[发明专利]一种金属结合剂金刚石砂轮及采用喷雾造粒工艺制备该砂轮的方法

说明书

本发明提供一种金属结合剂金刚石砂轮及采用喷雾造粒工艺制备该砂轮的方法，按重量配比，将金刚石微粉和金属混合粉添加到粘结剂溶液中，混合均匀得到混合浆料，混合浆料经喷雾造粒工艺制备得到球形颗粒的成型料，成型料经压制成型、烧结得到金属结合剂金刚石砂轮毛坯，毛坯经修整和修锐后，即得金属结合剂金刚石砂轮。本发明的喷雾造粒工艺所得成型料为球状颗粒，且粒度均匀、流动性好，易于成型，由该方法制备的砂轮组织均匀、自锐性好、稳定性高。

技术领域

本发明属于金属结合剂金刚石砂轮生产技术领域，具体涉及一种金属结合剂金刚石砂轮及采用喷雾造粒工艺制备该砂轮的方法。

背景技术

近几年来，随着高速磨削和超精密磨削技术的快速发展，对金刚石砂轮提出了更高的要求，陶瓷以及树脂结合剂的砂轮在某些加工领域已经不能满足现代生产的需要。而金属结合剂砂轮因其具有把持力强、结合强度高、耐磨性好、成型性能好、寿命长、能承受较大的磨削压力等特点，在工程陶瓷、光学玻璃、硬质合金等难加工材料的磨削加工中得到了广泛应用。但金属结合剂砂轮自锐性差，磨削加工过程中砂轮表面容易堵塞，易造成工件表面烧伤，影响工件的加工质量；而且金属结合剂砂轮修整比较困难，磨粒出刃难、出刃后出露高度难以控制。同时，传统烧结型金属结合剂砂轮大多采用机械混合法或直接混合法然后热压成型，在砂轮成型烧结前，成型粉料除了需要满足粒度要求外，还需要根据不同的砂轮组成需要进行混料，并且要求成型粉料具有良好的流动性、成型性和化学均匀性。但是由于各种组份的粒度、密度、分散性等各不相同，为保证混料过程中各组份之间的均匀分散，对混合过程的湿化学工艺需要进行严格的控制。如果采用简单的混合、过筛工艺路线，成型粉料的质量将很难保证，比如在烘干过程中，原本均匀分散的金刚石颗粒可能重新团聚，且各组分形成的团聚为不规则形状，流动性差，该团聚的状态示意图如图1（a）所示，其中标记1代表金刚石颗粒，标记2代表金属结合剂。此外，如果组份之间的密度相差太大，则高密度组份产生沉降，这些都会导致分散不均匀。而成型后的磨料层相态分布不均，将会导致砂轮在应用过程中消耗速度不均匀，甚至产生大块脱落，造成磨削过程中质量不稳定，出现较大划痕等现象。

发明内容

本发明针对现有技术中金属结合剂金刚石砂轮存在的制备难题，提供一种金属结合剂金刚石砂轮及采用喷雾造粒工艺制备该砂轮的方法，喷雾造粒工艺所得成型料为球状颗粒，且粒度均匀、流动性好，易于成型，由该方法制备的砂轮组织均匀、自锐性好、稳定性高。

本发明采用如下技术方案：

一种采用喷雾造粒工艺制备金属结合剂金刚石砂轮的方法，包括以下步骤：

（1）浆料制备：按重量配比，将金刚石微粉和金属混合粉添加到粘结剂溶液中，混合均匀得到混合浆料；其中，金属混合粉：金刚石微粉：粘结剂的重量配比为50:2.73~3.32:0.8~4，混合浆料的固含量为40~44%。

（2）喷雾造粒：步骤（1）得到混合浆料后，无时间间隔即输送到喷雾造粒工序，采用喷雾造粒工艺制备得到成型料，所得成型料由球形颗粒构成，且该球形颗粒的粒径为20~100微米；

（3）烧结成型及后处理：将步骤（2）所得成型料依次经压制成型和烧结得到金属结合剂金刚石砂轮毛坯，毛坯经修整和修锐后，即得金属结合剂金刚石砂轮。

优选地，所述金刚石微粉的粒度为金刚石的粒度为w5~w20。

优选地，所述金属混合粉由以下质量百分比的组分构成：铁粉3~7%，镍粉3~8%，锌粉1~7%，锡粉6~12%，碳化钨粉2~8%，余量为铜粉。

优选地，所述铁粉的粒度为4~15μm，镍粉的粒度为0.4~5μm，锌粉的粒度为5~10μm，锡粉的粒度为2~15μm，碳化钨粉的粒度为0.5~20μm，铜粉的粒度为5~21μm。

优选地，所述粘结剂溶液采用耐热聚酯溶液，且耐热聚酯溶液的固含量为1~5%。