[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋁硅合金結(jié)合劑金剛石磨輪及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910385166.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110153908A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張玉斌;穆德魁;廖信江;賀琦琦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B24D3/10
• 分類(lèi)號(hào): B24D3/10;B24D3/34;B24D18/00;B22F3/02;B22F3/14;B22F5/00;C22C21/02
• 代理公司: 廈門(mén)市首創(chuàng)君合專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁硅合金結(jié)合劑金剛石磨輪及其制造方法，該鋁硅合金結(jié)合劑成分按重量比包括元素成分：Si10～13％，Ti0.25％～6％，Mg0～0.5％，Cu0～5％，Ga0～0.5％，Ce0～0.5％，Sr0～0.5％，Na0～0.5％，余量為Al連同不可避免的雜質(zhì)；將鋁硅結(jié)合劑與金剛石粉末充分混合，將混合物冷壓成型后；在一定燒結(jié)工藝下，進(jìn)行真空熱壓燒結(jié)，得到鋁硅合金基金剛石磨輪胎體；隨后將燒結(jié)得到的金剛石磨輪節(jié)塊裝接在磨輪基體上，就得到本發(fā)明的金剛石磨輪。本發(fā)明使用的鋁硅結(jié)合劑可實(shí)現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)，減少金剛石熱損傷，同時(shí)活性Ti元素的引入可顯著增加金剛石磨粒的把持能力，兩者共同提高磨輪的耐磨性能，增加金剛石磨輪的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燒結(jié)金剛石工具制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋁硅合金結(jié)合劑金剛石磨輪及其制造方法。

背景技術(shù)

金剛石磨輪是由金剛石刀頭焊接或者冷壓在金屬基體上而成，金剛石刀頭是通過(guò)人造工業(yè)金剛石和其它的金屬粉末，冷壓和熱壓燒結(jié)而成，然后焊接在碗形狀的金屬基體上。金剛石磨輪通常被裝在混凝土打磨機(jī)上來(lái)打磨如混凝土，花崗巖，大理石和其它的一些石材等。目前普遍使用的金剛石磨輪結(jié)合劑有樹(shù)脂結(jié)合劑、金屬結(jié)合劑和陶瓷結(jié)合劑。樹(shù)脂結(jié)合劑磨輪質(zhì)地較軟，加工時(shí)不能承受較大的應(yīng)力，易出現(xiàn)磨粒脫落、效率低、壽命短、噪音大等問(wèn)題；金屬結(jié)合劑磨輪具有導(dǎo)熱性好、結(jié)合強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，但因其自銳性差，容易打滑等缺點(diǎn)限制了其在高速磨削領(lǐng)域的應(yīng)用；而陶瓷結(jié)合劑金剛石磨輪制備過(guò)程要求的燒結(jié)溫度較高，故對(duì)金剛石熱損傷較大，極大地降低了磨輪的磨削強(qiáng)度。熱壓燒結(jié)法制備金屬結(jié)合劑金剛石磨輪已具有五十多年的歷史，但是實(shí)際生產(chǎn)中所暴露的弊端一直未能完全解決，對(duì)金剛石把持強(qiáng)度低、金剛石易脫落、磨料難出刃等，極大限制了熱壓燒結(jié)法制備金剛石磨輪的適用范圍。上述弊端，主要是因?yàn)榻饎偸墓矁r(jià)鍵結(jié)構(gòu)，很難與金屬結(jié)合劑形成較強(qiáng)的化學(xué)鍵合，所以會(huì)導(dǎo)致金剛石磨粒易脫落，進(jìn)而影響磨輪的加工質(zhì)量和使用壽命。因此金屬結(jié)合劑對(duì)金剛石磨粒的把持力成為限制磨輪使用壽命和加工質(zhì)量的最主要因素。為了解決這一問(wèn)題，有些金屬結(jié)合劑中會(huì)添加強(qiáng)碳化物形成元素鎢，使金剛石與結(jié)合劑之間形成化學(xué)鍵連接，可以有效提高金剛石的把持力，但是鎢的熔點(diǎn)較高，燒結(jié)過(guò)程中會(huì)對(duì)金剛石造成嚴(yán)重的熱損傷。因此，開(kāi)發(fā)一種對(duì)金剛石具有較高把持力，同時(shí)對(duì)金剛石熱損傷小的金屬結(jié)合劑磨輪迫在眉睫，將會(huì)極大提高金剛石磨輪的加工性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的的技術(shù)難題，提供一種鋁硅合金結(jié)合劑金剛石磨輪及其制造方法。利用鋁硅合金基體相低熔點(diǎn)及低共晶點(diǎn)的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)，減小金剛石的損傷。且結(jié)合劑中活性Ti元素的加入，可以很好地潤(rùn)濕金剛石，并形成致密的碳化物，極大地提高了金剛石磨粒的把持力，兩者共同提高磨輪的耐磨性能，增加金剛石磨輪的使用壽命。通過(guò)添加Si元素，可以有效地提高鋁基合金的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)Si也是強(qiáng)碳化物形成元素，能夠抑制 Al與金剛石的反應(yīng)，還能降低熔點(diǎn)。通過(guò)添加活性元素Ce、Ge，能夠顯著提高合金的抗氧化性能。

本發(fā)明提供了一種鋁硅合金結(jié)合劑金剛石磨輪及其制造方法，克服了背景技術(shù)中心的缺陷，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種鋁硅合金結(jié)合劑金剛石磨輪的制造方法，是用鋁硅合金作為金剛石磨輪的結(jié)合劑，該制造方法包括以下步驟：

1)將金剛石粉末與鋁硅合金結(jié)合劑粉末充分混合，該鋁硅合金結(jié)合劑按重量比包含以下成分：Si0～30％，Ti0.25％～6％，Mg0～0.5％，Cu0～5％，Ga0～ 0.5％，Ce0～0.5％，Sr0～0.5％，Na0～0.5％，余量為Al連同不可避免的雜質(zhì)；

2)使用金剛石磨輪所需不同形狀的模具將上述混合物冷壓成型；

3)將冷壓成型的金剛石磨輪在一定燒結(jié)工藝下進(jìn)行真空熱壓燒結(jié)，得到金剛石磨輪胎體；

4)將燒結(jié)好的金剛石磨輪胎體裝在磨輪基體上，得到金剛石磨輪。