一種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金剛石砂輪技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成：金剛石粉末63～68份，陶瓷結(jié)合劑32～37份；所述的陶瓷結(jié)合劑，由以下重量份的原料制成：氧化鋁20～30份，硅灰15～23份，鐵礦渣4～12份，碳酸鋰1～5份，氧化釤1～4份，滑石粉1～5份。本發(fā)明的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪剛性高、耐熱性好、耐腐蝕性好、型面保持好，潤濕性好，制備過程中對金剛石的把持力好，高致密性，抗彎強(qiáng)度顯著提高，低膨脹系數(shù)。
【專利說明】
一種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于金剛石砂輪技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪。
【背景技術(shù)】
[0002]目前絕大部分人工合成的金剛石都為粉末狀或細(xì)小的顆粒狀，為了利用金剛石進(jìn)行高精度、高效率磨削加工，通常采用稱之為結(jié)合劑的物質(zhì)將金剛石磨粒粘結(jié)起來并制成具有一定強(qiáng)度和形狀的磨具，以便于安裝在各種磨床上進(jìn)行磨削加工。與其它磨料如剛玉、碳化硅相比，用金剛石砂輪進(jìn)行磨削時，具有以下優(yōu)點(diǎn):磨削效率高;耐磨性高，磨粒本身消耗很少，具有很高的使用壽命，特別是在磨削硬、脆工件時最為明顯;磨粒硬度和耐磨性高，磨粒能長久保持鋒利，容易切入工件，實(shí)現(xiàn)低應(yīng)力磨削；磨削的工件精度高、表面質(zhì)量好。金剛石砂輪應(yīng)用已滲透到機(jī)械加工、汽車制造、航空航天、生物、醫(yī)療器具、電子信息、建筑、交通、地質(zhì)采礦、藝術(shù)、新材料等各個領(lǐng)域。
[0003]在砂輪中用于固結(jié)金剛石磨粒的結(jié)合劑有樹脂、金屬和陶瓷三種材料，其中陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪是用配比好的陶瓷結(jié)合劑把磨粒粘結(jié)起來，經(jīng)壓坯、干燥、焙燒及修整而成的，具有很多氣孔、用磨粒進(jìn)行切削的磨具。陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪有高強(qiáng)度，耐熱性能好，切削鋒利，磨削效率高，磨削過程中不易發(fā)熱和堵塞，熱膨脹量小，以控制加工精度。同樹脂結(jié)合劑砂輪相比，它他解決了樹脂金剛石砂輪的低壽命，磨削效率低，磨具本身在磨削過程中易變性的問題。因此陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪在鉆石、工業(yè)陶瓷、金剛石復(fù)合片，金剛石聚晶，金剛石刀具，立方氮化硼，硬質(zhì)合金等高硬脆材料等一些特殊材料的磨削加工中，具有越來越明顯的優(yōu)勢，在金剛石磨具的發(fā)展中有著良好的前景。被認(rèn)為是高速、高效、高精、低磨削成本、低環(huán)境污染的高性能磨具，具有越來越廣泛的應(yīng)用，是近來世界各國磨削工具競相研究開發(fā)的熱點(diǎn)。但是在金剛石砂輪制造過程中，陶瓷結(jié)合劑對金剛石的潤濕性差，大大降低了結(jié)合劑對金剛石的把持力，磨具在磨削過程中金剛石容易脫落，損耗大，氣孔率大，彈性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，該砂輪剛性高、耐熱性好、耐腐蝕性好、型面保持好，潤濕性好，制備過程中對金剛石的把持力好。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所要解決的技術(shù)方案為:
[0006]本發(fā)明提供一種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成:金剛石粉末
63?68份，陶瓷結(jié)合劑32?37份。
[0007]本發(fā)明的金剛石粉末63?68份最為合適，在這個范圍內(nèi)，金剛石砂輪具有最好的性能，如果過高則易使混料混合不均勻，出現(xiàn)結(jié)團(tuán)，加工面易出現(xiàn)劃傷現(xiàn)象，過低則出現(xiàn)損耗過快，砂輪壽命降低。
[0008]優(yōu)選地，本發(fā)明所述的陶瓷結(jié)合劑，由以下重量份的原料制成:氧化鋁20?30份，娃灰15?23份，鐵礦渣4?12份，碳酸鋰I?5份，氧化釤I?4份，滑石粉I?5份。
[0009]優(yōu)選地，本發(fā)明由以下重量份的原料制成:金剛石粉末65份，陶瓷結(jié)合劑35份。
[0010]更優(yōu)選地，本發(fā)明所述的陶瓷結(jié)合劑，由以下重量份的原料制成:氧化鋁25份，硅灰19份，鐵礦渣8份，碳酸鋰3份，氧化釤3份，滑石粉3份。
[0011 ] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述娃灰的粒徑為5?15μηι。本發(fā)明添加粒徑為5?15μηι的娃灰有效提高金剛石砂輪的耐腐蝕性，耐磨性，還能夠提高砂輪的致密性，同時與氧化鋁結(jié)合，顯著提高砂輪的高溫性能。
[0012]優(yōu)選地，本發(fā)明所述鐵礦渣的粒徑為I?ΙΟμπι。在這個粒徑范圍內(nèi)，能夠有效提高金剛石砂輪的燒結(jié)性能，一般來說粒徑越細(xì)，其燒結(jié)活性較優(yōu)，但是在在一定范圍內(nèi)，粒徑過細(xì)，表面積過大，暴露在空氣中，就會容易發(fā)生氧化，從而，從而在粉末顆粒表面形成氧化物層，進(jìn)而阻止燒結(jié)反應(yīng)的進(jìn)行，因此降低了粉末的燒結(jié)反應(yīng)活性，因此鐵礦渣的粒徑為I?ΙΟμπι時，金剛石砂輪原料粉末具有較好的燒結(jié)活性。
[0013]優(yōu)選地，本發(fā)明所述滑石粉的粒徑為5?IΟμπι。本發(fā)明添加的滑石粉在這個溫度范圍內(nèi)能夠顯著提高砂輪的燒結(jié)反應(yīng)活性，降低燒成溫度，增加砂輪坯體熱穩(wěn)定性，擴(kuò)寬燒成范圍。
[0014]氧化釤具有細(xì)化晶粒、凈化材料表面和界面，吸附有害雜質(zhì)，如氧和硫等作用，可顯著提高預(yù)合金粉末的燒結(jié)反應(yīng)活性和燒結(jié)塊的機(jī)械性能，如抗彎強(qiáng)度等，以及對金剛石的把持力。
[0015]本發(fā)明原料中，添加碳酸鋰改善金剛石和結(jié)合劑的潤濕性，抗折強(qiáng)度達(dá)最大，耐火度顯著提高，同時還能降低原料粉末的燒結(jié)溫度。
[0016]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:
[0017]本發(fā)明的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪剛性高、耐熱性好、耐腐蝕性好、型面保持好，潤濕性好，制備過程中對金剛石的把持力好，高致密性，抗彎強(qiáng)度顯著提高，低膨脹系數(shù)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中陶瓷結(jié)合劑對金剛石的潤濕性差，大大降低了結(jié)合劑對金剛石的把持力，磨具在磨削過程中金剛石容易脫落，氣孔率大的不足。經(jīng)測試，本發(fā)明結(jié)合劑的耐火度高達(dá)820 0C，結(jié)合劑的抗折強(qiáng)度高達(dá)112.2MPa，都相對現(xiàn)有技術(shù)提高，而砂輪燒成溫度也降低50?100°C。經(jīng)磨削試驗(yàn)，用本發(fā)明的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪加工直徑為19.2mm規(guī)格的PDC(PDC是金剛石微粉與硬質(zhì)合金基體經(jīng)高溫高壓燒結(jié)而成的復(fù)合材料)，相對傳統(tǒng)陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪折合為1mm工作層時，本發(fā)明的每個磨削I3DC粒數(shù)多出20?30粒，磨削效率提高一倍以上，砂輪在整個磨削過程中，除首先砂輪表面開刃以外，本發(fā)明的無須再修整，而傳統(tǒng)陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪必須修整3?5次，否則磨不動工件。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例1
[0020]—種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成(按常規(guī)方法制備):金剛石粉末63份，陶瓷結(jié)合劑37份;所述的陶瓷結(jié)合劑，由以下重量份的原料制成:氧化鋁20份，粒徑為15μηι的娃灰15份，粒徑為ΙΟμπι的鐵礦渣4份，碳酸鋰5份，氧化釤I份，粒徑為I Ομπι的滑石粉I份。
[0021]實(shí)施例2
[0022]—種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成(按常規(guī)方法制備):金剛石粉末64份，陶瓷結(jié)合劑36份;所述的陶瓷結(jié)合劑，由以下重量份的原料制成:氧化鋁22份，粒徑為12μηι的娃灰17份，粒徑為7口111的鐵礦渣6份，碳酸鋰4份，氧化釤2份，粒徑為9μηι的滑石粉2份。
[0023]實(shí)施例3
[0024]—種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成(按常規(guī)方法制備):金剛石粉末65份，陶瓷結(jié)合劑35份;所述的陶瓷結(jié)合劑，由以下重量份的原料制成:氧化鋁25份，粒徑為I Ομπι的娃灰19份，粒徑為5μηι的鐵礦渣8份，碳酸鋰3份，氧化釤3份，粒徑為8μηι的滑石粉3份。
[0025]實(shí)施例4
[0026]—種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成(按常規(guī)方法制備):金剛石粉末66份，陶瓷結(jié)合劑33份;所述的陶瓷結(jié)合劑，由以下重量份的原料制成:氧化鋁28份，粒徑為8μηι的娃灰21份，粒徑為3口111的鐵礦渣10份，碳酸鋰2份，氧化釤3份，粒徑為7μηι的滑石粉4份。
[0027]實(shí)施例5
[0028]—種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成(按常規(guī)方法制備):金剛石粉末68份，陶瓷結(jié)合劑32份;所述的陶瓷結(jié)合劑，由以下重量份的原料制成:氧化鋁30份，粒徑為5μηι的娃灰23份，粒徑為Iym的鐵礦渣12份，碳酸鋰I份，氧化釤4份，粒徑為5μηι的滑石粉5份。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，其特征在于，由以下重量份的原料制成:金剛石粉末63?68份，陶瓷結(jié)合劑32?37份； 所述的陶瓷結(jié)合劑，由以下重量份的原料制成:氧化鋁20?30份，硅灰15?23份，鐵礦渣4?12份，碳酸鋰I?5份，氧化釤I?4份，滑石粉I?5份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，其特征在于，由以下重量份的原料制成:金剛石粉末65份，陶瓷結(jié)合劑35份。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，其特征在于，所述的陶瓷結(jié)合劑，由以下重量份的原料制成:氧化鋁25份，硅灰19份，鐵礦渣8份，碳酸鋰3份，氧化釤3份，滑石粉3份。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，其特征在于:所述硅灰的粒徑為5?15ym05.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，其特征在于:所述鐵礦渣的粒徑為I?1ymο6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，其特征在于:所述滑石粉的粒徑為5?1ymο
【文檔編號】B24D3/34GK106041761SQ201610465566
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】蔡元沛, 宿恒, 唐昆, 楊迪升, 郭新玲, 梁安寧, 龍慧玲
【申請人】桂林創(chuàng)源金剛石有限公司