[發明專利]一種熱固型陶瓷結合劑超硬磨具的制作方法

在審

• 申請號: 201410276079.0
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104400673A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 趙宇
• 申請（專利權）人: 西安宇朗陶瓷新材料有限公司
• 主分類號: B24D3/14
• 分類號: B24D3/14;B24D18/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

該發明涉及一種機械加工用磨具的制作方法。具體涉及一種超硬磨具的新制作方法。?

背景技術：

隨著科技的發展，新型材料的不斷出現，機械加工也在向高質量、高精度、高效率、自動化方向的不斷發展，這對超硬磨具的性能也有更高的要求。樹脂結合劑金剛石砂輪，由于有機樹脂的耐溫性不好，易碳化，也越來越不能滿足現代加工的要求，市場迫切需要高性能陶瓷結合劑金剛石砂輪。?

但是由于金剛石700℃左右、立方氮化硼在800℃左右即可氧化的特性，使它對陶瓷結合劑的性能有特殊的要求，特別是燒制溫度的限制，一般不能超過磨料的氧化溫度。而傳統的陶瓷結合劑需要1250-1300度的高溫燒制，不能滿足金剛石、立方氮化硼等超硬磨料的特殊要求。而行業技術人員為了滿足其特殊要求，對傳統陶瓷結合劑進行改性，以降低燒制溫度至700-800℃左右，即所謂的低溫陶瓷結合劑，但此時的陶瓷材料的性能已經有很大的降低，很難制作出性能理想的超硬磨具，因此目前陶瓷結合劑金剛石砂輪還沒有得到廣泛的應用。國內的金剛石砂輪主要為樹脂和金屬結合劑，陶瓷結合劑的用量還很少。其主要原因是：?

金剛石一般在700℃即可氧化，傳統的陶瓷結合劑一般燒制溫度在1250--1300度，為降低耐火度，結合劑中引入大量堿性物料，這樣得到所謂的低溫陶瓷結合劑一般也在700℃左右燒制，陶瓷性能大大降低了，燒結過程不易控制，很難生產出理想的陶瓷金剛石砂輪，以滿足市場的巨大需求，這一矛盾也成為一個行業“難題”，長期困擾著行業發展。為解決上述問題，科技工作者?從多方面進行了研究，但目前業內研究的主要方向還是對傳統陶瓷結合劑進行有限的改性，沒有革命性的新思維、新理論、新材料、新工藝，就很難有實質性的突破。?

發明內容：

我們本著材料成分決定結構、結構決定性能、性能體現價值為思路，以無機高分子理論為指導，借鑒復合材料優勢，另辟蹊徑，從改變材料體系入手，經長期探索實驗，研發生產出具有原創性的僅在200℃左右即可固化的超低溫熱固型陶瓷結合劑(創造性)，很好的解決了超硬磨具無理想陶瓷結合劑這一行業“難題”。(實用性)?

一、我們的超低溫陶瓷結合劑是真正意義上的低溫結合劑，它的瓷化溫度僅為200℃左右，目前尚無接近或低于它的陶瓷結合劑的報道(新穎性)。可大大節約能耗，減少污染，提高生產效率。?

二、低溫瓷化加之該材料在瓷化過程中有縮聚現象，在具有傳統陶瓷結合劑所具有的優點外，還使得在防止金剛石氧化的同時還可提高對金剛石磨料的把持力。?

三、結合劑為無機高分子材料，不但具有無機無機材料特性，還具有一定的有機材料特性，其良好的韌性特點，可克服傳統陶瓷結合劑脆性大的缺點。?

四、該結合劑為低溫瓷化，可添加一定的有機材料實現復合改性，在強度、韌性等方面進行調整，以更好的滿足不同工件的需要。?

五、該材料為化學合成，達到原子級的重組，50％達到納米級，可解決生產微分級金剛石砂輪的技術難題。?

六、和傳統的樹脂砂輪生產工藝非常相似，無需對生產設備進行大的改造。?

七、可實現微波瓷化，使得生產過程更高效、節能、清潔。為磨具行業淘汰落?后生產方式，實現升級轉型可持續發展提供強有力的技術支持。?

有益效果：該熱固型陶瓷結合劑和傳統的低溫陶瓷結合劑相比無需高溫燒制，使原來需要15天左右的生產周期可縮短至1個小時，大大節約了能耗、提高了生產效率。和傳統的樹脂結合劑相比，雖然工藝基本相同，但耐溫性能可以提高800℃左右，大大提高了磨具的使用壽命、并且不含苯、甲醛等有害物質。是企業轉型，產品升級的理想途徑，是對磨具行業傳統生產方式的顛覆性革新，在行業中引起非常大的反響。?

附圖說明：圖1是制作方法的工藝流程圖。?

具體實施方式：

在長時間的實驗、試驗基礎上，總結熱固型陶瓷結合劑磨具制作新的工藝方法：?

該結合劑為純無機合成，具有類熱固型樹脂的特性，但流動性不及有機樹脂好，在熱壓成型過程中，應適當加大壓力，以提高流動性。?

1.配方設計：根據對磨具硬度大小的不同要求，設計出超硬磨料、熱固型陶瓷結合劑、填料所占不同比例的配方。?

2.稱重磨料。?

3.堿處理磨料并加入結合劑。(具體方法附后)?

4.加入填料，攪拌均勻。?

5.熱壓溫度200--250℃。?

6.壓力不小于15--25兆帕。?