[發(fā)明專利]一種鐵鎳鋁基結(jié)合劑金剛石工具及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201711002392.5 | 申請(qǐng)日： | 2017-10-24 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN107914019B | 公開(kāi)（公告）日： | 2019-10-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張鳳林;陳家泓;劉偉;尹自強(qiáng);王素娟 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 廣東工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B22F5/00 | 分類號(hào)： | B22F5/00;B22F1/00;C22C26/00;C22C30/04 |
| 代理公司： | 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205 | 代理人： | 胡輝 |
| 地址： | 510006 廣東省*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鐵鎳鋁基 結(jié)合 金剛石工具 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵鎳鋁基結(jié)合劑金剛石工具及其制備方法。這種金剛石工具包括金屬結(jié)合劑、燒結(jié)助劑和磨料；金屬結(jié)合劑由35～45質(zhì)量份Fe3Al粉和35～45質(zhì)量份Ni3Al粉組成；燒結(jié)助劑由5～20質(zhì)量份Cu?Sn預(yù)合金粉，0.5～2質(zhì)量份Si粉，0.5～2質(zhì)量份B粉和0.5～2質(zhì)量份TiH2粉組成；磨料為金剛石，金剛石磨料占磨削層的體積分?jǐn)?shù)為5～25％。同時(shí)公開(kāi)了這種鐵鎳鋁基結(jié)合劑金剛石工具的制備方法。本發(fā)明將Fe3Al和Ni3Al充分混合后作為干式加工金剛石工具的結(jié)合劑可以充分利用其高溫蠕變強(qiáng)度，中溫強(qiáng)度，獲得磨削中抵抗微尺度高溫蠕變的性能，與基體能夠更好地結(jié)合，以改變傳統(tǒng)金屬結(jié)合劑的低蠕變強(qiáng)度特征。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鐵鎳鋁基結(jié)合劑金剛石工具及其制備方法。
背景技術(shù)
金剛石工具廣泛用于混凝土，復(fù)雜巖層，陶瓷和瀝青路面等結(jié)構(gòu)或材料加工以及現(xiàn)場(chǎng)切斷和鉆孔等領(lǐng)域。在制造過(guò)程中使用的金屬結(jié)合劑主要以銅基、鈷基、鐵基、鎳基、鎢基和鋁基結(jié)合劑為主。其中，鈷、銅等有色金屬成本較高，金剛石磨料在早期磨削過(guò)程易脫落問(wèn)題。近年來(lái)對(duì)以鐵代鈷研究較多，以鐵基為基礎(chǔ)加入鎳鋁化合物混合作為結(jié)合劑體系的金剛石工具，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)牟牧辖Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成，對(duì)金剛石具有良好的親和性，高溫蠕變強(qiáng)度高，金剛石把持力高和胚體形狀保持好等優(yōu)點(diǎn)。能在一定程度上對(duì)硬脆材料進(jìn)行干式加工。
雖然金屬結(jié)合劑金剛石磨具的結(jié)合強(qiáng)度高、成型性好、使用壽命長(zhǎng)，適用于脆硬材料的加工。相比較而言，青銅結(jié)合劑自銳性差，容易堵塞發(fā)熱、修整困難；鈷的價(jià)格較高使金剛石磨具的生產(chǎn)成本高；鐵與鈷屬于同族元素，性質(zhì)比較相似，價(jià)格低廉，但含鐵量大于40％時(shí)，鐵基結(jié)合劑對(duì)燒結(jié)溫度很敏感，極易因欠燒及過(guò)度侵蝕金剛石而導(dǎo)致磨具的硬度下降。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鐵鎳鋁基結(jié)合劑金剛石工具及其制備方法。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
一種鐵鎳鋁基結(jié)合劑金剛石工具，包括金屬結(jié)合劑、燒結(jié)助劑和磨料；金屬結(jié)合劑由35～45質(zhì)量份Fe3Al粉和35～45質(zhì)量份Ni3Al粉組成；燒結(jié)助劑由5～20質(zhì)量份Cu-Sn預(yù)合金粉，0.5～2質(zhì)量份Si粉，0.5～2質(zhì)量份B粉和0.5～2質(zhì)量份TiH2粉組成；磨料為金剛石，金剛石磨料占磨削層的體積分?jǐn)?shù)為5～25％。
Fe3Al粉的粒徑為5～50μm，Ni3Al粉的粒徑為5～50μm，Cu-Sn預(yù)合金粉的粒徑為5～75μm，Si粉的粒徑為1～15μm，B粉的粒徑為1～15μm，TiH2粉的粒徑為1～15μm。
Cu-Sn預(yù)合金粉中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15～20％。
金剛石磨料的粒徑為12～120目。
一種鐵鎳鋁基結(jié)合劑金剛石工具的制備方法，包括以下步驟：
1)將金屬結(jié)合劑、燒結(jié)助劑和磨料按上述的組成稱量，在球磨機(jī)混合，得到金剛石工具制備材料；
2)將金剛石工具制備材料冷壓成型，得到金剛石工具坯體；
3)將金剛石工具坯體進(jìn)行燒結(jié)，得到金剛石工具。
步驟1)中，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為150～250r/min，球磨時(shí)間為3～5h，球料比為(5～15)：1。
步驟2)中，金剛石工具坯體的壓坯密度為50～70％理論密度，冷壓壓力為200～300MPa。
步驟3)中，燒結(jié)的方式為熱壓燒結(jié)或氣氛壓力燒結(jié)。
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