[發(fā)明專利]陶瓷結(jié)合劑超硬磨具及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310684283.1
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103624695A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖攀;孟凡愛;劉俊生;劉旭輝;蘇日波
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海市巨海科技有限公司
• 主分類號: B24D3/14
• 分類號: B24D3/14;B24D18/00
• 代理公司: 珠海智專專利商標(biāo)代理有限公司 44262
• 代理人: 張中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磨具及其制造方法，特別是涉及一種低氣孔率的陶瓷結(jié)合劑超硬磨具及其制造方法。

背景技術(shù)

磨具是一種用于磨削、研磨及拋光的工具，大部分是由磨料添加結(jié)合劑制成，氣孔是組成磨具的三要素之一，氣孔率的高低將直接影響磨具的強(qiáng)度、硬度及應(yīng)用范圍。

對于磨具而言，磨損主要是在磨削加工過程中，結(jié)合劑被破壞而引起磨粒的脫落，而硬度表示磨粒在外力的作用下從磨具表面脫落的難易程度，即表示結(jié)合劑對磨粒的把持力，硬度越高，把持力越大，磨粒越難脫落，磨具的壽命越高，而氣孔率越高將導(dǎo)致結(jié)合劑對磨粒的把持力越小。

當(dāng)對陶瓷或石材等脆性材料的表面磨削加工或邊棱磨削加工時，都是線接觸式磨削，排屑及冷卻效果非常好，對磨具氣孔率的要求不高，完全可以采用低氣孔率甚至無氣孔的磨具，這樣可以提高磨具的硬度，從而提高磨具的使用壽命，提高磨具的性價比，降低磨具原材料的耗用。

在對軟鋼等韌性的材料加工磨削中，由于材料的韌性大，容易產(chǎn)生很長的切屑，結(jié)合劑容易被切屑破壞或削除，造成磨具的異常磨損，而且切屑越長，異常磨損越劇烈。為了降低磨具的異常磨損，應(yīng)盡可能地減小磨具的氣孔率，當(dāng)容屑槽很小時，堆積的切屑與新生面再次熔融，等不到磨粒脫落，磨粒已經(jīng)結(jié)束磨削。

陶瓷結(jié)合劑超硬磨具由陶瓷結(jié)合劑與超硬磨料經(jīng)壓制及燒結(jié)而成，同時具有陶瓷結(jié)合劑及超硬磨料的特點(diǎn)，與其他磨具相比，它的磨削能力強(qiáng)，耐用度高、磨削時磨具的形狀保持性好，加工出來的零件尺寸精度高，自銳性能好，修整間隔時間長，并適用于各種冷卻液冷卻。

傳統(tǒng)的陶瓷結(jié)合劑超硬磨具的制造方法為濕法成型、自由燒成的工藝，其先在原料中添加臨時粘結(jié)劑，混合均勻后用壓機(jī)壓制出毛坯塊，烘干，并送入燒結(jié)爐中，在一定的燒結(jié)條件下燒成，該方法制得陶瓷結(jié)合劑超硬磨具具有非常大氣孔率，通常在30%左右。

如果可以制造出低氣孔率的陶瓷結(jié)合劑超硬磨具，使陶瓷結(jié)合劑超硬磨具同時具有強(qiáng)度高，硬度高及壽命長等優(yōu)點(diǎn)，以及能夠應(yīng)用到對韌性材料的磨削領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種低氣孔率的陶瓷結(jié)合劑超硬磨具。

本發(fā)明的另一目的是提供一種制造上述低氣孔率的陶瓷結(jié)合劑超硬磨具的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述主要目的，本發(fā)明提供一種陶瓷結(jié)合劑超硬磨具，包括基體及磨料層，其中磨料層由包括超硬磨料、陶瓷結(jié)合劑及臨時粘結(jié)劑的原料經(jīng)壓制及燒結(jié)而成；上述壓制包括熱壓工藝；磨料層的氣孔率為5%以下。

由以上方案可見，超硬磨料為磨具提供磨削所需的磨削刃，陶瓷結(jié)合劑為磨具上磨料提供把持力，臨時粘結(jié)劑用于冷壓步驟中對超硬磨料及陶瓷結(jié)合劑進(jìn)行粘結(jié)便于壓制成坯塊；由于在壓制中包括熱壓，可以通過現(xiàn)有技術(shù)中的壓機(jī)壓制，即冷壓工序?qū)⒃现锌諝鈹D壓出，并通過臨時粘結(jié)劑的作用，初步制成坯塊，再通過熱壓工序?qū)Y(jié)過程中及熱壓過程中臨時粘結(jié)劑及原料燒結(jié)致密化產(chǎn)生的氣孔擠壓出，保證制得的磨具具有低氣孔率；低氣孔率的陶瓷結(jié)合劑超硬磨具具有硬度高、強(qiáng)度高及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，并適用于對韌性材料的磨削加工。

一個具體的方案為，按重量份數(shù)，超硬磨料為100份，陶瓷結(jié)合劑為40-70份，臨時粘接劑為6-10份，原料中還包括填料5-10份。

另一個具體的方案為，磨料層的氣孔率為1%-4.2%。

為了實(shí)現(xiàn)上述另一目的，本發(fā)明提供的一種陶瓷結(jié)合劑超硬磨具的制造方法包括原料準(zhǔn)備步驟、冷壓步驟、干燥步驟、預(yù)燒結(jié)步驟及燒結(jié)熱壓步驟；其中原料準(zhǔn)備步驟：先將原料混合均勻，再加入臨時粘結(jié)劑并混合均勻；冷壓步驟：把混合均勻的原料放入冷壓模具中壓制成坯塊，該坯塊的密度為制成的陶瓷結(jié)合劑超硬磨具的設(shè)計密度的70%-90%，并脫模；干燥步驟：把脫模后的坯塊在常溫常壓下干燥24小時；預(yù)燒結(jié)步驟：把經(jīng)干燥后的坯塊放入熱壓磨具中，加熱至預(yù)燒結(jié)溫度并在預(yù)燒結(jié)溫度下保溫1小時-2小時，該預(yù)燒結(jié)溫度為500攝氏度-650攝氏度；燒結(jié)熱壓步驟：經(jīng)預(yù)燒結(jié)步驟后的坯塊加熱至燒結(jié)溫度并在燒結(jié)溫度下保溫2小時-3小時，經(jīng)保溫之后的坯塊在5兆帕-10兆帕的壓力下熱壓至該坯塊的密度為制成的陶瓷結(jié)合劑超硬磨具的設(shè)計密度，經(jīng)熱壓之后的坯塊在上述燒結(jié)溫度下保溫0小時-0.5小時，并隨燒結(jié)設(shè)備冷卻至室溫，脫模。