本發明涉及超硬材料金剛石制作工具的,特別是涉及一種金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法及金剛石超薄磨盤。
背景技術:
1、隨著技術進步,在藍寶石、玻璃、陶瓷等硬脆材料生產加工中。手工磨盤的弊端越來越明顯,柔韌性不夠,加工的邊棱時經常出現崩口現象,需要尋找柔性和韌性更好的磨盤;隨著流水線設備的誕生,生產效率在提升,就需要高效、更耐用的磨盤介入并配合保證生產效率,最好是柔性好,韌性好的磨盤。
技術實現思路
1、本發明的目的是為了解決上述問題,提供一種金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法及金剛石超薄磨盤。
2、本發明的技術方案是:一種金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法,包括如下步驟,
3、a.混合金屬結合劑
4、按照重量份準備金屬結合劑原料,至少含有:超細銅粉77~82份、錫粉8~11份;將上述準備的原料加入球磨機內球磨并混合均勻;
5、b.加入金剛石混合
6、在步驟a得到的混合均勻的金屬粘結劑加入金剛石為7~9份重量份、臨時粘結劑為1-2重量份,再混合均勻。
7、c.壓制
8、準備錳鋼材質的超薄盤形的基體,將步驟b得到的混合均勻的粉料與基體在模具內進行冷壓,制得金屬結合劑金剛石超薄磨盤毛坯;錳鋼本身的韌性高,抗拉強度高,在模板使用過程中能夠保持柔性的同時,還不易損壞。
9、d.燒結
10、將步驟c制得的超薄磨盤毛坯,置入熱壓爐進行燒結,制得金屬結合劑金剛石超薄磨盤。
11、該超薄磨盤一方面采用超薄的錳鋼盤作為基體,另一方面采用銅粉和錫粉作為金屬結合劑將金剛石顆粒包裹并燒結在基體表面上,基體由于很薄柔性很好,銅粉和錫粉形成的磨料層也很薄,并且材料本身也是柔性的,這樣形成整體具有柔性的超薄磨盤了。在加工藍寶石、玻璃、陶瓷等硬脆材料時,就會降低磨盤與被加工材料之間接觸時的沖擊力,降低這類產品邊棱出現崩口的幾率,提升生產效率。
12、優選的,步驟a中的超細銅粉為800目。銅粉粒度細,利于混合均勻,同時利于后面燒結時與錳鋼基體的結合牢固。
13、優選的,步驟b包括
14、b1.所述的將混合均勻的金屬結合劑加入金剛石及臨時粘結劑,在三維混料機中進行混合至少2小時;保證混合的均勻度,利于燒結的磨料層的磨削能力分布均勻
15、b2.將混好的粉料,過45#的篩網,取篩下物為混合均勻的粉料,并密封保存待用。
16、優選的,步驟c包括
17、c1.基體的選擇和預處理
18、選擇超薄盤形的錳鋼,對其依次進行清洗、酸洗、活化,去除雜質,利于鍍層與錳鋼之間的牢固結合;再進行電鍍銅處理,該鍍層在后面燒結時,能夠與磨料層中的銅粉產生良好的結合,提升磨料層與基體之間的連接強度,利于該磨盤的使用壽命延長。
19、c2.投料
20、將電鍍銅后的盤形的錳鋼裝入環形模具中并固定,稱取步驟b制得的粉料,均勻投入環形模具中,
21、c3.壓制
22、環形模具合模,在冷壓機上進行壓制,壓力為13~18mpa,成型后卸模制得金屬結合劑金剛石超薄磨盤毛坯,粉料被壓制成環形實體的磨料層,附著在基體的表面上;
23、優選的,步驟d中的熱壓爐為帶有氮氣保護的熱壓爐,避免燒結時產生氧化;
24、步驟d的爐內燒成溫度720℃-740℃,熱壓壓力9~13mpa,保溫時間不少于60分鐘,利于內部組織結構致密和分布均勻,同時去除熱應力,避免變形。
25、保溫時間滿足后,冷卻脫模,制得金屬結合劑金剛石超薄磨盤。
26、優選的,所述的步驟c中選擇的超薄盤形的錳鋼的厚度為0.3-0.6mm。該尺寸滿足柔性的同時,也能保證強度
27、優選的,所述的步驟d中燒結后金屬結合劑金剛石超薄磨盤的基體和磨料層的整體厚度為1.3-1.42mm。磨料層厚度大于基體的厚度,一方面是為了保持韌性;另一方面是磨料層能夠更耐用。
28、優選的,所述的臨時粘結劑為液體石蠟。冷壓時具有臨時固定粉料的效果。
29、優選的,該磨盤包括超薄盤形的基體和磨料粘結層,磨料粘結層為厚度均勻的環形覆蓋在基體的邊緣,基體和磨料粘結層之間為燒結連接為一體。邊緣部位為線速度最大的區域,將磨料層盡可能的靠邊布置,能夠達到物盡其用的效果,
30、優選的,所述的基體的邊緣有一定的寬度呈翹邊的結構,所述的磨料粘結層覆蓋在翹邊區域構的背面。該翹邊為圓弧形翹邊結構,能夠在拋光對刀是與被加工材料圓弧面對接,盡可能的降低沖擊力,另外該磨盤在使用時該翹邊部位是凸面對著被加工材料的表面,能夠加工一些凹陷區域的內面。
31、本發明的有益效果是:
32、一種金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法,包括如下步驟,a.混合金屬結合劑:主要用超細銅粉、錫粉;b.加入金剛石混合:再加入金剛石、臨時粘結劑混合均勻;c.壓制:冷壓制得金屬結合劑金剛石超薄磨盤毛坯;d.燒結:置入熱壓爐進行燒結,制得金屬結合劑金剛石超薄磨盤。該金屬結合劑金剛石超薄磨盤具有一定的柔韌性,能有效解決磨削過程中的崩邊現象,且磨削效果及效率較傳統磨盤有了巨大提高。
33、本發明制備的金屬結合劑金剛石超薄磨盤,盤體與磨料層結合緊密牢固,且磨料層厚度均勻,內部金剛石分布具有,磨削能力分布具有,整體無變形情況,完全滿足流水線作業的磨削要求,且磨削效率和效果都得到極大提高與改善,利于藍寶石、玻璃、陶瓷等硬脆材料生產加工質量和效率的提升。
1.一種金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法,包括如下步驟,
2.根據權利要1所述的金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法,其特征是:步驟a中的超細銅粉為800目。
3.根據權利要1所述的金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法,其特征是:步驟b包括
4.根據權利要1所述的金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法,其特征是:步驟c包括
5.根據權利要1所述的金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法,其特征是:步驟d中的熱壓爐為帶有氮氣保護的熱壓爐,步驟d的爐內燒成溫度720℃-740℃,熱壓壓力9~13mpa,保溫時間不少于60分鐘,保溫時間滿足后,冷卻脫模,制得金屬結合劑金剛石超薄磨盤。
6.根據權利要1所述的金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法,其特征是:所述的步驟c中選擇的超薄盤形的錳鋼的厚度為0.3-0.6mm。
7.根據權利要6所述的金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法,其特征是:所述的步驟d中燒結后金屬結合劑金剛石超薄磨盤的基體和磨料層的整體厚度為1.3-1.42mm。
8.根據權利要1所述的金屬結合劑金剛石超薄磨盤的制備方法,其特征是:所述的臨時粘結劑為液體石蠟。
9.根據權利要1-8任一所述的制備方法制得的金剛石超薄磨盤,其特征是:該磨盤包括超薄盤形的基體和磨料粘結層,磨料粘結層為厚度均勻的環形覆蓋在基體的邊緣,基體和磨料粘結層之間為燒結連接為一體。
10.根據權利要9所述的金剛石超薄磨盤,其特征是:所述的基體的邊緣有一定的寬度呈翹邊的結構,所述的磨料粘結層覆蓋在翹邊區域構的背面。