[发明专利]超硬金刚石砂轮的加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金刚石砂轮，具体说是超硬金刚石砂轮的加工工艺。

背景技术

近年来，随着科技的进步，人们对生产工具的要求向着高效率、高寿命高、高经济性的方向发展，在很多领域普通材料的工具已经不能满足劳动者日益提高的要求，所以以金刚石为代表的金刚石磨削工具发展迅速，其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、地质采矿等领域。

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，通常采用结合剂将金刚石磨粒粘结起来并制成具有一定强度和形状的模具，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，用金刚石模具进行磨削时，其具有磨削效率高、使用寿命长、磨削力小，磨削温度低、磨削精度高等优点。但，现有的以金属材料为结合剂制备金刚石砂轮磨料的硬度不够强，不能适合高硬度材料的磨削。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种性能良好的超硬金刚石砂轮的加工工艺。

本发明采用的技术方案为：超硬金刚石砂轮的加工工艺，其包括以下步骤：

（1）制备二氧化钛溶胶和氧化铝溶胶；

（2）清洗金刚石颗粒；

（3）将清洗后的金刚石颗粒浸泡于上述二氧化钛溶胶中，静置后捞出；并加热烘干后冷却；再将冷却后的金刚石置于氧化铝溶胶中浸泡，接着烘干冷却；

（4）然后置于马弗炉炉内进行热处理，得到表面涂覆有二氧化钛和氧化铝复合薄膜的金刚石磨料；

（5）将上述金刚石磨料、氧化硅粉、氧化铝粉、氧化硼粉、氧化钾粉、氧化锂粉和碳酸氢钠粉混合球磨；

（6）然后将混合球磨后的物料筛分，得到混合料；再将混合料置于模具中冷压成型后进行烘干；

（7）然后置于炉内进行烧结，待冷却后卸模，得到金刚石砂轮片。

作为优选，在搅拌下将钛酸丁酯溶于无水乙醇中，接着加入二乙醇胺，待溶液混合均匀后，再滴加乙醇水溶液，继续搅拌，然后室温陈化，得到二氧化钛溶胶。

作为优选，所述二氧化钛溶胶中钛酸丁酯、水、二乙醇胺、乙醇的物质的量之比为1：1：1：（25—28）。

作为优选，将异丙醇铝、硝酸、去离子水混合均匀，90℃搅拌回流10h，然后静置24h，过滤得到氧化铝溶胶。

作为优选，所述异丙醇铝、硝酸、去离子水的物质的量之比为：1：0.2：90。

作为优选，清洗金刚石颗粒时，将金刚石颗粒先用盐酸溶液浸泡，再用去离子水冲洗并烘干，然后用丙酮超声清洗，接着用去离子水冲洗后干燥；金刚石颗粒用盐酸溶液浸泡后用去离子水冲洗至冲洗液的pH值为7。

作为优选，金刚石颗粒浸泡于二氧化钛溶胶中静置捞出后，再置于70—90℃的烘箱中干燥4—6min，然后冷却；并重复上述步骤2—3次。

作为优选，热处理时，先将马弗炉升温至90—100℃后保温20—30min，然后以4—7℃/min的升温速率升温至600—800℃，并保温50—60min后随炉冷却。

作为优选，混合料中金刚石磨料占70—80wt%，氧化硅粉占14—17wt%、氧化铝粉占2—3wt%、氧化硼粉占1—2wt%、氧化钾粉占1—2wt%、氧化锂粉占1—3wt%，碳酸氢钠粉占1—3wt%。

作为优选，所述模具采用石墨模具；冷压成型后以80℃的温度烘干5—10min；烧结在真空下进行；烧结时先以4—7℃/min的升温速率升温至950—1100℃，然后保温30—50min，最后随炉冷却。

从以上技术方案可知，本发明将在金刚石表面涂覆二氧化钛与氧化铝复合薄膜，该善了金刚石的亲水性以及烧结过程中结合剂对金刚石的润湿性，有效增强金刚石磨料的抗热氧化性，可提高烧结后结合剂与金刚石磨料之间的结合力，从而大大改善了金刚石的性能，提高了其强度，可以作为超硬金刚石砂轮的磨料，适合磨削超硬材料；同时采用氧化硅粉、氧化铝粉、氧化硼粉、氧化钾粉和氧化锂粉混合作为结合剂，辅以碳酸氢钠，并在真空条件制备金刚石砂轮片，其工艺流程较短，设备成本低，且制备的金刚石砂轮片与同类的工艺相比质量较好，有利于工业化生产。

具体实施方式

下面将详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

超硬金刚石砂轮的加工工艺，其包括以下步骤：