CN102335885A

CN102335885A - 一种陶瓷磨削用金刚石砂轮及其制备方法

Info

Publication number: CN102335885A
Application number: CN2011102958717A
Authority: CN
Inventors: 曾宪明; 孙爱强; 杨志高
Original assignee: HEYUAN SHUXIONG SUPERHARD ABRASIVES CO Ltd
Current assignee: Shuxiong New Material Technology Heyuan Co ltd
Priority date: 2011-10-08
Filing date: 2011-10-08
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2031-10-08
Also published as: CN102335885B

Abstract

本发明公开一种陶瓷磨削用金刚石砂轮及其制备方法，该金刚石砂轮由重量百分比的金刚石磨料18.7～27%、聚酰亚胺树脂14～20%、Cu粉8～13%、Co粉9～14%、Al₂O₃3～8%、稀土3～6%、炭黑0.7～1.2%、余量为Cr₂O₃组成。该金刚石砂轮的制备工艺是：①将各组元充分混和；②将混合料投到模具采用加温压制，再进行固化处理，最后进行机械加工便可。该金刚石砂轮能有效地克服了现有常规金刚石砂轮的缺点，提高磨削加工时的每次进刀量达至0.1～0.8毫米，且不易堵塞，并兼顾砂轮的耐磨性，提高氧化锆结构陶瓷磨削加工的生产效率，大大降低氧化锆结构陶瓷的加工成本。

Description

一种陶瓷磨削用金刚石砂轮及其制备方法

技术领域

本发明涉及金刚石砂轮制造技术领域，尤其是一种适合生产氧化锆陶瓷磨削用金刚石砂轮。

背景技术

氧化锆结构陶瓷具有高硬度、高强度、高韧性、极高的耐磨性等优良的综合性能，正逐步取代很多材料，其应用领域越来越广泛。目前，氧化锆陶瓷的磨削加工仍采用常规的金刚石砂轮，由于氧化锆陶瓷的特性使常规的金刚石砂轮在磨削氧化锆陶瓷时一直存在如下问题：其一是氧化锆陶瓷加工烧制型时变形大，从而造成后磨削加工困难；而氧化锆陶瓷硬度高，金刚石砂轮磨削加工时吃刀量小，一般平面磨削每次进刀量为0.02～0.04毫米,靠多次反复磨削才能完成工作，工作效率非常低；其二氧化锆结构陶瓷韧性好，金刚石砂轮磨削加工时极易将砂轮堵塞，需经常停机，修整砂轮，费时费力，从而严重制约了氧化锆结构陶瓷材料的应用和发展。这正是现有技术存在的不足之处。

发明内容

本发明的目的在于针对现有金刚石砂轮在磨削氧化锆陶瓷时存在的上述缺陷，提出一种氧化锆结构陶瓷磨削用金刚石砂轮及其制备方法，采用本发明的陶瓷磨削用金刚石砂轮磨削陶瓷产品时可采用大的进刀量，而且不易堵塞，能大幅度提高生产效率，降低加工成本。

本发明的任务是以这样的方式实现的:

一种陶瓷磨削用金刚石砂轮，其特征是由下述重量百分比的金刚石磨料18.7～27%、聚酰亚胺树脂14～20%、Cu粉8～13%、Co粉9～14%、Al₂O₃3～8%、稀土3～6%、炭黑0.7～1.2%、余量为Cr₂O₃组成。

本发明的目的还可以通过如下方案进一步完善：

所述的金刚石磨料由下述重量百分比的人造金刚石破碎料60～70%、人造金刚石三型料30～40%组成，金刚石浓度为75～100%。

所述的金刚石砂轮的组元中金刚石磨料的重量百分比以18.7～27%为合适，过高则易使粉料混合不均匀，出现结团，加工面易出现划伤现象，过低则出现损耗过快，砂轮寿命降低。其优选配比是20～25%。

所述的树脂粘结剂为聚酰亚胺树脂，其热稳定性好，耐温温度高，机械强度好，适合大进刀量和高速的磨削。砂轮的粉料中聚酰亚胺树脂的含量为14～20%(重量积百分比)为合适，其优选配比是15～18%。

所述的Cu粉熔点高，导热性好；但Cu延展性大，用量过多，砂轮容易堵塞。其加入量以8～13%为合适，优选配比是8～10%。

所述的Co粉具有耐磨性，能形成很高的机械镶嵌力，其含量以9～14%为合适，优选配比是10～12%。

所述的Al₂O₃硬度高，可起到骨架的作用，其加入量以3～8%为合适，优选配比是5～8%。

所述的稀土可选用镧(La)、铈(Ce)中的一种，其作用是强化基体，改善胎体材料对金刚石的粘结强度。提高金刚石与胎体的结合力作用。优选是镧(La)，其优选配比量为3～5%。

综上所述，本发明的陶瓷磨削用金刚石砂轮的最佳成分(重量百分比)为：金刚石磨料20～25%、聚酰亚胺树脂15～18%、Cu粉8～10%、Co粉10～12%、Al₂O₃5～8%、稀土La 3～5%、炭黑0.7～1.2%、Cr₂O₃粉余量。

本发明的陶瓷磨削用金刚石砂轮配方制备金刚石砂轮的制造方法是：包括有：1、将配好的陶瓷磨削用金刚石砂轮各组元装入混料机中混和1～2小时，使其充分均匀；2、将混合料均匀投入到规定的模具模腔内，再将模具放入压机压制，同时加热模具，其加热加压工艺如下：先加预压力为3～5兆帕,设定压机上下板加热温度为250℃，当模具温度达到110～120℃时卸压,排气1次，然后继续进行加热加压处理；3、热压完毕，取出砂轮工件。将砂轮工件放入烘箱进行固化处理后，随炉自然冷却到室温出炉；再按成品尺寸要求进行机械加工制成产品，其特征是所述的混合料继续加热加压处理的温度为230～240℃，压力为6～10兆帕，保压1～5分钟，所述的固化处理温度为230～240℃，保温2～5小时。

本发明的有益效果在于：本发明制备出氧化锆结构陶瓷磨削用金刚石砂轮能有效地克服了现有常规金刚石砂轮的缺陷，提高磨削加工时的每次进刀量达至0.1～0.8毫米，且不易堵塞，并兼顾砂轮的耐磨性，提高氧化锆结构陶瓷磨削加工的生产效率，大大降低氧化锆结构陶瓷的加工成本。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明,

实施例1

本发明实施例1包括以下步骤：

1.各组分按下述重量百分比配制称好料：18.7%金刚石磨料、20%聚酰亚胺树脂、13%Cu粉、9%Co粉、8% Al₂O₃、3%稀土镧(La)、0.7%炭黑、27.6% Cr₂O₃；

2．将配好的粉料装入混料机中混合1小时，使其充分均匀；

3．将混合料均匀投入到型号为SDC150#的模具模腔内，再将模具放入压机中压制；同时加热模具；

4.模具加热加压工艺：先加预压力为5兆帕,设定压机上下板加热温度为250℃，当模具温度达到110℃时卸压,排气1次，然后继续加热、加压至8兆帕，当模具温度达到230℃时，保压2分钟后卸压；

5.热压完毕，采用热脱模，取出砂轮工件。将砂轮工件放入烘箱进行固化处理,固化处理的加热温度为235℃，保温4小时后，随炉自然冷却到室温出炉；再按成品尺寸要求进行机械加工制成型号为SDC150#的砂轮产品。

实施例2

本发明实施例2包括以下步骤：

1.各组分按下述重量百分比配制称好料：27%金刚石磨料、14%聚酰亚胺树脂、8%Cu粉、14%Co粉、3% Al₂O₃、6%稀土镧(La)、1.2%炭黑、26.8% Cr₂O₃；

2．将配好的粉料装入混料机中混合1小时，使其充分均匀；

3．将混合料均匀投入到型号为SDC240#的模具模腔内，再将模具放入压机中压制；同时加热模具；

4. 模具加热加压工艺：先加预压力为3兆帕,设定压机上下板加热温度为250℃，当模具温度达到115℃时卸压,排气1次，然后继续加热、加压至6兆帕，当模具温度达到235℃时，保压4分钟后卸压；

5. 热压完毕，采用热脱模，取出砂轮工件。将砂轮工件放入烘箱进行固化处理, 固化处理的加热温度为230℃，保温5小时后，随炉自然冷却到室温出炉；再按成品尺寸要求进行机械加工制成型号为SDC240#的砂轮产品。

实施例3

本发明实施例3包括以下步骤：

1.各组分按下述重量百分比配制称好料：23%金刚石磨料、18%聚酰亚胺树脂、10%Cu粉、11% Co粉、6.5% Al₂O₃、5%稀土铈(Ce)、1%炭黑、25.5% Cr₂O₃；

2．将配好的粉料装入混料机中混合1小时，使其充分均匀；

3．将混合料均匀投入到型号为SDC80#的模具模腔内，再将模具放入压机中压制；同时加热模具；

4.模具加热加压工艺：先加预压力为4兆帕,设定压机上下板加热温度为250℃，当模具温度达到110℃时卸压,排气1次，然后继续加热、加压至6兆帕，当模具温度达到240℃时，保压3分钟后卸压；

5. 热压完毕，采用热脱模，取出砂轮工件。将砂轮工件放入烘箱进行固化处理,固化处理的加热温度为240℃，保温3小时后，随炉自然冷却到室温出炉；再按成品尺寸要求进行机械加工制成型号为SDC80#的砂轮产品。

Claims

1.一种陶瓷磨削用金刚石砂轮，其特征是由重量百分比的金刚石磨料18.7～27%、聚酰亚胺树脂14～20%、Cu粉8～13%、Co粉9～14%、Al₂O₃3～8%、稀土3～6%、炭黑0.7～1.2%、余量为Cr₂O₃组成。

2.根据权利要求1所述的陶瓷磨削用金刚石砂轮，其特征在于所述的金刚石磨料由重量百分比的人造金刚石破碎料60～70%、人造金刚石三型料30～40%组成，金刚石浓度为75～100%。

3.根据权利要求1所述的陶瓷磨削用金刚石砂轮，其特征在于所述的稀土为镧（La）、铈（Ce）中的一种。

4.根据权利要求1所述的陶瓷磨削用金刚石砂轮，其特征在于其中各成分的优选配比(重量百分比)是金刚石磨料20～25%、聚酰亚胺树脂15～18%、Cu粉8～10%、Co粉10～12%、Al₂O₃5～8%、稀土La 3～5%、炭黑0.7～1.2%、Cr₂O₃粉余量。

5.根据权利要求1所述的陶瓷磨削用金刚石砂轮的制备方法包括有：1、将配好的陶瓷磨削用金刚石砂轮各组元装入混料机中混和1～2小时，使其充分均匀；2、将混合料均匀投入到规定的模具模腔内，再将模具放入压机压制，同时加热模具，其加热加压工艺如下：先加预压力为3～5兆帕,设定压机上下板加热温度为250℃，当模具温度达到110～120℃时卸压,排气1次，然后继续进行加热加压处理；3、热压完毕，取出砂轮工件。

6.将砂轮工件放入烘箱进行固化处理后，随炉自然冷却到室温出炉；再按成品尺寸要求进行机械加工制成产品，其特征是所述的混合料加热加压处理的温度为230～240℃，压力为6～10兆帕，保压1～5分钟，所述的固化处理温度为230～240℃，保温2～5小时。