金剛石磨石的複合底層材料的製作方法
2024-02-06 06:56:15
專利名稱：金剛石磨石的複合底層材料的製作方法
技術領域：
本發明屬於金剛石磨削工具技術領域，涉及一種金剛石磨石，特別涉及一種對金剛石磨石底層材料進行改進的金剛石磨石的複合底層材料。
背景技術：
金剛石磨石現有的底層是多種金屬粉末的混合料，其成分和配比與金剛石層中的金屬粉末的成分和配比相同或相近。
這種金剛石磨石存在的問題是，底層與金剛石層的膨脹係數不一致，所用金屬與金剛石線膨脹係數相差10～20倍，經高溫燒結後，底層尺寸收縮較大，而金剛石層收縮較小，因此，容易造成以下三種廢品①磨石整體彎曲變形，沿長度方向向下彎曲，底層呈凹面，而金剛石工作層呈凸面。
②磨石出現裂紋，底層裂紋尤為明顯。裂紋方向大致與彎曲的曲率半徑方向一致。
③工作層與底層之間發生分層現象，兩層結合不牢，彼此脫離。
發明內容
本發明的目的在於克服現有金剛石磨石存在的問題而提出一種有效地防止金剛石磨石出現彎曲變形、裂紋或分層廢品的金剛石磨石的複合底層材料。
為達到上述目的，本發明採取的技術方案是在底層材料中，添加各個原料及填充料，使得金剛石層與底層的膨脹係數相互接近，具體包括下列重量份數的各原料及填充料Cu 50～70份 Sn 5～15份 Fe 5～15份 Ni 5～10份 WC 5～15份 填充料5～25份，其中填充料選擇剛玉(Al2O3)、碳化矽(SiC)或低品級金剛石之一。
填充料的線膨脹係數應遠小於底層金屬，而與金剛石的熱膨脹係數接近，在10-6K-1數量級，填充料的硬度應明顯高於磨石底層金屬，硬度在HV2000以上，填充料的密度在3.0～4.0g/cm3之間，填充料粉末粒度與金剛石粒度範圍相差一個粒度號之內，填充料的耐熱性為在磨石燒結過程中不熔化，填充料的化學穩定性為在燒結溫度下不發生化學變化。
本發明具有如下積極效果含有複合填充料底層的金剛石磨石，其底層與金剛石層的線膨脹係數互相接近，杜絕了高溫燒結過程中出現彎曲變形、裂紋、分層現象，保證了產品質量，有效地防止產生金剛石磨石廢品，從而提高成品率，降低製造成本。
本發明的填充料應滿足下列要求(1)、填充料材料類型可以是碳化物或氧化物，包括金屬或非金屬的碳化物或氧化物，例如碳化矽、剛玉(氧化鋁)等；也可以是廉價的低品級金剛石或金剛石回收料。
(2)、填充料的性能要求①填充料的線膨脹係數應遠小於底層金屬，而與金剛石的熱膨脹係數接近，在10-6K-1數量級。
②填充料的硬度應明顯高於磨石底層金屬，硬度在HV2000以上，越高越好，儘可能與金剛石接近。
③填充料的密度密度在3.0～4.0g/cm3之間，儘可能與金剛石密度接近。
④填充料粉末粒度粒度與金剛石粒度相同或相近(相差一個粒度號)。
(3)、填充料的耐熱性應高於金剛石層和底層的金屬結合劑材料，在磨石燒結過程中不於熔化。
(4)、填充料的化學穩定性在燒結溫度下不至於發生化學變化。
圖1為金剛石磨石彎曲變形圖。
圖2為金剛石磨石正常形狀。
具體實施例方式
實施例1金剛石磨石的複合底層材料包括下列重量克數的各原料及填充料Cu 50千克、Sn 5千克份、Fe 5千克、Ni 5千克、WC 5千克、剛玉(Al2O3)5千克。
根據上述方案制定金剛石磨石的複合底層材料的配方，按照下述工序製作金剛石磨石配料(金剛石層和底層分別按照配方進行稱料)→混料(金剛石層和底層分別混料)→襯底層裝模、投料、冷預壓→工作層裝模、投料、冷預壓→熱壓燒結(在熱壓燒結機上同時進行熱壓和燒結)→冷卻→卸模→後加工→產品檢驗。
在試驗基礎上進一步進行了生產驗證和用戶使用。結果表明，本發明的方案切實可行，可有效防止燒結變形廢品，保證產品質量。
實施例2金剛石磨石的複合底層材料包括下列重量克數的各原料及填充料Cu 70千克、Sn 15千克份、Fe 15千克、Ni10千克、WC 15千克、碳化矽(SiC)25千克。
根據上述方案制定金剛石磨石的複合底層材料的配方，按照下述工序製作金剛石磨石配料(金剛石層和底層分別按照配方進行稱料)→混料(金剛石層和底層分別混料)→襯底層裝模、投料、冷預壓→工作層裝模、投料、冷預壓→熱壓燒結(在熱壓燒結機上同時進行熱壓和燒結)→冷卻→卸模→後加工→產品檢驗。在試驗基礎上進一步進行了生產驗證和用戶使用。結果表明，本發明的方案切實可行，可有效防止燒結變形廢品，保證產品質量。
實施例3金剛石磨石的複合底層材料包括下列重量克數的各原料及填充料Cu 60千克、Sn 10千克份、Fe 10千克、Ni 8千克、WC 10千克、低品級金剛石20千克。
根據上述方案制定金剛石磨石的複合底層材料的配方，按照下述工序製作金剛石磨石配料(金剛石層和底層分別按照配方進行稱料)→混料(金剛石層和底層分別混料)→襯底層裝模、投料、冷預壓→工作層裝模、投料、冷預壓→熱壓燒結(在熱壓燒結機上同時進行熱壓和燒結)→冷卻→卸模→後加工→產品檢驗。在試驗基礎上進一步進行了生產驗證和用戶使用。結果表明，本發明的方案切實可行，可有效防止燒結變形廢品，保證產品質量。
權利要求
1.一種金剛石磨石的複合底層材料，其特徵在於包括下列重量份數的各原料及填充料Cu 50～70份 Sn 5～15份 Fe 5～15份 Ni 5～10份 WC 5～15份 填充料5～25份，其中填充料選擇剛玉(Al2O3)、碳化矽(SiC)或低品級金剛石之一。
2.根據權利要求1所述的金剛石磨石的複合底層材料，其特徵在於填充料的線膨脹係數應遠小於底層金屬，而與金剛石的熱膨脹係數接近，在10-6K-1數量級，填充料的硬度應明顯高於磨石底層金屬，硬度在HV2000以上，填充料的密度在3.0～4.0g/cm3之間，填充料粉末粒度與金剛石粒度範圍相差一個粒度號之內，填充料的耐熱性為在磨石燒結過程中不熔化，填充料的化學穩定性為在燒結溫度下不發生化學變化。
全文摘要
本發明涉及一種對金剛石磨石底層材料進行改進的金剛石磨石的複合底層材料，包括下列重量份數的各原料及填充料Cu 50～70份、Sn 5～15份、Fe 5～15份、Ni 5～10份、WC 5～15份、填充料5～25份，其中填充料選擇剛玉(Al
文檔編號B24D3/04GK1974135SQ200610128360
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月11日 優先權日2006年12月11日
發明者王秦生 申請人:中原工學院