[發明專利]一種低熔硬脆金屬樹脂復合結合劑、含其的磨具以及制備方法

有效

• 申請號: 202010933403.7
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112192457B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 趙延軍;張高亮;左冬華;錢罐文;王禮華
• 申請（專利權）人: 鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司
• 主分類號: B24D3/06
• 分類號: B24D3/06;B24D3/28
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 楊海霞

本發明屬于磨具技術領域，具體涉及一種低熔硬脆金屬樹脂復合結合劑，其主要由下述重量份原料制成：25?50份聚酰亞胺樹脂粉，30?60份青銅粉，8?15份錫粉，5?16份鎳粉，2?7份鉍粉，2?7份稀土元素。該結合劑兼具低熔點和硬脆性，用該復合結合劑制備的磨具可在低溫下實現致密性成型，同時磨具還兼具金屬結合劑砂輪的耐磨性，并擁有出色的鋒利性。

技術領域

本發明屬于磨料磨具技術領域，具體涉及一種低熔硬脆金屬樹脂復合結合劑、含其的磨具以及制備方法。

背景技術

復合結合劑砂輪因兼具樹脂砂輪的鋒利性和金屬砂輪的耐磨性而成為磨料磨具行業發展的大趨勢。由于金屬結合劑砂輪成型溫度高，樹脂結合劑砂輪成形溫度低，因此要將金屬結合劑和樹脂結合劑致密化地結合在一起，成型溫度的選取尤為重要。成型溫度過高，樹脂會在成型過程中碳化失效，成型溫度過低，金屬結合劑達不到致密化成型，起不到金屬結合劑的作用。

為滿足金屬樹脂復合結合劑的制備要求，本發明通過在傳統的金屬結合劑體系中引入新的低熔點高脆元素，并加入促熔元素，設計了新的低熔點合金配方，將金屬結合劑成型溫度降低至560℃以下。采用球磨、煅燒的技術制備了金屬低溫硬脆金屬結合劑，將該金屬結合劑與聚酰亞胺樹脂研磨過篩得到金屬樹脂復合結合劑。用該金屬樹脂復合結合劑制備的磨具鋒利性和耐磨性均好。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術缺陷，提供一種低熔硬脆金屬樹脂復合結合劑，其兼具低熔點和硬脆性，用該復合結合劑制備的磨具可在低溫下實現致密性成型，同時磨具還兼具金屬結合劑砂輪的耐磨性，并擁有出色的鋒利性。

本發明還提供了一種利用上述低熔硬脆金屬樹脂復合結合劑制成的磨具，以及其簡單易操作的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種低熔硬脆金屬樹脂復合結合劑，該金屬樹脂復合結合劑主要由下述重量份原料制成：25-50份聚酰亞胺樹脂粉，30-60份青銅粉，8-15份錫粉，5-16份鎳粉，2-7份鉍粉，2-7份稀土元素。該金屬樹脂復合結合劑的成型溫度低于560℃。

金屬樹脂復合結合劑的各原料均為普通市售的工業級產品。其中，上述所使用的鎳粉為攜帶自由羰基的超細鎳粉，優選粒度5um，其在成型過程中能夠促進金屬原料粉的熔融，同時增加金屬粉與樹脂粉的結合強度。鉍粉的加入，能在結合劑煅燒過程中與結合劑中的銅、錫元素反應，生成ε脆性相，增加結合劑的脆性。聚酰亞胺樹脂粉能為金屬樹脂復合結合劑保留樹脂結合劑磨具的鋒利性。青銅粉、錫粉組成了金屬結合劑的基礎骨架，能為金屬樹脂復合結合劑保留金屬結合劑是保型性。

具體的，所述稀土元素由鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤和銪中的一種或多種組成。少量稀土元素的增加一方面能降低成型溫度，另一方面還能提高磨具的成型性和耐磨性。

本發明提供了上述低熔硬脆金屬樹脂復合結合劑的制備方法，其包括以下步驟：

1）將除聚酰亞胺樹脂粉以外的其它原料裝進鋼制球磨罐中，放入研磨用的鋼球，倒入球磨介質，將密封好的球磨罐放置于行星球磨機上，用行星球磨機進行球磨，設定球磨頻率，球磨時間，啟動球磨機；

2）將球磨好的物料倒入鉬坩堝中，蓋上蓋子，于真空燒結爐中進行煅燒以充分合金化；

3）將煅燒過的物料與聚酰亞胺樹脂粉用剛玉研缽進行研磨，然后過篩，即得所述的低熔硬脆金屬樹脂復合結合劑。

進一步的，步驟1）中，球磨頻率為150-250Hz，球磨時間8-15小時。優選的，球磨頻率的最佳范圍為180-200Hz，球磨最佳時間為8-13小時。

具體的，步驟1）中，選用直徑5mm的鋼球進行球磨，球磨介質為無水乙醇或丙酮，優選的，球磨介質為無水乙醇。研磨所用鋼球占球磨罐體積的30-50%（優選35-45%），物料占球磨罐體積的15-30%（優選20-28%），球磨介質以剛沒過球料為最優。