CN110253460B - 一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块，它是由下述重量份的原料组成的：金刚石90‑100、异丙醇铝40‑50、锡粉2‑3、聚乙烯吡咯烷酮1‑2、六水三氯化铁20‑30、四水二氯化铁17‑21、甲苯二异氰酸酯10‑15、聚己二酸‑1,4‑丁二醇酯二醇14‑20、丙酮3‑4、2，6‑二叔丁基对甲酚0.4‑1，本发明加入的溶胶包覆的铁氧化物、金刚石和锡粉，其可以有效的提高成品的烧结稳定性，而加入的预聚物则具有很好的粘结效果，可以提高包覆的稳定性，而且可以增强成品模块的耐高温、耐磨削性能。

Description

一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块及其制备方法。
背景技术
目前，在天然石材、人造石英石以及混凝土等磨削产品中均存在着通用性不强、磨削效率低、加工成本高等缺点，造成这一现象主要原因如下：在常规磨削工具中，金刚石在金属胎体中不同区域的浓度并不一致，在金刚石富集区，单颗金刚石所受的冲击力小，容易被磨圆和抛光，导致切削效率的下降，同时由于同一区域金刚石过于密集，易出现胎体对其把吃力不足而自动脱落；在金刚石稀少区，金刚石的浓度低，又容易导致金刚石颗粒工作时因承受负荷过大而造成脱落或者破碎，导致金刚石寿命偏短等现象；目前常规磨削工具主要采用金属粉末与金刚石混合，通过热压烧结而成，胎体对金刚石的把持主要通过机械包覆实现，两者间的结合强度低，导致金刚石容易过早脱落，磨料利用率低，工具寿命短。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块，它是由下述重量份的原料组成的：
金刚石90-100、异丙醇铝40-50、锡粉2-3、聚乙烯吡咯烷酮1-2、六水三氯化铁20-30、四水二氯化铁17-21、甲苯二异氰酸酯10-15、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇14-20、丙酮3-4、2，6-二叔丁基对甲酚0.4-1。
一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块的制备方法，包括以下步骤：
(1)取聚乙烯吡咯烷酮，加入到其重量100-120倍的去离子水中，超声60-70分钟，加入六水三氯化铁、四水二氯化铁，搅拌均匀，滴加氨水，调节pH为10-11，升高温度为35-40℃，保温搅拌2-3小时，得含铁乳液；
(2)取聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇，脱水，与甲苯二异氰酸酯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，调节反应釜温度为76-80℃，加入丙酮，保温搅拌1-2小时，加入2，6-二叔丁基对甲酚，升高温度为150-120℃，保温搅拌100-140分钟，出料，得预混料；
(3)取上述预混料，加入到含铁乳液中，超声10-20分钟，得粘结分散液；
(4)取金刚石、锡粉混合，送入混料机中，混合2-3小时，加入到上述粘结分散液中，搅拌均匀，加入异丙醇铝，搅拌4-5小时，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥1-2小时，出料冷却，磨粉，过200-250目筛；
(5)取上述筛料，倒入冷压模具中，将冷压模具放在冷压机中进行预压，压力为3-5Mpa；
(6)将冷压后的坯料放烧结炉内，并通入氩气进行烧结，即得所述耐高温磨削耐磨型金刚磨块。
步骤(1)中的氨水浓度为8-10％；
步骤(4)中的真空干燥温度为280-300℃。
本发明的优点：
本发明首先以六水三氯化铁、四水二氯化铁为原料，制备含铁氧化物溶液，然后以聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、甲苯二异氰酸酯为原料制备预聚物，之后将含铁氧化物溶液、预聚物共混，加入金刚石、锡粉，搅拌均匀后加入异丙醇铝，通过水解沉积、干燥，得到溶胶包覆的铁氧化物、金刚石和锡粉，其可以有效的提高成品的烧结稳定性，而加入的预聚物则具有很好的粘结效果，可以提高包覆的稳定性，提高原料间的结合强度，进而有效的避免金刚石的脱落，提高磨料利用率，而且可以增强成品模块的耐高温、耐磨削性能。
具体实施方式
实施例1
一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块，它是由下述重量份的原料组成的：
金刚石90、异丙醇铝40、锡粉2、聚乙烯吡咯烷酮1、六水三氯化铁20、四水二氯化铁17、甲苯二异氰酸酯10、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇14、丙酮3、2，6-二叔丁基对甲酚0.4。
一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块的制备方法，包括以下步骤：
(1)取聚乙烯吡咯烷酮，加入到其重量100-120倍的去离子水中，超声60分钟，加入六水三氯化铁、四水二氯化铁，搅拌均匀，滴加氨水，调节pH为10，升高温度为35℃，保温搅拌2小时，得含铁乳液；
(2)取聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇，脱水，与甲苯二异氰酸酯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，调节反应釜温度为76℃，加入丙酮，保温搅拌1小时，加入2，6-二叔丁基对甲酚，升高温度为150℃，保温搅拌100分钟，出料，得预混料；
(3)取上述预混料，加入到含铁乳液中，超声10分钟，得粘结分散液；
(4)取金刚石、锡粉混合，送入混料机中，混合2小时，加入到上述粘结分散液中，搅拌均匀，加入异丙醇铝，搅拌4小时，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥1小时，出料冷却，磨粉，过200目筛；
(5)取上述筛料，倒入冷压模具中，将冷压模具放在冷压机中进行预压，压力为3Mpa；
(6)将冷压后的坯料放烧结炉内，并通入氩气进行烧结，即得所述耐高温磨削耐磨型金刚磨块。
步骤(1)中的氨水浓度为8％；
步骤(4)中的真空干燥温度为280℃。
实施例2
一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块，它是由下述重量份的原料组成的：
金刚石100、异丙醇铝50、锡粉3、聚乙烯吡咯烷酮2、六水三氯化铁30、四水二氯化铁21、甲苯二异氰酸酯15、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇20、丙酮4、2，6-二叔丁基对甲酚1。
一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块的制备方法，包括以下步骤：
(1)取聚乙烯吡咯烷酮，加入到其重量120倍的去离子水中，超声70分钟，加入六水三氯化铁、四水二氯化铁，搅拌均匀，滴加氨水，调节pH为11，升高温度为40℃，保温搅拌3小时，得含铁乳液；
(2)取聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇，脱水，与甲苯二异氰酸酯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，调节反应釜温度为80℃，加入丙酮，保温搅拌2小时，加入2，6-二叔丁基对甲酚，升高温度为120℃，保温搅拌140分钟，出料，得预混料；
(3)取上述预混料，加入到含铁乳液中，超声20分钟，得粘结分散液；
(4)取金刚石、锡粉混合，送入混料机中，混合3小时，加入到上述粘结分散液中，搅拌均匀，加入异丙醇铝，搅拌5小时，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥2小时，出料冷却，磨粉，过250目筛；
(5)取上述筛料，倒入冷压模具中，将冷压模具放在冷压机中进行预压，压力为5Mpa；
(6)将冷压后的坯料放烧结炉内，并通入氩气进行烧结，即得所述耐高温磨削耐磨型金刚磨块。
步骤(1)中的氨水浓度为10％；
步骤(4)中的真空干燥温度为300℃。
性能测试：
本发明实施例1的耐高温磨削耐磨型金刚磨块：
抗折强度(MPa)：93.5；
金刚石把持力：76％；
磨块寿命(万m2/mm)：2.44；
本发明实施例2的耐高温磨削耐磨型金刚磨块：
抗折强度(MPa)：94.9；
金刚石把持力：79％；
磨块寿命(万m2/mm)：2.51。

Claims (3)

1.一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
金刚石90-100、异丙醇铝40-50、锡粉2-3、聚乙烯吡咯烷酮1-2、六水三氯化铁20-30、四水二氯化铁17-21、甲苯二异氰酸酯10-15、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇14-20、丙酮3-4、2，6-二叔丁基对甲酚0.4-1；
所述耐高温磨削耐磨型金刚磨块的制备方法，包括以下步骤：
(1)取聚乙烯吡咯烷酮，加入到其重量100-120倍的去离子水中，超声60-70分钟，加入六水三氯化铁、四水二氯化铁，搅拌均匀，滴加氨水，调节pH为10-11，升高温度为35-40℃，保温搅拌2-3小时，得含铁乳液；
(2)取聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇，脱水，与甲苯二异氰酸酯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，调节反应釜温度为76-80℃，加入丙酮，保温搅拌1-2小时，加入2，6-二叔丁基对甲酚，升高温度为150-120℃，保温搅拌100-140分钟，出料，得预混料；
(3)取上述预混料，加入到含铁乳液中，超声10-20分钟，得粘结分散液；
(4)取金刚石、锡粉混合，送入混料机中，混合2-3小时，加入到上述粘结分散液中，搅拌均匀，加入异丙醇铝，搅拌4-5小时，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥1-2小时，出料冷却，磨粉，过200-250目筛，获得筛料；
(5)取上述筛料，倒入冷压模具中，将冷压模具放在冷压机中进行预压，压力为3-5Mpa；
(6)将冷压后的坯料放烧结炉内，并通入氩气进行烧结，即得所述耐高温磨削耐磨型金刚磨块。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块，其特征在于，步骤(1)中的氨水浓度为8-10％。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温磨削耐磨型金刚磨块，其特征在于，步骤(4)中的真空干燥温度为280-300℃。
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