專利名稱：金剛石磨石的復(fù)合底層材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金剛石磨削工具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金剛石磨石，特別涉及一種對(duì)金剛石磨石底層材料進(jìn)行改進(jìn)的金剛石磨石的復(fù)合底層材料。
背景技術(shù)：
金剛石磨石現(xiàn)有的底層是多種金屬粉末的混合料，其成分和配比與金剛石層中的金屬粉末的成分和配比相同或相近。
這種金剛石磨石存在的問題是，底層與金剛石層的膨脹系數(shù)不一致，所用金屬與金剛石線膨脹系數(shù)相差10～20倍，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后，底層尺寸收縮較大，而金剛石層收縮較小，因此，容易造成以下三種廢品①磨石整體彎曲變形，沿長度方向向下彎曲，底層呈凹面，而金剛石工作層呈凸面。
②磨石出現(xiàn)裂紋，底層裂紋尤為明顯。裂紋方向大致與彎曲的曲率半徑方向一致。
③工作層與底層之間發(fā)生分層現(xiàn)象，兩層結(jié)合不牢，彼此脫離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有金剛石磨石存在的問題而提出一種有效地防止金剛石磨石出現(xiàn)彎曲變形、裂紋或分層廢品的金剛石磨石的復(fù)合底層材料。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是在底層材料中，添加各個(gè)原料及填充料，使得金剛石層與底層的膨脹系數(shù)相互接近，具體包括下列重量份數(shù)的各原料及填充料Cu 50～70份 Sn 5～15份 Fe 5～15份 Ni 5～10份 WC 5～15份 填充料5～25份，其中填充料選擇剛玉(Al2O3)、碳化硅(SiC)或低品級(jí)金剛石之一。
填充料的線膨脹系數(shù)應(yīng)遠(yuǎn)小于底層金屬，而與金剛石的熱膨脹系數(shù)接近，在10-6K-1數(shù)量級(jí)，填充料的硬度應(yīng)明顯高于磨石底層金屬，硬度在HV2000以上，填充料的密度在3.0～4.0g/cm3之間，填充料粉末粒度與金剛石粒度范圍相差一個(gè)粒度號(hào)之內(nèi)，填充料的耐熱性為在磨石燒結(jié)過程中不熔化，填充料的化學(xué)穩(wěn)定性為在燒結(jié)溫度下不發(fā)生化學(xué)變化。
本發(fā)明具有如下積極效果含有復(fù)合填充料底層的金剛石磨石，其底層與金剛石層的線膨脹系數(shù)互相接近，杜絕了高溫?zé)Y(jié)過程中出現(xiàn)彎曲變形、裂紋、分層現(xiàn)象，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，有效地防止產(chǎn)生金剛石磨石廢品，從而提高成品率，降低制造成本。
本發(fā)明的填充料應(yīng)滿足下列要求(1)、填充料材料類型可以是碳化物或氧化物，包括金屬或非金屬的碳化物或氧化物，例如碳化硅、剛玉(氧化鋁)等；也可以是廉價(jià)的低品級(jí)金剛石或金剛石回收料。
(2)、填充料的性能要求①填充料的線膨脹系數(shù)應(yīng)遠(yuǎn)小于底層金屬，而與金剛石的熱膨脹系數(shù)接近，在10-6K-1數(shù)量級(jí)。
②填充料的硬度應(yīng)明顯高于磨石底層金屬，硬度在HV2000以上，越高越好，盡可能與金剛石接近。
③填充料的密度密度在3.0～4.0g/cm3之間，盡可能與金剛石密度接近。
④填充料粉末粒度粒度與金剛石粒度相同或相近(相差一個(gè)粒度號(hào))。
(3)、填充料的耐熱性應(yīng)高于金剛石層和底層的金屬結(jié)合劑材料，在磨石燒結(jié)過程中不于熔化。
(4)、填充料的化學(xué)穩(wěn)定性在燒結(jié)溫度下不至于發(fā)生化學(xué)變化。


圖1為金剛石磨石彎曲變形圖。
圖2為金剛石磨石正常形狀。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1金剛石磨石的復(fù)合底層材料包括下列重量克數(shù)的各原料及填充料Cu 50千克、Sn 5千克份、Fe 5千克、Ni 5千克、WC 5千克、剛玉(Al2O3)5千克。
根據(jù)上述方案制定金剛石磨石的復(fù)合底層材料的配方，按照下述工序制作金剛石磨石配料(金剛石層和底層分別按照配方進(jìn)行稱料)→混料(金剛石層和底層分別混料)→襯底層裝模、投料、冷預(yù)壓→工作層裝模、投料、冷預(yù)壓→熱壓燒結(jié)(在熱壓燒結(jié)機(jī)上同時(shí)進(jìn)行熱壓和燒結(jié))→冷卻→卸?！蠹庸ぁa(chǎn)品檢驗(yàn)。
在試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行了生產(chǎn)驗(yàn)證和用戶使用。結(jié)果表明，本發(fā)明的方案切實(shí)可行，可有效防止燒結(jié)變形廢品，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
實(shí)施例2金剛石磨石的復(fù)合底層材料包括下列重量克數(shù)的各原料及填充料Cu 70千克、Sn 15千克份、Fe 15千克、Ni10千克、WC 15千克、碳化硅(SiC)25千克。
根據(jù)上述方案制定金剛石磨石的復(fù)合底層材料的配方，按照下述工序制作金剛石磨石配料(金剛石層和底層分別按照配方進(jìn)行稱料)→混料(金剛石層和底層分別混料)→襯底層裝模、投料、冷預(yù)壓→工作層裝模、投料、冷預(yù)壓→熱壓燒結(jié)(在熱壓燒結(jié)機(jī)上同時(shí)進(jìn)行熱壓和燒結(jié))→冷卻→卸?！蠹庸ぁa(chǎn)品檢驗(yàn)。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行了生產(chǎn)驗(yàn)證和用戶使用。結(jié)果表明，本發(fā)明的方案切實(shí)可行，可有效防止燒結(jié)變形廢品，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
實(shí)施例3金剛石磨石的復(fù)合底層材料包括下列重量克數(shù)的各原料及填充料Cu 60千克、Sn 10千克份、Fe 10千克、Ni 8千克、WC 10千克、低品級(jí)金剛石20千克。
根據(jù)上述方案制定金剛石磨石的復(fù)合底層材料的配方，按照下述工序制作金剛石磨石配料(金剛石層和底層分別按照配方進(jìn)行稱料)→混料(金剛石層和底層分別混料)→襯底層裝模、投料、冷預(yù)壓→工作層裝模、投料、冷預(yù)壓→熱壓燒結(jié)(在熱壓燒結(jié)機(jī)上同時(shí)進(jìn)行熱壓和燒結(jié))→冷卻→卸?！蠹庸ぁa(chǎn)品檢驗(yàn)。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行了生產(chǎn)驗(yàn)證和用戶使用。結(jié)果表明，本發(fā)明的方案切實(shí)可行，可有效防止燒結(jié)變形廢品，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種金剛石磨石的復(fù)合底層材料，其特征在于包括下列重量份數(shù)的各原料及填充料Cu 50～70份 Sn 5～15份 Fe 5～15份 Ni 5～10份 WC 5～15份 填充料5～25份，其中填充料選擇剛玉(Al2O3)、碳化硅(SiC)或低品級(jí)金剛石之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石磨石的復(fù)合底層材料，其特征在于填充料的線膨脹系數(shù)應(yīng)遠(yuǎn)小于底層金屬，而與金剛石的熱膨脹系數(shù)接近，在10-6K-1數(shù)量級(jí)，填充料的硬度應(yīng)明顯高于磨石底層金屬，硬度在HV2000以上，填充料的密度在3.0～4.0g/cm3之間，填充料粉末粒度與金剛石粒度范圍相差一個(gè)粒度號(hào)之內(nèi)，填充料的耐熱性為在磨石燒結(jié)過程中不熔化，填充料的化學(xué)穩(wěn)定性為在燒結(jié)溫度下不發(fā)生化學(xué)變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)金剛石磨石底層材料進(jìn)行改進(jìn)的金剛石磨石的復(fù)合底層材料，包括下列重量份數(shù)的各原料及填充料Cu 50～70份、Sn 5～15份、Fe 5～15份、Ni 5～10份、WC 5～15份、填充料5～25份，其中填充料選擇剛玉(Al
文檔編號(hào)B24D3/04GK1974135SQ200610128360
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者王秦生 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院