CN110509192A - 金属玻璃结合剂及其制备方法、砂轮及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属玻璃结合剂及其制备方法、砂轮及其制备方法和应用，属于磨料磨具技术领域。本发明提供了一种金属玻璃结合剂，主要由以下重量份的原料制备得到：铜锡合金40‑60份、铝20‑30份、氧化硅5‑10份、氧化铝5‑10份、氧化锌6‑12份和氧化硼3‑8份。该金属玻璃结合剂不仅具有玻璃耐高温、耐腐蚀和脆性的特点，还具有金属结合剂的韧性和延展性，将金属结合剂和玻璃结合剂的性能进行了结合，形成了一种短程有序(韧性)，长程无序(脆性)的状态，使得该金属玻璃结合剂不仅具备玻璃结合剂的脆性，还具备金属结合剂的韧性。

Description

金属玻璃结合剂及其制备方法、砂轮及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种金属玻璃结合剂及其制备方法、砂轮及其制备方法和应用，属于磨料磨具技术领域。
背景技术
超硬材料磨具被广泛地应用于机械加工领域，如汽车、电子、制冷、工具、LED等行业的机械加工。超硬材料磨具尤其是金刚石和立方氮化硼固结砂轮，在当前的磨削加工技术中占有主导地位，超硬材料砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的坯体，其中，结合剂对超硬材料砂轮的性能影响较大。
对于不锈钢、铝合金、镍合金等材料的精密磨削和抛光加工，经常会出现粘屑磨不动、划伤、效率低和寿命短等问题，这对砂轮的性能提出了更高的要求。目前，采用的超硬材料砂轮常用的结合剂有金属结合剂、陶瓷结合剂和树脂结合剂等，不同结合剂制备得到的超硬材料砂轮都有自身独特的优势和劣势。例如，金属结合剂制得的砂轮虽然具有较好的韧性、寿命高，但是气孔率低，磨削效率低；陶瓷结合剂制得的砂轮虽然具有均匀分布的气孔、磨削效率高，但是脆性大、寿命低；树脂结合剂制得的砂轮主要用于粗加工领域，不适合用于对软粘材料进行加工。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种金属玻璃结合剂，该金属玻璃结合剂具有较好的脆性和韧性。
本发明的第二个目的在于提供上述金属玻璃结合剂的制备方法，该制备方法操作方便，易于工业化生产。
本发明的第三个目的在于提供一种砂轮，该砂轮具有较长的使用寿命和较好的锋利性。
本发明的第四个目的在于提供上述砂轮的制备方法。
本发明的第五个目的在于提供上述砂轮在不锈钢材料、铝合金材料或镍合金材料的磨削和抛光中的应用。
本发明的技术方案如下：
一种金属玻璃结合剂，主要由以下重量份的原料制备得到：
铜锡合金40-60份、铝20-30份、氧化硅5-10份、氧化铝5-10份、氧化锌6-12份和氧化硼3-8份。
本发明的金属玻璃结合剂主要由特定用量的铜锡合金、铝、氧化硅、氧化铝、氧化锌和氧化硼制备得到，使得该金属玻璃结合剂不仅具有玻璃结合剂耐高温、耐腐蚀和脆性，还具有金属结合剂的韧性和延展性，将金属结合剂和玻璃结合剂的性能进行了结合，形成了一种短程有序(韧性)，长程无序(脆性)的状态，弥补了金属结合剂和玻璃结合剂的不足，使得该金属玻璃结合剂不仅具备玻璃结合剂的脆性，还具备金属结合剂的韧性。
优选地，所述金属玻璃结合剂主要由以下重量份的原料制备得到：
铜锡合金50-55份、铝20-25份、氧化硅5份、氧化铝5份、氧化锌6-12份和氧化硼4-8份。通过合理调整和优化铜锡合金、铝、氧化硅、氧化铝、氧化锌和氧化硼的用量，使得该优选用量范围的金属玻璃结合剂具有更优的脆性和韧性。
优选地，所述原料的粒径为1-5μm。原料的粒径为1-5μm指的是，铜锡合金、铝、氧化硅、氧化铝、氧化锌和氧化硼的粒径均在1-5μm范围内。金属结合剂各原材采用超细粒度粉末(1-5μm)，粉末比表面积更大，烧结温度低，能耗低，同时细粒度对金刚石等磨料的包裹作用更强，有着更好的把持力，可以提高砂轮寿命及磨削效率。
优选地，所述铜锡合金中铜的质量百分含量为55％-70％。铜锡合金中铜的质量百分含量为55％-70％，可以使金属玻璃结合剂具有较好的延展性能，提升结合剂的韧性，如果铜锡合金中铜的质量百分含量过大，将使得砂轮的硬度大幅降低，如果铜锡合金中铜的质量百分含量过小，将使得砂轮的韧性不足，金属玻璃结合剂较脆，容易产生崩边现象。
一种金属玻璃结合剂的制备方法，包括以下步骤：
将所述的金属玻璃结合剂的原料混匀，然后进行熔炼，再进行淬冷，得到金属玻璃结合剂。
本发明提供了一种金属玻璃粘合剂的制备方法，该方法只需将原料混匀，然后进行熔炼和淬冷，即可得到金属玻璃结合剂。该制备方法的原料易得，成本低，操作方便，易于工业化生产。
优选地，所述淬冷为液氮淬冷。采用液氮淬冷的方式对熔炼后的金属玻璃结合剂进行淬冷，冷却速度快，保证了结合剂的非晶状态，能够大幅高结合剂的硬度和强度。
优选地，所述熔炼包括在480-500℃下保温60-120min，然后在1200-1500℃下保温120-180min。在480-500℃下保温60-120min有利于各原料均匀混合，形成合金相，在1200-1500℃下保温120-180min，便于快速熔融，各原料能够均匀分散，形成共熔体。
一种砂轮，包括以下重量份的组分：金属玻璃结合剂80-92份和磨料8-20份；
所述金属玻璃结合剂主要由以下重量份的原料制备得到：铜锡合金40-60份、铝20-30份、氧化硅5-10份、氧化铝5-10份、氧化锌6-12份和氧化硼3-8份；
所述磨料为金刚石或立方氮化硼。
本发明的砂轮主要由特定用量的金属玻璃结合剂和磨料制备得到。特定的金属玻璃结合剂使得制备砂轮过程中的烧结温度较低，本发明的金属玻璃结合剂为金属粉和金属氧化物的共熔体，在熔融过程中进行了合金化，同时内部添加了氧化硼，使得该金属玻璃结合剂在制备砂轮时，能够有效降低烧结温度，大幅降低了能源的消耗和浪费；且金属玻璃结合剂具有优异的脆性和韧性，大幅提高了砂轮的使用寿命和锋利性。
金属玻璃结合剂的原料包括金属和金属氧化物，在烧结过程中，金属氧化物部分会产生一定的烧结收缩，在砂轮内部形成均匀分布的气孔，这些气孔能够起到容屑和微破碎的作用，避免了划伤和粘屑，可有效延长砂轮的使用寿命，同时也能提高磨削效率；该砂轮锋利，切削效率高，耐高温、耐酸碱。金属玻璃结合剂可用于多种磨料，对磨料把持力好，具有普适性，可用于不锈钢、铝合金、镍合金等材料的精磨、抛光和切割等机械加工，可提高工件的表面质量，降低生产成本。
上述砂轮的制备方法，包括以下步骤：
将混匀的金属玻璃结合剂与磨料进行压制成型，然后进行烧结，得到砂轮。
该制备方法只需将原料混合，经压制成型和烧结，即可制备得到砂轮。制备方法简单，操作方便，使用的设备简单，易于工业化生产。
优选地，所述烧结的温度为400-600℃，所述烧结的压力为200-300Mpa，所述烧结的时间为5-10min。常规的金属结合剂和陶瓷结合剂的烧结温度大多超过600℃，该金属玻璃结合剂为金属粉和金属氧化物的共熔体，在熔融的时候进行了合金化，同时内部添加了氧化硼粉，使得该金属玻璃结合剂在制备砂轮时，能够有效降低烧结温度，使得烧结温度仅为400-600℃，大幅降低了能源的消耗和浪费。
优选地，所述烧结的气体氛围为氮气。在氮气下进行烧结，有助于防止金属玻璃结合剂在高温时发生氧化反应。
上述砂轮在不锈钢材料、铝合金材料或镍合金材料的磨削和抛光中的应用。
上述砂轮具有良好的锋利性，切削效率高，使用寿命长，可应用于不锈钢材料、铝合金材料或镍合金材料的磨削和抛光中。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明的金属玻璃结合剂的制备方法中，对于混匀的方式不作限定，采用本领域常用的混合方式进行混合即可，例如，可以采用过1000目筛三遍的方式使得原料混合均匀。
本发明的金属玻璃结合剂的制备方法中，对于熔炼的容器不作限定，采用本领域常用的熔炼容器即可，例如，可以将原料放入耐高温石英坩埚中。
本发明的金属玻璃结合剂的制备方法中，液氮淬冷是通过将熔炼后融化的液态原料快速倒入充足的液氮中。
本发明的金属玻璃结合剂的制备方法中，对经过淬冷的金属玻璃结合剂块料进行粉碎，得到金属玻璃结合剂。对于粉碎的方式不作限定，可以采用常用的粉碎方式即可，例如，可以将液氮淬冷后得到的金属玻璃结合剂放入球磨罐中进行球磨。球磨20-24h，转速为50-70r/min。球磨时的磨球可采用硬质合金球。将粉碎后的金属玻璃结合剂经300#筛进行筛分，过筛3遍，取筛下物即得所需的金属玻璃结合剂。
本发明的砂轮的组分中金刚石的粒度为M4/8和/或M5/10。
本发明的砂轮的制备方法中压制为冷压。
金属玻璃结合剂的实施例1
本实施例的金属玻璃结合剂，由以下重量份的原料制备得到：
铜锡合金粉40份、铝粉30份、氧化硅粉10份、氧化铝粉10份、氧化锌粉6份和氧化硼粉4份。
铜锡合金中铜的质量百分含量为65％，各原料粒径为5μm。
金属玻璃结合剂的实施例2
本实施例的金属玻璃结合剂，由以下重量份的原料制备得到：
铜锡合金粉45份、铝粉25份、氧化硅粉10份、氧化铝粉10份、氧化锌粉6份和氧化硼粉4份。
铜锡合金中铜的质量百分含量为65％，各原料粒径为5μm。
金属玻璃结合剂的实施例3
本实施例的金属玻璃结合剂，由以下重量份的原料制备得到：
铜锡合金粉50份、铝粉20份、氧化硅粉5份、氧化铝粉5份、氧化锌粉12份和氧化硼粉8份。
铜锡合金中铜的质量百分含量为65％，各原料粒径为5μm。
金属玻璃结合剂的实施例4
本实施例的金属玻璃结合剂，由以下重量份的原料制备得到：
铜锡合金粉55份、铝粉25份、氧化硅粉5份、氧化铝粉5份、氧化锌粉6份和氧化硼粉4份。
铜锡合金中铜的质量百分含量为65％，各原料粒径为5μm。
金属玻璃结合剂的实施例5
本实施例的金属玻璃结合剂，由以下重量份的原料制备得到：
铜锡合金粉60份、铝粉20份、氧化硅粉5份、氧化铝粉5份、氧化锌粉6份和氧化硼粉4份。
铜锡合金中铜的质量百分含量为65％，各原料粒径为5μm。
金属玻璃结合剂的实施例6
本实施例的金属玻璃结合剂与金属玻璃结合剂的实施例3的不同之处在于，铜锡合金中铜锡的比例不同，实施例6中铜锡合金中铜的质量百分含量为55％，其他的原料及其用量均与金属玻璃结合剂的实施例3相同。
金属玻璃结合剂的实施例7
本实施例的金属玻璃结合剂与金属玻璃结合剂的实施例3的不同之处在于，铜锡合金中铜锡的比例不同，实施例7中铜锡合金中铜的质量百分含量为70％，其他的原料及其用量均与金属玻璃结合剂的实施例3相同。
金属玻璃结合剂的制备方法的实施例1
本实施例的金属玻璃结合剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)金属玻璃结合剂的原料混匀
按金属玻璃结合剂的实施例1中的比例称取各原料后，过筛3遍，过筛为过1000目筛，放入耐高温石英坩埚中备用。
(b)熔炼
以10℃/min的升温速率从室温升温至500℃保温120min，再以20℃/min的升温速率升温至1500℃保温180min，得到液态混合料。
(c)淬冷
将熔炼得到的液态混合料，快速倒入装有充足液氮的器皿中，经过10min后，得到块状结合剂。
(d)粉碎
将液氮淬冷得到的块状结合剂放入硬质合金球磨罐进行粉碎，球磨24h，转速70r/min，然后将粉碎所得的结合剂粉末经过300#筛筛分，过筛3遍，取筛下物即得所需金属玻璃结合剂。
金属玻璃结合剂的制备方法的实施例2
本实施例的金属玻璃结合剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)金属玻璃结合剂的原料混匀
按金属玻璃结合剂的实施例2中的比例称取各原料后，过筛3遍，过筛为过1000目筛，放入耐高温石英坩埚中备用。
(b)熔炼
以10℃/min的升温速率从室温升温至500℃保温60min，再以20℃/min的升温速率升温至1500℃保温120min，得到液态混合料。
(c)淬冷
将熔炼得到的液态混合料，快速倒入装有充足液氮的器皿中，经过10min后，得到块状结合剂。
(d)粉碎
将液氮淬冷得到的块状结合剂放入硬质合金球磨罐进行粉碎，球磨20h，转速50r/min，然后将粉碎所得的结合剂粉末经过300#筛筛分，过筛3遍，取筛下物即得所需金属玻璃结合剂。
金属玻璃结合剂的制备方法的实施例3
本实施例的金属玻璃结合剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)金属玻璃结合剂的原料混匀
按金属玻璃结合剂的实施例3中的比例称取各原料后，过筛3遍，过筛为过1000目筛，放入耐高温石英坩埚中备用。
(b)熔炼
以10℃/min的升温速率从室温升温至480℃保温120min，再以20℃/min的升温速率升温至1200℃保温180min，得到液态混合料。
(c)淬冷
将熔炼得到的液态混合料，快速倒入装有充足液氮的器皿中，经过10min后，得到块状结合剂。
(d)粉碎
将液氮淬冷得到的块状结合剂放入硬质合金球磨罐进行粉碎，球磨24h，转速70r/min，
然后将粉碎所得的结合剂粉末经过300#筛筛分，过筛3遍，取筛下物即得所需金属玻璃结合剂。
金属玻璃结合剂的制备方法的实施例4
本实施例的金属玻璃结合剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)金属玻璃结合剂的原料混匀
按金属玻璃结合剂的实施例4中的比例称取各原料后，过筛3遍，过筛为过1000目筛，放入耐高温石英坩埚中备用。
(b)熔炼
以10℃/min的升温速率从室温升温至480℃保温60min，再以20℃/min的升温速率升温至1200℃保温120min，得到液态混合料。
(c)淬冷
将熔炼得到的液态混合料，快速倒入装有充足液氮的器皿中，经过10min后，得到块状结合剂。
(d)粉碎
将液氮淬冷得到的块状结合剂放入硬质合金球磨罐进行粉碎，球磨20h，转速50r/min，然后将粉碎所得的结合剂粉末经过300#筛筛分，过筛3遍，取筛下物即得所需金属玻璃结合剂。
金属玻璃结合剂的制备方法的实施例5
本实施例的金属玻璃结合剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)金属玻璃结合剂的原料混匀
按金属玻璃结合剂的实施例5中的比例称取各原料后，过筛3遍，过筛为过1000目筛，放入耐高温石英坩埚中备用。
(b)熔炼
以10℃/min的升温速率从室温升温至490℃保温120min，再以20℃/min的升温速率升温至1500℃保温180min，得到液态混合料。
(c)淬冷
将熔炼得到的液态混合料，快速倒入装有充足液氮的器皿中，经过10min后，得到块状结合剂。
(d)粉碎
将液氮淬冷得到的块状结合剂放入硬质合金球磨罐进行粉碎，球磨24h，转速70r/min，然后将粉碎所得的结合剂粉末经过300#筛筛分，过筛3遍，取筛下物即得所需金属玻璃结合剂。
金属玻璃结合剂的制备方法的实施例6
按金属玻璃结合剂的实施例6中的比例称取各原料，制备方法与金属玻璃结合剂的制备方法的实施例3相同。
金属玻璃结合剂的制备方法的实施例7
按金属玻璃结合剂的实施例7中的比例称取各原料，制备方法与金属玻璃结合剂的制备方法的实施例3相同。
砂轮的实施例1
本实施例的砂轮，由以下重量份的组分组成：
金属玻璃结合剂80份与金刚石20份。金属玻璃结合剂为金属玻璃结合剂的实施例1的金属玻璃结合剂。
砂轮的实施例2
本实施例的砂轮，由以下重量份的组分组成：
金属玻璃结合剂80份与金刚石20份。金属玻璃结合剂为金属玻璃结合剂的实施例2的金属玻璃结合剂。
砂轮的实施例3
本实施例的砂轮，由以下重量份的组分组成：
金属玻璃结合剂80份与金刚石20份。金属玻璃结合剂为金属玻璃结合剂的实施例3的金属玻璃结合剂。
砂轮的实施例4
本实施例的砂轮，由以下重量份的组分组成：
金属玻璃结合剂80份与金刚石20份。金属玻璃结合剂为金属玻璃结合剂的实施例4的金属玻璃结合剂。
砂轮的实施例5
本实施例的砂轮，由以下重量份的组分组成：
金属玻璃结合剂80份与金刚石20份。金属玻璃结合剂为金属玻璃结合剂的实施例5的金属玻璃结合剂。
砂轮的实施例6
本实施例的砂轮，由以下重量份的组分组成：
金属玻璃结合剂80份与金刚石20份。金属玻璃结合剂为金属玻璃结合剂的实施例6的金属玻璃结合剂。
砂轮的实施例7
本实施例的砂轮，由以下重量份的组分组成：
金属玻璃结合剂80份与金刚石20份。金属玻璃结合剂为金属玻璃结合剂的实施例7的金属玻璃结合剂。
砂轮的实施例8
本实施例的砂轮，由以下重量份的组分组成：
金属玻璃结合剂92份与金刚石8份。金属玻璃结合剂为金属玻璃结合剂的实施例3的金属玻璃结合剂。
砂轮的制备方法的实施例1
本实施例的砂轮的制备方法，包括以下步骤：
按砂轮的实施例1中的比例称取金属玻璃结合剂和金刚石，混匀，压制成型，然后在300Mpa的压力下、600℃的温度下、氮气的气体氛围下进行烧结，烧结8min，得到砂轮。
砂轮的制备方法的实施例2
本实施例的砂轮的制备方法，包括以下步骤：
按砂轮的实施例2中的比例称取金属玻璃结合剂和金刚石，混匀，压制成型，然后在300Mpa的压力下、600℃的温度下、氮气的气体氛围下进行烧结，烧结8min，得到砂轮。
砂轮的制备方法的实施例3
本实施例的砂轮的制备方法，包括以下步骤：
按砂轮的实施例3中的比例称取金属玻璃结合剂和金刚石，混匀，压制成型，然后在300Mpa的压力下、600℃的温度下、氮气的气体氛围下进行烧结，烧结8min，得到砂轮。
砂轮的制备方法的实施例4
本实施例的砂轮的制备方法，包括以下步骤：
按砂轮的实施例4中的比例称取金属玻璃结合剂和金刚石，混匀，压制成型，然后在300Mpa的压力下、600℃的温度下、氮气的气体氛围下进行烧结，烧结8min，得到砂轮。
砂轮的制备方法的实施例5
本实施例的砂轮的制备方法，包括以下步骤：
按砂轮的实施例5中的比例称取金属玻璃结合剂和金刚石，混匀，压制成型，然后在300Mpa的压力下、600℃的温度下、氮气的气体氛围下进行烧结，烧结8min，得到砂轮。
砂轮的制备方法的实施例6
本实施例的砂轮的制备方法，包括以下步骤：
按砂轮的实施例6中的比例称取金属玻璃结合剂和金刚石，混匀，压制成型，然后在300Mpa的压力下、600℃的温度下、氮气的气体氛围下进行烧结，烧结8min，得到砂轮。
砂轮的制备方法的实施例7
本实施例的砂轮的制备方法，包括以下步骤：
按砂轮的实施例7中的比例称取金属玻璃结合剂和金刚石，混匀，压制成型，然后在300Mpa的压力下、600℃的温度下、氮气的气体氛围下进行烧结，烧结8min，得到砂轮。
砂轮的制备方法的实施例8
本实施例的砂轮的制备方法，包括以下步骤：
按砂轮的实施例8中的比例称取金属玻璃结合剂和金刚石，混匀，压制成型，然后在300Mpa的压力下、600℃的温度下、氮气的气体氛围下进行烧结，烧结8min，得到砂轮。
对比例1
本对比例的砂轮由以下重量份的原料制成：Cu 30份、Sn 5份、Al 10份、金刚石5份、添加剂4份。
添加剂由以下重量份的原料制成：B2O3 25份、ZnO 25份、SiO26份、Al2O3 10份。
添加剂的制备方法，包括下列步骤：
1)取配方量的B2O3、ZnO、SiO2、Al2O3混合均匀后，放入石英坩埚中，置于高温电阻炉中，以10℃/min的加热至1250℃并保温2h，得混合物；
2)将步骤1)所得混合物以5℃/min的速率降温至850℃，保温2h，得烧结物；
3)将步骤2)所得烧结物倒入冷水(室温)中急冷，得块状物料；将得到的块状物料连同乙醇装入球磨罐中在高能球磨机上球磨60h，得到粒度D90<200nm的粉料，即为所述添加剂。
砂轮的制备方法，包括下列步骤：
a)取配方量的Cu粉、Sn粉、Al粉、金刚石和添加剂，装入三维混料机中混料2h，得混合料；
b)将步骤a)所得混合料装入钢制模具中，趟料、刮平，置于油压机上以180MPa的压力进行压制，得坯料；
c)将步骤b)所得坯料装入石墨模具中，在空气气氛下，置于热压烧结机中进行烧结，具体为：先以100℃/min的速率升温至450℃并保温2min，促使低熔点的Sn完全熔化以进行合金化反应，然后以50℃的速率升温至590℃并保温8min；保温完毕后，将模具置于冷水(室温)中急冷，即得所述磨料块；
d)将步骤c所得磨料块粘接在砂轮基体上，即得所述自锐性金刚石砂轮。
对比例2
本对比例的金属玻璃结合剂的制备方法与金属玻璃结合剂的制备方法的实施例3的不同之处在于，步骤(c)不同，对比例2是将熔炼得到的液态混合料，快速倒入装有充足0℃水的器皿中，其他的步骤同金属玻璃结合剂的制备方法的实施例3。
对比例2相应的砂轮的制备方法同砂轮的制备方法的实施例3。
对比例3
本对比例的金属玻璃结合剂与金属玻璃结合剂的实施例3的不同之处在于，铝锡合金的用量不同，具体为30份，其他的原料及其用量均与金属玻璃结合剂的实施例3的相同。
相应的金属玻璃结合剂的制备方法与金属玻璃结合剂的制备方法的实施例3相同，相应的砂轮的制备方法与砂轮的制备方法的实施例3相同。
对比例4
本对比例的金属玻璃结合剂与金属玻璃结合剂的实施例3的不同之处在于，铝锡合金的用量不同，具体为80份，其他的原料及其用量均与金属玻璃结合剂的实施例3的相同。
相应的金属玻璃结合剂的制备方法与金属玻璃结合剂的制备方法的实施例3相同，相应的砂轮的制备方法与砂轮的制备方法的实施例3相同。
对比例5
本对比例的金属玻璃结合剂与金属玻璃结合剂的实施例3的不同之处在于，氧化硼的用量不同，具体为1份，其他的原料及其用量均与金属玻璃结合剂的实施例3的相同。
相应的金属玻璃结合剂的制备方法与金属玻璃结合剂的制备方法的实施例3相同，相应的砂轮的制备方法与砂轮的制备方法的实施例3相同。
对比例6
本对比例与实施例3的不同之处在于，氧化硼的用量不同，具体为12份。
相应的金属玻璃结合剂的制备方法与金属玻璃结合剂的制备方法的实施例3相同，相应的砂轮的制备方法与砂轮的制备方法的实施例3相同。
试验例
本试验例为砂轮的应用，分别对砂轮的实施例1-8的砂轮和对比例1-6得到的砂轮进行性能测试，对铝合金工件进行加工，测试结果见表1。
其中，拉伸强度测试的仪器为抗拉强度测定仪，硬度测试的仪器为洛氏硬度计检测。
常规金属砂轮：铜粉和锡粉金属的混合金属粉80份与与金刚石20份混匀，烧结得到的常规金属砂轮。
常规陶瓷砂轮：非金属氧化物(氧化铝、氧化硅和氧化硼金属氧化物的共熔体)80份与金刚石20份混匀，烧结得到的常规陶瓷砂轮。
表1砂轮的实施例1-8的砂轮和对比例1-6得到的砂轮的性能测试结果
实验结果表明，实施例1-8得到的砂轮的锋利性较金属砂轮提高30％以上，使用寿命较陶瓷砂轮提高40％以上，弥补了陶瓷结合剂和金属结合剂存在的不足，将两种结合剂的优点较好的结合和体现，有效促进了超硬砂轮的技术进步和提升。
对比例1-6的砂轮与常规金属砂轮相比，锋利性的提高率较低，均在15％以下，对比例1-6的砂轮与常规陶瓷砂轮相比，使用寿命的提高率较低，均在20％以下，对比例1-3和对比例6的砂轮的抗拉强度较低，均在65MPa以下，对比例1-2和对比例4-5的硬度较差，均在55HRB以下。

Claims (10)

1.一种金属玻璃结合剂，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备得到：
铜锡合金40-60份、铝20-30份、氧化硅5-10份、氧化铝5-10份、氧化锌6-12份和氧化硼3-8份。
2.根据权利要求1所述的金属玻璃结合剂，其特征在于，所述金属玻璃结合剂主要由以下重量份的原料制备得到：
铜锡合金50-55份、铝20-25份、氧化硅5份、氧化铝5份、氧化锌6-12份和氧化硼4-8份。
3.根据权利要求1或2所述的金属玻璃结合剂，其特征在于，所述铜锡合金中铜的质量百分含量为55％-70％。
4.一种如权利要求1所述的金属玻璃结合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述的金属玻璃结合剂的原料混匀，然后进行熔炼，再进行淬冷，得到金属玻璃结合剂。
5.根据权利要求4所述的金属玻璃结合剂的制备方法，其特征在于，所述淬冷为液氮淬冷。
6.根据权利要求4所述的金属玻璃结合剂的制备方法，其特征在于，所述熔炼包括在480-500℃下保温60-120min，然后在1200-1500℃下保温120-180min。
7.一种砂轮，其特征在于，包括以下重量份的组分：金属玻璃结合剂80-92份和磨料8-20份；
所述金属玻璃结合剂主要由以下重量份的原料制备得到：铜锡合金40-60份、铝20-30份、氧化硅5-10份、氧化铝5-10份、氧化锌6-12份和氧化硼3-8份；
所述磨料为金刚石或立方氮化硼。
8.一种如权利要求7所述的砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将混匀的金属玻璃结合剂与磨料进行压制成型，然后进行烧结，得到砂轮。
9.根据权利要求8所述的砂轮的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为400-600℃，所述烧结的压力为200-300Mpa，所述烧结的时间为5-10min。
10.一种采用如权利要求7所述的砂轮在不锈钢材料、铝合金材料或镍合金材料的磨削和抛光中的应用。
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