CN112720285B - 金刚石磨具的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金刚石磨具的制作方法，以金刚砂为原材料经过一系列处理制成金刚石磨具。可以解决现有的金刚石磨具制作过程中，烧结处理时导致的金刚石磨具的强度下降的问题，从而避免由于强度下降而影响金刚石磨具的性能。采用本发明的金刚石磨具的制作方法制得的金刚石磨具性能优良，制造简单且成本低，磨削加工质量高。

Description

金刚石磨具的制作方法
技术领域
本发明涉及磨具产品，尤其涉及一种金刚石磨具的制作方法。
背景技术
磨具是用以磨削、研磨和抛光的工具。大部分的磨具是用磨料加上结合剂制成的人造磨具，也有用天然矿岩直接加工成的天然磨具。磨具除在机械制造和其他金属加工工业中被广泛采用外，还用于粮食加工、造纸工业和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡胶、木材等非金属材料的加工。
金刚石磨具主要是指以金刚石为磨料，借助于金属、树脂、陶瓷、和电镀金属等结合剂，制备出的一种具有一定形状和强度的磨削工具。由于金刚石具有很好的耐磨性能，但价格昂贵，因此金刚石磨具与普通磨具不同，除超硬磨料层外，还有过渡层和基体。超硬磨料层是起切削作用的部分，由超硬磨料和结合剂组成。基体是在磨削中起支托作用的，由金属、电木或陶瓷等材料组成。过渡层用于连接基体和超硬磨料层，由结合剂构成，有时也可省去。
目前金刚石磨具主要的生产方法有热压烧结法，电镀法，及钎焊法。其中最常用的生产方法是热压烧结法。热压烧结法采用热压烧结炉来完成，烧结过程中通常利用石墨做模具，对金刚石磨具胚体进行保护，尽管如此，烧结处理时仍然会使金刚石磨具的强度下降。并且烧结过程中因整框石墨模具各个点存在较大温差，尤其是中间和边上的温差达30～60度，这对产品的一致性和稳定性也非常不利。这些都会影响制得的金刚石磨具的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金刚石磨具的制作方法，以金刚砂为原材料制成金刚石磨具，可以保证制得的金刚石磨具满足强度要求，因此不会影响金刚石磨具的性能。
为了达到上述目的，本发明提供了一种金刚石磨具的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供金刚砂，对金刚砂表面进行镀钛处理，得到镀钛金刚砂；
步骤2、提供合金粉体及第一胶水，将镀钛金刚砂与第一胶水混合搅拌，然后加入合金粉体，搅拌均匀后晾干，得到金刚砂包裹颗粒；
步骤3、提供合金粉体及第二胶水，将所述合金粉体放入第二胶水中，搅拌均匀后干燥，再进行制粒，制得合金粉体颗粒；
步骤4、将步骤2制得的金刚砂包裹颗粒与步骤3制得的合金粉体颗粒混合并搅拌均匀，制得成型粉体；
步骤5、根据预定金刚石磨具的规格制作模具；
步骤6、将成型粉体装入模具内，压制成型形成金刚石磨具胚体；
步骤7、将金刚石磨具胚体进行真空脱脂处理，得到脱脂胚体；
步骤8、将脱脂胚体进行还原烧结，形成金刚石磨具。
所述步骤1采用电镀或化学镀方法对金刚砂表面进行镀钛处理，在金刚砂表面镀上钛金属层，得到镀钛金刚砂。
所述合金粉体选用铁铜合金粉，所述第一胶水选用水溶性醋酸乙烯共聚物。
所述铁铜合金粉中，铁含量为68～72％，铜含量为28～32％；所述水溶性醋酸乙烯共聚物的浓度为40％～50％。
所述第二胶水由分子量为6000～8000的聚乙二醇加入乙醇溶解制得；所述步骤3中采用80目的震动筛进行制粒，制得合金粉体颗粒。
所述第二胶水中，聚乙二醇为2～3重量份，乙醇为97～98重量份。
所述步骤4具体包括：将步骤2制得的金刚砂包裹颗粒与步骤3制得的合金粉体颗粒放入V型搅拌筒，搅拌均匀后制得成型粉体。
所述步骤4中，金刚砂包裹颗粒与合金粉体颗粒的重量百分比为0.02～0.03:1，搅拌的时间为20～30分钟。
所述步骤7具体包括：提供真空脱脂炉，将金刚石磨具胚体置于该真空脱脂炉中，在8～12小时内使得真空脱脂炉中均匀升温至400℃～500℃，保温0.5～1小时，得到脱脂胚体。
所述步骤8具体包括：提供氢气炉，将脱脂胚体放入氢气炉中，使得氢气炉中的温度为830℃～850℃，保温30～40分钟，形成金刚石磨具。
本发明的有益效果：本发明提供的一种金刚石磨具的制作方法，以金刚砂为原材料经过一系列处理制成金刚石磨具。可以解决现有的金刚石磨具制作过程中，烧结处理时导致的金刚石磨具的强度下降的问题，从而避免由于强度下降而影响金刚石磨具的性能。采用本发明的金刚石磨具的制作方法制得的金刚石磨具性能优良，制造简单且成本低，磨削加工质量高。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的金刚石磨具的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种金刚石磨具的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供金刚砂，对金刚砂表面进行镀钛处理，得到镀钛金刚砂；
具体地，所述步骤1采用电镀或化学镀方法对金刚砂表面进行镀钛处理，在金刚砂表面镀上钛金属层，得到镀钛金刚砂。从而可以在后续工艺中阻止金刚砂的氧化与碳化。
具体地，所述钛金属层的厚度为1～3微米。
步骤2、提供合金粉体及第一胶水，将镀钛金刚砂与第一胶水混合搅拌，然后加入合金粉体，搅拌均匀后晾干，得到金刚砂包裹颗粒；
具体地，所述合金粉体选用铁铜合金粉，其中铁含量为68～72％，铜含量为28～32％，优选铁含量为70％，铜含量为30％；所述第一胶水选用水溶性醋酸乙烯共聚物，浓度为40％～50％。
步骤3、提供合金粉体及第二胶水，将所述合金粉体放入第二胶水中，搅拌均匀后干燥，再进行制粒，制得合金粉体颗粒；
具体地，所述第二胶水由分子量为6000～8000的聚乙二醇加入乙醇溶解制得，其中聚乙二醇为2～3重量份，乙醇为97～98重量份。所述步骤3中采用80目的震动筛进行制粒，制得合金粉体颗粒。
步骤4、将步骤2制得的金刚砂包裹颗粒与步骤3制得的合金粉体颗粒混合并搅拌均匀，制得成型粉体；
具体地，所述步骤4具体包括：将步骤2制得的金刚砂包裹颗粒与步骤3制得的合金粉体颗粒放入V型搅拌筒，搅拌均匀后制得成型粉体。
具体地，所述步骤4中，金刚砂包裹颗粒与合金粉体颗粒的重量百分比为0.02～0.03:1，搅拌的时间为20～30分钟就可以搅拌均匀。所述成型粉体具有较强的粘结性。
步骤5、根据预定金刚石磨具的规格制作模具；
步骤6、将成型粉体装入模具内，压制成型形成金刚石磨具胚体；
具体地，所述步骤6具体包括：将成型粉体装入模具内，放到干压机上以每平方厘米3～10吨压力压制形成金刚石磨具胚体。
步骤7、将金刚石磨具胚体进行真空脱脂处理，得到脱脂胚体；
具体地，所述步骤7具体包括：提供真空脱脂炉，将金刚石磨具胚体置于该真空脱脂炉中，在8～12小时内使得真空脱脂炉中均匀升温至400℃～500℃，保温0.5～1小时，得到脱脂胚体。所述脱脂胚体内的有机物被完全排除，且保护胚体处于膨松状态。
步骤8、将脱脂胚体进行还原烧结，形成金刚石磨具。
具体地，所述步骤8具体包括：提供氢气炉，将脱脂胚体放入氢气炉中，使得氢气炉中的温度为830℃～850℃，保温30～40分钟，形成金刚石磨具。
综上所述，本发明提供的一种金刚石磨具的制作方法，以金刚砂为原材料经过一系列处理制成金刚石磨具。可以解决现有的金刚石磨具制作过程中，烧结处理时导致的金刚石磨具的强度下降的问题，从而避免由于强度下降而影响金刚石磨具的性能。采用本发明的金刚石磨具的制作方法制得的金刚石磨具性能优良，制造简单且成本低，磨削加工质量高。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种金刚石磨具的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供金刚砂，对金刚砂表面进行镀钛处理，得到镀钛金刚砂；
步骤2、提供合金粉体及第一胶水，将镀钛金刚砂与第一胶水混合搅拌，然后加入合金粉体，搅拌均匀后晾干，得到金刚砂包裹颗粒；
步骤3、提供合金粉体及第二胶水，将所述合金粉体放入第二胶水中，搅拌均匀后干燥，再进行制粒，制得合金粉体颗粒；
步骤4、将步骤2制得的金刚砂包裹颗粒与步骤3制得的合金粉体颗粒混合并搅拌均匀，制得成型粉体；
步骤5、根据预定金刚石磨具的规格制作模具；
步骤6、将成型粉体装入模具内，压制成型形成金刚石磨具胚体；
步骤7、将金刚石磨具胚体进行真空脱脂处理，得到脱脂胚体；
步骤8、将脱脂胚体进行还原烧结，形成金刚石磨具；
所述合金粉体选用铁铜合金粉，所述第一胶水选用水溶性醋酸乙烯共聚物；
所述铁铜合金粉中，铁含量为68～72％，铜含量为28～32％；所述水溶性醋酸乙烯共聚物的浓度为40％～50％；
所述第二胶水由分子量为6000～8000的聚乙二醇加入乙醇溶解制得；所述第二胶水中，聚乙二醇为2～3重量份，乙醇为97～98重量份；
所述步骤4中，金刚砂包裹颗粒与合金粉体颗粒的重量百分比为0.02～0.03:1。
2.如权利要求1所述的金刚石磨具的制作方法，其特征在于，所述步骤1采用电镀或化学镀方法对金刚砂表面进行镀钛处理，在金刚砂表面镀上钛金属层，得到镀钛金刚砂。
3.如权利要求1所述的金刚石磨具的制作方法，其特征在于，所述步骤3中采用80目的震动筛进行制粒，制得合金粉体颗粒。
4.如权利要求1所述的金刚石磨具的制作方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：将步骤2制得的金刚砂包裹颗粒与步骤3制得的合金粉体颗粒放入V型搅拌筒，搅拌均匀后制得成型粉体。
5.如权利要求4所述的金刚石磨具的制作方法，其特征在于，所述步骤4中，搅拌的时间为20～30分钟。
6.如权利要求1所述的金刚石磨具的制作方法，其特征在于，所述步骤7具体包括：提供真空脱脂炉，将金刚石磨具胚体置于该真空脱脂炉中，在8～12小时内使得真空脱脂炉中均匀升温至400℃～500℃，保温0.5～1小时，得到脱脂胚体。
7.如权利要求1所述的金刚石磨具的制作方法，其特征在于，所述步骤8具体包括：提供氢气炉，将脱脂胚体放入氢气炉中，使得氢气炉中的温度为830℃～850℃，保温30～40分钟，形成金刚石磨具。
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