分数称取各原料,将二氧化硅、三氧化二铝、硼酸、碳酸钠、碳酸锂、氧化锌、氧化锆、氧化钡混合均匀,在1400~1450℃下熔炼,水淬后破碎,即得。
5.一种如权利要求1~4中任一项所述的强切削低损耗磨刀石的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)按照质量百分数准确称取各原料,将金刚石粉、碳化硅粉、微晶玻璃结合剂、造孔剂和粘结剂混合均匀,压制得到型坯;
(2)取型坯进行干燥、然后在660~700℃下烧结,即得。
6.根据权利要求5所述的强切削低损耗磨刀石的制备方法,其特征在于:步骤(1)中先将金刚石粉和碳化硅粉混合均匀,过筛后加入粘结剂,混合均匀后再过筛,得到混合料;将微晶玻璃结合剂和造孔剂混合均匀,过筛后与上述混合料混合,混匀后过筛,得到成型料。
7.根据权利要求5或6所述的强切削低损耗磨刀石的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述压制的方式为冷压,冷压的成型密度为2.0~2.4g/cm3。
8.根据权利要求5所述的强切削低损耗磨刀石的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述干燥的温度为60~80℃,干燥的时间为10~14h。
9.根据权利要求5所述的强切削低损耗磨刀石的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述烧结的时间为60~120min。
10.一种如权利要求1~4中任一项所述的强切削低损耗磨刀石在磨削加工刀具中的应用。
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