[發明專利]一種三元復合結合劑的超硬磨具及其制備方法

有效

• 申請號: 201710463412.2
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107186631B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 張琳琪;彭進;王園園;鄒文俊;韓平;候永改
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: B24D3/34
• 分類號: B24D3/34;B24D18/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

本發明公開一種三元復合結合劑的超硬磨具及其制備方法。該超硬磨具是由下述體積百分比的材料制備而成，其中：磨料25%?50%，低熔點金屬合金粉15%?40%，熱塑性樹脂粉5%?30%，聚酰胺酸樹脂液5%?10%，并采用微波熱壓燒結機快速燒結成型。采用本發明制備的超硬磨具兼顧了樹脂結合劑超硬磨具和金屬結合劑超硬磨具的優點，具有較高強度，更高的耐熱性，更高的效率，同時具有優良的自銳性和磨削性能。

技術領域

本發明涉及一種三元復合結合劑的超硬磨具及其制備方法。

背景技術

隨著難加工材料在現代工業中的不斷應用，對加工效率和精度的要求不斷提高。樹脂結合劑超硬磨具強度大并富有彈性、不怕沖擊、磨削鋒利、自銳性好、不宜堵塞；但樹脂結合劑耐熱性差，高溫磨削的情況下，結合劑對磨料的把持力大大降低，磨具損耗大。金屬結合劑超硬磨具對磨料把持力強、結合強度高、耐磨性好、壽命長、能承受較大的磨削力等特點，但是金屬結合劑砂輪自銳性差、砂輪表面易堵塞、易燒傷加工工件表面，影響工件表面加工質量，而且休整比較困難。

中國專利CN102862127B提出了一種金屬—樹脂復合的結合劑的配方及制備工藝，可以解決純金屬結合劑粘性大不易出刃，易堵塞，燒傷工件，而樹脂結合劑熱分解溫度低，耐熱性差等缺點。其組成成分及重量百分比為：金屬粉5%～95%，樹脂粉5%～30%。按上述配比將原料經過球磨、混合、冷壓成型及真空熱壓工藝，其中所述的樹脂為熱固性樹脂，例如聚酰亞胺、酚醛樹脂、環氧樹脂等。

進一步的研究發現，熱固性樹脂熱壓成型過程首先熔融流動，然后逐漸交聯反應，容易產生流涎現象，不利于成型。

發明內容

本發明的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處而提供一種三元復合結合劑的超硬磨具及其制備方法。本發明使復合結合劑能夠具有樹脂結合劑和金屬結合劑兩者的優點，既有優異的耐熱性，具有較高強度，更高的效率，同時具有優良的自銳性和磨削性能。

本發明以耐高溫熱塑性樹脂替代現有技術中的熱固性樹脂，由于熱塑性樹脂的分子量達到幾萬以上，高溫下粘度大，不容易產生流涎現象。但是金屬和樹脂成型過程中熱膨脹系數差別較大，兩者界面之間容易產生分離，從而產生裂紋。本發明為了增加樹脂和金屬之間的結合力，以耐高溫的聚酰胺酸溶液作為偶聯劑，通過在高溫成型過程中發生酰亞胺化反應，生成一種三元復合的結合劑。

本發明的目的是通過下述具體技術措施來實現：

本發明的三元復合結合劑超硬磨具是由下述體積百分比的材料制備而成，其中：磨料25%-50%，低熔點金屬合金粉15%-40%，熱塑性樹脂粉5%-30%，聚酰胺酸樹脂液5%-10%。

本發明中所述的磨料取自人造金剛石、立方氮化硼超硬材料、剛玉或碳化硅磨料中的任意一種或兩種、兩種以上組合物。其中所述剛玉為白剛玉、棕剛玉、單晶剛玉、鋯剛玉或SG磨料中的任意一種或兩種、兩種以上組合物。

本發明中所述低熔點金屬合金粉取自銅、鋅、錫、鉛、鋁、鎳或鐵中的任意一種以上組成合金粉；所述的金屬的較佳的質量百分比如下：銅1%—90%、鋅1%—90%、錫1%—20%、鉛1%—20%、鋁1%—90%、鎳1%—30%、鐵1%—30%。

所述熱塑性樹脂粉取自聚醚砜、聚砜、聚芳砜、聚苯硫醚、液晶聚合物或芳香尼龍中的任意一種。