[發(fā)明專(zhuān)利]一種高硅含量的過(guò)共晶硅鋁合金顆粒、其制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910084818.9
• 申請(qǐng)日: 2019-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109609088A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李珮豪;彭波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津百恩威新材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09K3/14
• 分類(lèi)號(hào): C09K3/14;B24D3/34;B24D3/28
• 代理公司: 北京細(xì)軟智谷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11471
• 代理人: 王睿

本發(fā)明涉及一種高硅含量的過(guò)共晶硅鋁合金顆粒、其制備方法及應(yīng)用。所述顆粒由硅和鋁組成，所述硅與鋁的重量比為45?80:20?55；所述顆粒的平均粒徑為10?500μm，所述顆粒中的硅以初生硅的形態(tài)存在，所述初生硅的粒徑為1?10μm。本發(fā)明所述顆粒用于超硬磨料樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪的二級(jí)磨料，能夠?qū)ぜ鸬胶芎玫妮o助性磨削作用，且磨削期間更易從樹(shù)脂結(jié)合劑上脫落，因而能夠有效控制超硬磨料的出刃高度，維持砂輪的自銳性。同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)使用相對(duì)粗的顆粒粒度，解決了現(xiàn)有技術(shù)使用細(xì)粒度二級(jí)磨料存在的工藝和技術(shù)問(wèn)題，為砂輪的設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的自由度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磨具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高硅含量的過(guò)共晶硅鋁合金顆粒、其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著材料業(yè)的急速發(fā)展，超硬磨料樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪已取得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，超硬磨料樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪的原料組成包括：超硬磨料(金剛石、CBN)、樹(shù)脂結(jié)合劑以及填料。

在超硬磨料樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪中，保持砂輪的自銳性，防止砂輪的鈍化是很重要的。當(dāng)磨削時(shí)產(chǎn)生的磨屑一旦呈弱研磨性，使得結(jié)合劑樹(shù)脂磨損滯后于超硬磨料磨損，將造成磨削面上超硬磨料的出刃高度下降而使得砂輪鈍化，磨削效率降低，嚴(yán)重時(shí)甚至喪失磨削效能(俗稱(chēng)的“打滑”)。砂輪鈍化后需要用強(qiáng)研磨性材料進(jìn)行修磨，以磨除結(jié)合劑樹(shù)脂來(lái)提高超硬磨料的出刃高度，這一過(guò)程不僅耗時(shí)，同樣也造成砂輪總體壽命下降。

通常采用混合型磨料方法來(lái)解決超硬磨料樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪鈍化問(wèn)題，即超硬磨料與二級(jí)磨料組合使用，其中，超硬磨料是指一類(lèi)莫氏硬度為10級(jí)的磨料，例如金剛石、CBN或類(lèi)金剛石硬度材料，二級(jí)磨料是指硬度低于超硬磨料的硬脆性材料，例如碳化硅、氧化鋁等。超硬磨料起主要磨削作用，二級(jí)磨料的作用在于，一方面，當(dāng)處于砂輪磨削面上時(shí)，對(duì)工件起到輔助性的磨削作用；另一方面，當(dāng)從砂輪表面脫落時(shí)，能對(duì)砂輪表面的樹(shù)脂和軟質(zhì)填料起到磨耗作用，使其同步于超硬磨料的磨耗率，由此保持超硬磨料在砂輪磨削面上合適的出刃高度，維持砂輪的自銳性。

將超硬磨料與二級(jí)磨料組合使用的原理在于，超硬磨料獲得結(jié)合劑樹(shù)脂的把持力強(qiáng)，而二級(jí)磨料獲得結(jié)合劑樹(shù)脂的把持力弱，二者共同起到磨削作用的同時(shí)，因二級(jí)磨料把持力弱，故而易于從樹(shù)脂結(jié)合劑上脫落，脫落的二級(jí)磨料成為了磨屑，其對(duì)結(jié)合劑樹(shù)脂的強(qiáng)力磨損，使得結(jié)合劑樹(shù)脂的磨耗率同步于超硬磨料的磨耗率，因而維持了超硬磨料合適的出刃高度，保持了超硬磨料樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪的自銳性。而要達(dá)到這樣的預(yù)期效果，超硬磨料和二級(jí)磨料的粒徑之比至關(guān)重要，由于二級(jí)磨料粒徑相對(duì)于超硬磨料過(guò)粗會(huì)導(dǎo)致脫落率下降，不能從根本上解決砂輪的鈍化問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)多使用細(xì)粒度二級(jí)磨料，但是存在松裝和壓實(shí)密度偏低、細(xì)顆粒團(tuán)聚造成偏析、砂輪組織出現(xiàn)沙眼和氣孔等諸多缺陷。因此，當(dāng)前還缺乏一種合適的二級(jí)磨料，來(lái)提高和改善超硬磨料樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪的性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高硅含量的過(guò)共晶硅鋁合金顆粒、其制備方法及應(yīng)用。所述高硅含量的過(guò)共晶硅鋁合金顆粒用于超硬磨料樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪的二級(jí)磨料，既對(duì)工件起到很好的輔助性磨削作用，又易于從樹(shù)脂結(jié)合劑上脫落，有效維持砂輪的自銳性，同時(shí)還解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的工藝和技術(shù)問(wèn)題，為砂輪的設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的自由度。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種高硅含量的過(guò)共晶硅鋁合金顆粒，所述顆粒由硅和鋁組成，所述硅與鋁的重量比為45-80:20-55；所述顆粒的平均粒徑為10-500μm，所述顆粒中的硅以初生硅的形態(tài)存在，所述初生硅的粒徑為1-10μm。

在硅鋁二元合金體系中，當(dāng)硅含量﹤12％時(shí)，為共晶硅鋁合金，超過(guò)12％為過(guò)共晶硅鋁合金。當(dāng)硅含量為45-80wt％時(shí)，硅的體積分?jǐn)?shù)占據(jù)了合金的一半以上，因此稱(chēng)為過(guò)共晶硅鋁合金，由于高的硅含量，使得本發(fā)明的高硅含量的過(guò)共晶硅鋁合金顆粒的性質(zhì)偏向于硅的性質(zhì)，即呈硬脆性。如果硅含量低于45wt％，則顆粒中的硅含量偏低，偏向于鋁的性質(zhì)，作為二級(jí)磨料的硬脆性不夠，如果硅含量超過(guò)80wt％，則對(duì)制作帶來(lái)困難。