[发明专利]一种金属结合剂金刚石砂轮

说明书

技术领域

 本发明涉及磨具磨料磨削技术领域，尤其是涉及一种金属结合剂金刚石砂轮。

背景技术

目前，绝大部分人工合成的金刚石都为粉末状或细小的颗粒状，为了利用金刚石进行高精度、高效率磨削加工，通常采用结合剂的物质将金刚石磨粒粘结起来，并制成具有一定强度和形状的磨具，以便于安装在各种磨床上进行磨削加工。与其他磨料如刚玉、碳化硅相比，用金刚石砂轮进行磨削时，具有以下优点：磨削效率高；耐磨性高，磨粒本身消耗少，具有很高的使用寿命，特别是磨削硬、脆工件时，最为明显；磨粒硬度和耐磨性高，磨粒能长久保持锋利，容易切入工件，实现低应力磨削；磨削的工件精度高，表面质量好。金刚石砂轮应用已经渗透到机械加工、汽车制造、航空航天、生物、医疗器具、电子信息、建筑、交通、地质采矿、艺术、新材料等多种领域。金属结合剂金刚石砂轮目前有多种配方，很多配方制成的砂轮达到强度高，工作面几何形状保持好，寿命长，耐冲击，但是依然存在其自锐性不好、效率低，无法满足持续加工的需要。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种金属结合剂金刚石砂轮，其具有良好的力学性能和自锐性，对金刚石把持力高，成形性好，使用寿命长。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种金属结合剂金刚石砂轮，由以下重量百分比的原料制成：

金刚石粉末   50-60%

Sn粉         4-11%

Cu粉         11-18%

Al粉         13-25%

Mg粉         5-20%

Ce粉         0.01-1%

上述金刚石粉末的粒径为10-80μm；

上述Sn粉、Cu粉、Al粉、Mg粉、Ce粉的粒径均为50-150μm。

本发明的金属结合剂金刚石砂轮的制备方法如下：

（1）混料：按配方取金刚石粉末、Sn粉、Cu粉、Al粉、Mg粉、Ce粉放入混合机中，加入混合机内原料总重量的1%-2%的丙烯酸乳液混合20-24h，得到混合料；

（2）成型：将混合料平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250-260℃，压力为120-125MPa，保压2-3h，冷却出模后得砂轮坯体；

（3）烧结：将砂轮坯体置入烧结炉内烧结，烧结时先将砂轮坯体加热至200-300℃，并保温30-40min进行预反应，然后加热至730-830℃，并保温10-30min，冷却至室温后取出；

（4）加工：将烧结后的砂轮坯体在车床和磨床上加工；

（5）包装，入库。

本发明的有益效果是，一种金属结合剂金刚石砂轮，Sn粉具有低熔点，能够降低砂轮基体烧结的温度和时间；加入Cu粉，使砂轮具有良好的散热性能，提高砂轮的强度和刚度；加入Al粉，提高砂轮基体的耐热和散热性能的同时，保证良好的一磨性能，防止砂轮在快速磨耗时基体与工件接触而造成的烧伤或划伤；加入Mg粉，提高基体耐热和散热性能的同时，增强Al粉效果；加入Ce粉，可有效提高砂轮胎体的力学性能，改善和强化胎体材料对金刚石的粘结强度。此配方协同，使得砂轮具有良好的力学性能和自锐性，对金刚石的把持力高，成形性好，使用寿命长。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

一种金属结合剂金刚石砂轮，由以下重量百分比的原料制成：

金刚石粉末   55%

Sn粉         7.5%

Cu粉         14%

Al粉         17.5%

Mg粉         5.98%

Ce粉         0.02%

上述金刚石粉末的粒径为20μm；

上述Sn粉、Cu粉、Al粉、Mg粉、Ce粉的粒径均为60μm。

该金属结合剂金刚石砂轮的制备方法如下：

（1）混料：按配方取金刚石粉末、Sn粉、Cu粉、Al粉、Mg粉、Ce粉放入混合机中，加入混合机内原料总重量的1%的丙烯酸乳液混合22h，得到混合料；

（2）成型：将混合料平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250℃，压力为120MPa，保压2h，冷却出模后得砂轮坯体；

（3）烧结：将砂轮坯体置入烧结炉内烧结，烧结时先将砂轮坯体加热至200℃，并保温40min进行预反应，然后加热至730℃，并保温30min，冷却至室温后取出；