[發(fā)明專利]一種鋁基金屬結(jié)合劑金剛石工具及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610037567.1
• 申請日: 2006-09-07
• 公開（公告）號: CN101121255A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王雙喜;黃國權(quán);耿彪;劉雪敬
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東科信達(dá)科技有限公司
• 主分類號: B24D3/10
• 分類號: B24D3/10;B24D18/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司
• 代理人: 詹仲國

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及金屬結(jié)合劑金剛石工具及其制造方法，尤其是涉及適用于有關(guān)材料的修整和拋光的鋁基金屬結(jié)合劑金剛石工具。

技術(shù)背景：

樹脂結(jié)合劑金剛石工具和金屬結(jié)合劑金剛石工具一直用于玻璃、陶瓷等材料的表面或端面的磨削和/或研磨(以后統(tǒng)稱“磨削”)。

樹脂結(jié)合劑金剛石工具雖然磨削光滑性好，但在制備和使用過程中會對環(huán)境和操作人員造成危害。而且，耐磨性差，使用壽命短，易使磨削對象產(chǎn)生彎邊造成廢品，需對金剛石工具頻繁調(diào)整，費(fèi)時費(fèi)力。另外，樹脂結(jié)合劑金剛石工具雖然制備方便，但二次固化費(fèi)時較長，使生產(chǎn)周期過長。

用于玻璃、陶瓷等脆性材料磨削用金屬結(jié)合劑金剛石工具的金屬結(jié)合劑已公開的有：Cu-Sn系，如【專利文獻(xiàn)1】日本特開昭58-217271號公報、【專利文獻(xiàn)2】日本特開平2-76680號公報、【專利文獻(xiàn)3】日本特開2001-246566號公報；Fe-Cu-Sn系(如專利文獻(xiàn)1)，Co-Cu-Sn系(如專利文獻(xiàn)1及3)和Ni-Cu-Sn系(如【專利文獻(xiàn)4】日本特開平10-230464號公報、【專利文獻(xiàn)5】中國專利公開號CN1541808A)；對于Cu-Sn系金屬結(jié)合劑，為提高金剛石工具的切割性能，結(jié)合劑中一般Sn成分較多，使Cu-Sn系結(jié)合劑金剛石工具的壽命較短；Fe-Cu-Sn系金屬結(jié)合劑隨Fe含量的增加，金剛石工具的壽命增長，但在進(jìn)行濕式磨削后，金剛石工具的結(jié)合劑面生銹，在下次磨削開始后其轉(zhuǎn)移至被磨削材料上，產(chǎn)生污濁；Co-Cu-Sn系金屬結(jié)合劑不生銹，但隨Co添加量的增加，成為硬結(jié)合劑，使切割性降低，另外Co含量的增加也使金剛石工具的成本大大增加。

對于Ni-Cu-Sn系金屬結(jié)合劑，為使金剛石工具壽命延長，一般將Ni量設(shè)定得較高，但隨Ni含量的增高，燒結(jié)溫度較高。為得到高密度的燒結(jié)體，在燒結(jié)需施加高壓，如使用加熱不變形的石墨模具，模具在高溫高壓下氧化、磨耗顯著，需頻繁更新，而適合高壓燒結(jié)且模具更換頻率小的耐熱合金或耐熱鋼材具有燒結(jié)溫度上限，使結(jié)合劑中Ni的含量受到限制，影響工具的使用壽命。

專利文獻(xiàn)5在含Ni量高于40％的Ni-Cu-Sn系金屬結(jié)合劑中加入Ag使結(jié)合劑的燒結(jié)溫度降低至650℃～850℃之間，可以采用耐熱合金或耐熱鋼材模具進(jìn)行燒結(jié)，制得了使用壽命長適用于玻璃、陶瓷等脆性材料磨削的砂輪，但Ni-Cu-Sn-Ag系金屬結(jié)合劑成本很高。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有樹脂結(jié)合劑金剛石工具使用壽命短，以及已公開的金屬結(jié)合劑金剛石工具的缺點(diǎn)，而提供一種具有磨削鋒利，磨削表面平整度和光滑性好，使用壽命長，燒結(jié)溫度低，成本低，兼具環(huán)保性的Al系金屬結(jié)合劑金剛石工具及其制造方法。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來達(dá)到上述目的的：本發(fā)明的新型金屬結(jié)合劑金剛石工具是以Al作為結(jié)合劑的基礎(chǔ)成分，由金屬結(jié)合劑與金剛石磨粒結(jié)合而構(gòu)成，所述金屬結(jié)合劑包括如下成份(重量百分比)：

Al：20～90％????Ag：2～30％

作為上述Al及的部分替換物，上述金屬結(jié)合劑中還可添加(重量百分比)

Cu：0～40％????Ti：0～20％

Mg：10～20?????Zn：0～10％

Ni：0～20％????Co：0～20％。

Si：1～10％

的一種或幾種組合。所述金屬為粉末純金屬、也可以是包含兩個以上組分的合金。

作為上述Al及Ag的部分替換物，上述金屬結(jié)合劑中還可添加增強(qiáng)材料如石墨、氧化鋁等(重量百分比)0～6％。

另外，本發(fā)明提供了金屬結(jié)合劑金剛石工具的制造方法，其用金屬結(jié)合劑將金剛石磨粒結(jié)合，包括：

(a)按結(jié)合劑化學(xué)組成稱取所需量的各組分，得到結(jié)合劑粉末混合物，將該結(jié)合劑粉末混合物與金剛石磨?；旌希?/p>

(b)使用模具，在200～660℃下對所述金屬粉末和金剛石磨粒的混合物燒結(jié)。

在上述制造方法中，金剛石磨粒的粒度、型號、濃度根據(jù)加工對象的材質(zhì)和加工要求選定。

采用上述配方及工藝的本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明克服了樹脂結(jié)合劑金剛石工具和已公開的金屬結(jié)合劑金剛石工具的不利之處，本發(fā)明研制出Al系金屬結(jié)合劑金剛石工具及其制造方法，采用了對金剛石磨粒結(jié)合性好并能夠牢固把持的Al系金屬結(jié)合劑，產(chǎn)品磨削鋒利，使用壽命長，燒結(jié)溫度低，成本低，有利于金剛石的防氧化保護(hù)和節(jié)約能源，有利于降低模具損耗。同時被磨削表面平整度和光滑性好。