一種陶瓷結合劑金剛石砂輪的制作方法
【專利摘要】本發明屬于金剛石砂輪技術領域，特別涉及一種陶瓷結合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成：金剛石粉末63～68份，陶瓷結合劑32～37份；所述的陶瓷結合劑，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。本發明的陶瓷結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，抗彎強度顯著提高，低膨脹系數。
【專利說明】
一種陶瓷結合劑金剛石砂輪
技術領域
[0001]本發明屬于金剛石砂輪技術領域，特別涉及一種陶瓷結合劑金剛石砂輪。
【背景技術】
[0002]目前絕大部分人工合成的金剛石都為粉末狀或細小的顆粒狀，為了利用金剛石進行高精度、高效率磨削加工，通常采用稱之為結合劑的物質將金剛石磨粒粘結起來并制成具有一定強度和形狀的磨具，以便于安裝在各種磨床上進行磨削加工。與其它磨料如剛玉、碳化硅相比，用金剛石砂輪進行磨削時，具有以下優點: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，實現低應力磨削；磨削的工件精度高、表面質量好。金剛石砂輪應用已滲透到機械加工、汽車制造、航空航天、生物、醫療器具、電子信息、建筑、交通、地質采礦、藝術、新材料等各個領域。
[0003]在砂輪中用于固結金剛石磨粒的結合劑有樹脂、金屬和陶瓷三種材料，其中陶瓷結合劑金剛石砂輪是用配比好的陶瓷結合劑把磨粒粘結起來，經壓坯、干燥、焙燒及修整而成的，具有很多氣孔、用磨粒進行切削的磨具。陶瓷結合劑金剛石砂輪有高強度，耐熱性能好，切削鋒利，磨削效率高，磨削過程中不易發熱和堵塞，熱膨脹量小，以控制加工精度。同樹脂結合劑砂輪相比，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。因此陶瓷結合劑金剛石砂輪在鉆石、工業陶瓷、金剛石復合片，金剛石聚晶，金剛石刀具，立方氮化硼，硬質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勢，在金剛石磨具的發展中有著良好的前景。被認為是高速、高效、高精、低磨削成本、低環境污染的高性能磨具，具有越來越廣泛的應用，是近來世界各國磨削工具競相研究開發的熱點。但是在金剛石砂輪制造過程中，陶瓷結合劑對金剛石的潤濕性差，大大降低了結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。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種陶瓷結合劑金剛石砂輪，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]為實現上述目的，本發明所要解決的技術方案為:
[0006]本發明提供一種陶瓷結合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成:金剛石粉末
63?68份，陶瓷結合劑32?37份。
[0007]本發明的金剛石粉末63?68份最為合適，在這個范圍內，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，出現結團，加工面易出現劃傷現象，過低則出現損耗過快，砂輪壽命降低。
[0008]優選地，本發明所述的陶瓷結合劑，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]優選地，本發明由以下重量份的原料制成:金剛石粉末65份，陶瓷結合劑35份。
[0010]更優選地，本發明所述的陶瓷結合劑，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 ] 優選地，本發明所述娃灰的粒徑為5?15μηι。本發明添加粒徑為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，同時與氧化鋁結合，顯著提高砂輪的高溫性能。
[0012]優選地，本發明所述鐵礦渣的粒徑為I?ΙΟμπι。在這個粒徑范圍內，能夠有效提高金剛石砂輪的燒結性能，一般來說粒徑越細，其燒結活性較優，但是在在一定范圍內，粒徑過細，表面積過大，暴露在空氣中，就會容易發生氧化，從而，從而在粉末顆粒表面形成氧化物層，進而阻止燒結反應的進行，因此降低了粉末的燒結反應活性，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活性。
[0013]優選地，本發明所述滑石粉的粒徑為5?IΟμπι。本發明添加的滑石粉在這個溫度范圍內能夠顯著提高砂輪的燒結反應活性，降低燒成溫度，增加砂輪坯體熱穩定性，擴寬燒成范圍。
[0014]氧化釤具有細化晶粒、凈化材料表面和界面，吸附有害雜質，如氧和硫等作用，可顯著提高預合金粉末的燒結反應活性和燒結塊的機械性能，如抗彎強度等，以及對金剛石的把持力。
[0015]本發明原料中，添加碳酸鋰改善金剛石和結合劑的潤濕性，抗折強度達最大，耐火度顯著提高，同時還能降低原料粉末的燒結溫度。
[0016]相比現有技術，本發明的有益效果在于:
[0017]本發明的陶瓷結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，抗彎強度顯著提高，低膨脹系數，克服了現有技術中陶瓷結合劑對金剛石的潤濕性差，大大降低了結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。經測試，本發明結合劑的耐火度高達820 0C，結合劑的抗折強度高達112.2MPa，都相對現有技術提高，而砂輪燒成溫度也降低50?100°C。經磨削試驗，用本發明的陶瓷結合劑金剛石砂輪加工直徑為19.2mm規格的PDC(PDC是金剛石微粉與硬質合金基體經高溫高壓燒結而成的復合材料)，相對傳統陶瓷結合劑金剛石砂輪，陶瓷結合劑金剛石砂輪折合為1mm工作層時，本發明的每個磨削I3DC粒數多出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，本發明的無須再修整，而傳統陶瓷結合劑金剛石砂輪必須修整3?5次，否則磨不動工件。
【具體實施方式】
[0018]以下結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明并不局限于這些實施例。
[0019]實施例1
[0020]—種陶瓷結合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成(按常規方法制備):金剛石粉末63份，陶瓷結合劑37份;所述的陶瓷結合劑，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]實施例2
[0022]—種陶瓷結合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成(按常規方法制備):金剛石粉末64份，陶瓷結合劑36份;所述的陶瓷結合劑，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]實施例3
[0024]—種陶瓷結合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成(按常規方法制備):金剛石粉末65份，陶瓷結合劑35份;所述的陶瓷結合劑，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]實施例4
[0026]—種陶瓷結合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成(按常規方法制備):金剛石粉末66份，陶瓷結合劑33份;所述的陶瓷結合劑，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]實施例5
[0028]—種陶瓷結合劑金剛石砂輪，由以下重量份的原料制成(按常規方法制備):金剛石粉末68份，陶瓷結合劑32份;所述的陶瓷結合劑，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。
【主權項】
1.一種陶瓷結合劑金剛石砂輪，其特征在于，由以下重量份的原料制成:金剛石粉末63?68份，陶瓷結合劑32?37份； 所述的陶瓷結合劑，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.根據權利要求1所述的陶瓷結合劑金剛石砂輪，其特征在于，由以下重量份的原料制成:金剛石粉末65份，陶瓷結合劑35份。3.根據權利要求1或2所述的陶瓷結合劑金剛石砂輪，其特征在于，所述的陶瓷結合劑，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.根據權利要求3所述的陶瓷結合劑金剛石砂輪，其特征在于:所述硅灰的粒徑為5?15ym05.根據權利要求3所述的陶瓷結合劑金剛石砂輪，其特征在于:所述鐵礦渣的粒徑為I?1ymο6.根據權利要求3所述的陶瓷結合劑金剛石砂輪，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】桂林創源金剛石有限公司