[發明專利]用于加工連續纖維增韌SiC陶瓷基復合材料的金剛石工具及其制備方法

在審

• 申請號: 202210178196.8
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114633221A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 吳京軍;劉夢珠;涂建勇;陳靜;都嘉鑫;李鵬;王夢嬌
• 申請（專利權）人: 西安鑫垚陶瓷復合材料有限公司
• 主分類號: B24D7/06
• 分類號: B24D7/06;B24D3/06;B24D3/34;B24D18/00;C22C26/00;C22C30/02;C22C30/04;B22F3/14;B22F5/00;C22C32/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種用于加工連續纖維增韌SiC陶瓷基復合材料的金剛石工具，其特征在于：

包括金剛石刀頭(1)及與金剛石刀頭(1)固定連接的金屬基體(2)；

所述金屬基體(2)的第一端設置有連接軸(6)，用于與機床主軸連接；金屬基體(2)的第二端端面設置有定位凸臺(3)；

所述金剛石刀頭(1)與金屬基體(2)的第二端相連接的一端設置有定位凹槽(5)，所述定位凸臺(3)與定位凹槽(5)相適配；

所述金剛石刀頭(1)由包括按照重量計的金剛石粉15-30份，碳化硅粉5-20份，銀粉2-19份，錫粉3-20份，青銅粉30-70份和氧化鋁陶瓷空心球5-40份燒結制備。

2.根據權利要求1所述的用于加工連續纖維增韌SiC陶瓷基復合材料的金剛石工具，其特征在于：

所述金剛石刀頭(1)與金屬基體(2)直徑相同；

所述定位凸臺(3)與定位凹槽(5)的適配精度為0.5～1mm。

3.根據權利要求1或2所述的用于加工連續纖維增韌SiC陶瓷基復合材料的金剛石工具，其特征在于：

所述金剛石刀頭(1)的直徑大于等于150mm，金剛石刀頭(1)與金屬基體(2)采用粘接方式固定連接；

所述金屬基體(2)的第二端端面和定位凸臺(3)的側面上設置有多個用于填充粘接劑的固定凹槽(4)，所述固定凹槽(4)的寬度為1～1.5mm，深度為0.5～1mm。

4.一種權利要求1或2或3所述的用于加工連續纖維增韌SiC陶瓷基復合材料的金剛石工具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、制備金剛石刀頭(1)和金屬基體(2)；所述制備金剛石刀頭(1)包括：

S1.1、混料：按重量份計，取金剛石粉15-30份，碳化硅粉5-20份，銀粉2-19份，錫粉3-20份，青銅粉30-70份和氧化鋁陶瓷空心球5-40份，進行粉料混合，得到初始粉料；

S1.2、裝粉：將初始粉料裝入用于制備金剛石刀頭(1)的模具中；

S1.3、裝爐與燒結：將裝入初始粉料的模具放置在熱壓機內進行燒結；

S1.4、冷卻與拆模：燒結完成后，待模具冷卻后打開熱壓機門，取出后拆模得到金剛石刀頭毛坯，將金剛石刀頭毛坯加工后得金剛石刀頭(1)；

S2、將金剛石刀頭(1)和金屬基體(2)進行固定連接，制備得金剛石工具半成品；

S3、對金剛石工具半成品進行加工和開刃，得到成品金剛石工具。

5.根據權利要求4所述的用于加工連續纖維增韌SiC陶瓷基復合材料的金剛石工具的制備方法，其特征在于：

步驟S1.1中，所述初始粉料中各組分的顆粒大小為：金剛石粉100-400目，碳化硅粉100-400目，銀粉300-500目，錫粉300-500目，青銅粉300-500目，氧化鋁陶瓷空心球80-140目。

6.根據權利要求5所述的用于加工連續纖維增韌SiC陶瓷基復合材料的金剛石工具的制備方法，其特征在于：

步驟S1.1中，還包括在進行粉料混合前加入石蠟稀釋液，所述石蠟稀釋液為按重量計，液體石蠟與酒精1:1混合液；

所述石蠟稀釋液的用量為每1Kg粉料添加8-12ml石蠟稀釋液。

7.根據權利要求6所述的用于加工連續纖維增韌SiC陶瓷基復合材料的金剛石工具的制備方法，其特征在于：

步驟S1.2中，在將初始粉料放置在金剛石刀頭(1)的模具中后，再稱量青銅粉放置在模具內初始粉料的上表面，用于制備金剛石刀頭(1)的過渡層。

8.根據權利要求4-7任一所述的用于加工連續纖維增韌SiC陶瓷基復合材料的金剛石工具的制備方法，其特征在于：

步驟S2中，所述將金剛石刀頭(1)和金屬基體(2)進行固定連接，具體為，當金剛石刀頭(1)的直徑小于150mm時，采用釬焊方式固定連接；所述釬焊方式選用的是含銀量為50％的銀焊片，釬焊溫度為690-750℃；

當金剛石刀頭(1)的直徑大于等于150mm時，采用粘接方式固定連接。