[發明專利]玻璃涂覆的CBN磨料及其制造方法

在審

• 申請號: 201480080376.6
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN106661426A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 張凱
• 申請（專利權）人: 戴蒙得創新股份有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 王潛,郭國清

技術領域和工業實用性

本公開內容涉及涂覆的超硬磨料粒子及其制造方法，更具體地，涉及玻璃涂覆的立方氮化硼(cBN)粒子及其制造方法。

用立方氮化硼(cBN)超硬磨料材料制成的玻璃質粘結(vitreous bond)(玻粘(vit-bond))的磨削砂輪(grinding wheel)通常用于磨削應用。由于CBN的具有僅次于金剛石的硬度的性質，用CBN磨料制成的磨削砂輪可用于磨削含鐵和不含鐵的鋼制品和超合金，并且具有低的砂輪磨耗、高的磨削比和良好的表面光潔度。CBN磨料使得可以在磨削工業中縮短磨削周期時間和通過加速的磨削而提高生產力。但是，如果在可能使CBN磨料脫出的加速的磨削條件下對工件進行磨削，可能會造成被磨削的工件的表面較高的粗糙度。因此，提高磨削砂輪粘結劑中的晶體保留對于性能是至關重要的。

因此，可以看出，對于要用于要求苛刻的操作如加速的磨削條件中的由超硬磨料復合材料制成的磨削工具存在需求。

發明內容

在一個實施方式中，制備涂覆的超硬磨料材料的方法可包括以下步驟：將超硬磨料粒子與粘結劑相共混；在第一預定溫度下向共混的混合物中混入玻璃料(glass frit)；篩分出用玻璃料包覆的超硬磨料粒子；以及將填料(spacer)與包覆的超硬磨料粒子混合并將填料與包覆的超硬磨料粒子加熱至第二預定溫度。

在另一個實施方式中，涂覆的超硬磨料材料可包含含有超硬磨料晶體的核；和在核的外表面均勻覆蓋的玻璃涂層，其中玻璃涂層的范圍為超硬磨料晶體的約1wt％至約15wt％，并且玻璃涂層具有約1微米至約2微米的厚度。

在又一個實施方式中，一種制備涂覆的超硬磨料材料的方法可包括以下步驟：將玻璃料與多個潤濕的超硬磨料粒子共混；將共混的混合物加熱至第一預定溫度；以及將填料與包覆的超硬磨料粒子混合并將填料與包覆的超硬磨料粒子加熱至第二預定溫度。

附圖說明

當結合附圖解讀時，將更好地理解前面的發明內容以及下面的具體實施方式。應理解，描述的實施方式并不限于所示的確切配置與手段。

圖1是根據一個實施方式的具有涂層的核結構的示意圖；

圖2是根據一個實施方式的玻璃涂覆的超硬磨料材料的光學圖像透視圖；

圖3是說明根據一個實施方式的制造涂覆的超硬磨料材料的方法的流程圖；

圖4是說明根據一個實施方式的由標準cBN VBR和玻璃涂覆的cBN VBR制成的砂輪在5150鋼應用中的磨削比的示意圖；以及

圖5是說明根據一個實施方式的由標準cBN VBR和玻璃涂覆的cBN VBR制成的砂輪在M2鋼應用中的磨削比的示意圖。

具體實施方式

一種實施方式可提供在超硬磨料粒子外面具有涂層的超硬磨料粒子。該涂覆的結構可具有高的磨削比，同時在玻璃質粘結的鋼磨削期間維持具有競爭力的磨削功耗。該涂覆的超硬磨料粒子如cBN或金剛石粒子例如可具有核和核外面的涂層。該超硬磨料粒子可在高壓和高溫下生長。

已知立方氮化硼(cBN)粒子可由六角氮化硼催化劑體系例如堿金屬和堿土金屬氮化物在高壓和高溫下持續足以形成立方結構的時間段而生成。將反應物質維持在熱力學有利于立方氮化硼晶體形成的壓力和溫度條件下。然后使用現有技術中已知的回收方法，使用水、酸性溶液或苛性化學品的組合，從反應物質中回收立方氮化硼。應注意，其它生產立方氮化硼的方法是已知的，即通過溫度梯度法或沖擊波法制備立方氮化硼，并且可以使用本申請中教導的方法的變體來生產具有獨特特征的磨料晶粒。

可以使用提供六角氮化硼和催化劑兩者的起始成分的任意組合。起始反應混合物的一個實施方式可包含硼源、氮源和催化劑金屬源。硼源可為單質硼、六角氮化硼或諸如在反應條件下可分解成單質硼的硼氫化物之一的材料。氮源可為六角氮化硼，或催化劑金屬的可在反應條件下提供氮源的含氮化合物。催化劑金屬可作為單質金屬或在反應條件下可分解成催化劑金屬或分解成催化劑金屬氮化物的催化劑化合物使用。

可在能夠產生用于制造超硬磨料的壓力和溫度的任意類型的設備中實施所述方法。可用的設備描述于美國專利No.2941241和No.2941248中。其它設備的實例包括帶式壓機、立方壓機和分球式壓機(split-sphere press)。