[发明专利]类多晶金刚石磨料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种类多晶金刚石磨料及其制备方法，属于磨料技术领域。本发明的类多晶金刚石磨料是由陶瓷结合剂粘结金刚石磨料形成的球形结构，陶瓷结合剂为液态聚硅氮烷经固化后的热解产物。该类多晶金刚石磨料，以液态聚硅氮烷作为胶合剂，液态聚硅氮烷固化和热解后形成高硬度陶瓷，使得类多晶金刚石磨料的硬度高，加工效率高。本发明还提供了一种类多晶金刚石磨料的制备方法，该方法以液态聚硅氮烷作为结合剂，液态聚硅氮烷将金刚石磨料完全包裹，隔绝金刚石和氧气的接触，可有效保证金刚石磨料在烧结时不被氧化，有效避免了保护气氛下残留氧气的影响，且液态聚硅氮烷在烧结过程中不会出现熔融流动的现象，有利于球形颗粒的形状保持和后期处理。

技术领域

本发明涉及一种类多晶金刚石磨料及其制备方法，属于磨料技术领域。

背景技术

人造金刚石磨料具有高硬度和高耐磨性，且制造成本也日益降低，在工业加工中所占的比重越来越大。根据晶体结构，金刚石可分为单晶金刚石、多晶金刚石。单晶金刚石晶体具有各向异性，脆性大，切削刃少且大，加工痕迹较重；多晶金刚石磨料大多采用定向爆破法制备而成，晶体具有各向同性，颗粒韧性大，切削刃多且小，自锐性好，加工效率高，加工工件具有较好的表面光洁度。但多晶金刚石的制备方法，主要是定向爆炸法，由于工艺限制，粒度较小，且产能不大，所以产生了其它方法制备出类似于多晶金刚石特性的磨料颗粒来代替多晶金刚石。

目前市场上现有的类多晶金刚石磨料主要分为以下几种，(1)将单晶金刚石表面处理后，可以得到表面粗糙的金刚石颗粒，相对于单晶金刚石颗粒而言，具有较多的小切削刃，但是仍然具有各向异性的特点，且仅颗粒最外层具有切削刃，颗粒磨削寿命相对较短。(2)将金属氧化物类玻璃粘结剂和细粒度金刚石磨料混合后，进行造粒、高温烧结，然后进行破碎和分级，该方式可以得到各向同性的团聚磨料颗粒，且颗粒内外层的切削刃一致，寿命相对较长，但是玻璃粘结剂本身的强度有限，所以团聚颗粒的整体强度依然不是很高。(3)金属氧化物类玻璃粘结剂在高温烧结过程中，需要达到玻璃的熔点使其具有一定的流动性，该过程会导致球形颗粒形状发生变化，而且会发生颗粒之间的粘结，对颗粒的形状保持和颗粒的后期处理带来不利影响。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种类多晶金刚石磨料，具有较高的硬度和更高的加工效率。

本发明的第二个目的在于提供一种类多晶金刚石磨料的制备方法，该制备方法操作简单，可控性好。

本发明的技术方案如下：

一种类多晶金刚石磨料，所述类多晶金刚石磨料是由陶瓷结合剂粘结金刚石磨料形成的球形结构，所述陶瓷结合剂为液态聚硅氮烷经固化后的热解产物。

本发明的类多晶金刚石磨料，是选用液态聚硅氮烷作为胶合剂，液态聚硅氮烷固化和热解后的产物为高硬度陶瓷，高于玻璃粘结剂的硬度，得到的类多晶金刚石磨料的硬度高，同样比例同样金刚石粒度下，与玻璃粉类结合剂得到的磨料相比，该类多晶金刚石磨料具有更高的加工效率。

优选地，所述类多晶金刚石磨料的粒径为金刚石磨料粒径的10倍以上；所述类多晶金刚石磨料的平均粒径为10μm～10mm；所述金刚石磨料的平均粒径为0.05μm～100μm。

对于金刚石磨料的种类不作限定，可以采用本领域常用的金刚石磨料，优选地，所述金刚石磨料为单晶金刚石粉体、多晶金刚石粉体或颗粒表面粗糙化的单晶金刚石粉体。

金刚石磨料的纯度在99％以上。

一种类多晶金刚石磨料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将金刚石磨料与液态聚硅氮烷混匀，固化，依次经破碎和造粒，得到陶瓷前驱体复合磨料；

(2)在保护气氛中，将步骤(1)得到的陶瓷前驱体复合磨料烧结，得到类多晶金刚石磨料。