[发明专利]一种多晶树脂金刚石磨料及其制备方法

说明书

本发明涉及超硬材料合成技术领域，提供一种多晶树脂金刚石磨料的制备方法，由多晶金刚石磨料、金属和合金的均匀混合粉经高温高压法合成制得，金属和合金占混合粉重量的5％‑16％；金属和合金高温高压下不与多晶金刚石磨料反应且熔点低于多晶金刚石磨料。本发明还提供了一种多晶树脂金刚石磨料。本发明的多晶树脂金刚石磨料抗冲击强度和热抗冲击强度高。

技术领域

本发明涉及超硬材料合成技术领域，特别涉及一种多晶树脂金刚石磨料及其制备方法。

背景技术

人造金刚石磨料分为单晶金刚石磨料和多晶金刚石磨料。人造金刚石磨料多应用于树脂结合剂砂轮等制品，行业内一般称呼单晶或多晶金刚石磨料为单晶或多晶树脂金刚石磨料。

现有的单晶树脂金刚石磨料，强度高，内部杂质少，热稳定好，耐磨削热冲击。适合强力磨削，工作效率高。

但是，磨削过程中，单晶树脂金刚石磨料晶体的切削刃磨损后不易自身局部破碎产生新的切削刃，自锐性低。单晶树脂金刚石磨料晶体过早脱落，使单晶树脂金刚石磨料的利用率降低。因此，单晶树脂金刚石磨料制成的砂轮等制品使用寿命较低。磨削时，单晶树脂金刚石磨料的切削刃由锋利的锐角逐步变为钝角，切削压力加大，这种不均匀的磨削力使被加工的工件表面内应力较大，易产生划痕和烧伤。

现有的多晶树脂金刚石磨料为多个亚晶体嵌式结构的的晶体，具有不规则形状和粗糙凹表面。多晶树脂金刚石磨料在磨削时有诸多优点。多晶树脂金刚石磨料具有良好的自锐性，保持持续稳定的磨削效率。多晶树脂金刚石磨料的切削刃就是一个亚晶的棱角。一个切削刃磨损后脱落，新的亚晶棱角出露形成一个新的切削刃，直至这个多晶树脂金刚石磨料晶体大部分磨损后脱落。由于多晶树脂金刚石磨料的利用率高，多晶树脂金刚石制成的砂轮等制品使用寿命长。磨削过程中，多晶树脂金刚石磨料的切削刃始终保持锋利状态。与单晶金刚石磨料比较，磨削力均匀，被加工的工件表面精度好，内应力较小，不易产生划痕和烧伤。

因此，多晶树脂金刚石磨料是现在磨具行业的一个发展趋势，但是，多晶树脂金刚石磨料在高温高压下生长而成。由于合成加热时间只有120秒或更短，生长速度极快，在合适的触媒作用下，多晶树脂金刚石磨料形成亚晶镶嵌结构。其亚晶以裂纹、孔洞和缺陷为界面。多晶树脂金刚石磨料晶体内的裂纹、孔洞和缺陷多，夹杂包裹体多。包裹体内夹杂物质为碳、触媒金属等。由于有氧触媒的存在，还夹杂有金属氧化物。因此，多晶树脂金刚石磨料的冲击强度低，热稳定性差。中、轻负荷的磨削条件下，磨削锋利，使用寿命长。高速磨削和高效超精密磨削时，容易膨胀、过早破碎。磨削效率降低，使用寿命缩短，加工质量变差。多晶树脂金刚石磨料的使用范围受到限制。

因此，还需要对多晶树脂金刚石进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多晶树脂金刚石磨料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的在于还提供一种多晶树脂金刚石磨料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多晶树脂金刚石磨料的制备方法，由多晶金刚石磨料、金属和合金的均匀混合粉经高温高压法合成制得，金属和合金占混合粉重量的5％-16％；金属和合金高温高压下不与多晶金刚石磨料反应且熔点低于多晶金刚石磨料。本申请的多晶金刚石磨料为市售常规的高温高压法合成的多晶树脂金刚石磨料。

优选的，高温高压法为：20-60秒内升压至内部合成压力达到6000-6500MPa，之后保压10至16分钟；

升压60-80秒后开始加热，加热温度为1350-1450摄氏度，加热时间6-12分钟。

优选的，所述金属至少为铜、铝、锌的一种，所述合金至少为铜锌合金、铜铝合金的一种。

一种上述多晶树脂金刚石磨料的制备方法所制备的多晶树脂金刚石磨料。