專利名稱：金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/cbn 砂輪的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及一種金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，屬于超硬材料制品的制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪主要應(yīng)于金屬材料的加工中，應(yīng)用前景廣闊，市場(chǎng)容量巨大。與普通的剛玉砂輪相比，金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪加工金屬材料具有許多優(yōu)點(diǎn)使用壽命增加100倍左右，廢水廢渣減少到1/100，可以減少砂輪的更換次數(shù)及時(shí)間，節(jié)約砂輪的修整時(shí)間，加工效率可成倍提高，砂輪膨脹小，不易燒傷，容易控制工件加工精度，不需要修整，工件加工后效果更好等等。金屬與陶瓷混合制成結(jié)合劑，具備韌性好，砂輪自銳性好等優(yōu)點(diǎn)。金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪通常采用冷壓成型后進(jìn)行無(wú)壓高溫埋砂法進(jìn)行燒結(jié)?，F(xiàn)有的燒結(jié)方法由于燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，金屬很容易在燒結(jié)時(shí)發(fā)生氧化，失去其應(yīng)有的作用。因此，有必要進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，提高該砂輪的使用壽命和自銳性，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。按此目的設(shè)計(jì)的一種金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，其特征是采用還原氣氛爐燒結(jié)金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪，包括以下步驟1)將冷壓完畢的所述砂輪埋砂后，放置在還原氣氛爐中；2)確保爐門密封良好、進(jìn)氣與出氣通路通暢并能使還原氣體對(duì)流充滿整個(gè)爐體；3)設(shè)定升溫曲線，將空氣氣氛排除完全后開(kāi)始升溫；4)所述砂輪隨爐冷卻。所述1步驟中該砂輪的放置埋砂厚度距砂輪表面不超過(guò)IOmm ；每一層砂輪之間需要有2-10mm的間隙，以保證還原氣氛的流通；還原氣氛以氫氣最佳。所述3步驟中升溫曲線采用階梯式從室溫至300°C，升溫速率為2 3°C /min ； 在300°C保溫1 1. 5h ；從300°C升溫至750°C，升溫速率為1. 5 2°C /min ；在750°C保溫 1. 5 2h ；從750°C升溫至900°C，升溫速率為1 1. 5°C /min ；在900°C保溫1 1. 5h ；再隨爐冷卻。所述砂輪配方及重量比為CBN磨料(100/120) 60%，金屬陶瓷結(jié)合劑30%，潤(rùn)濕劑和粘結(jié)劑5 %，輔助料(SIC或Al2O3) 5 %，將原料混均，然后冷壓成型。傳統(tǒng)的制備工藝比較適合于燒結(jié)陶瓷結(jié)合劑砂輪。本發(fā)明采用還原氣氛燒結(jié)金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪，燒結(jié)設(shè)備比傳統(tǒng)制備工藝(空氣氣氛燒結(jié))略微復(fù)雜。與傳統(tǒng)制備工藝比較，采用還原氣氛燒結(jié)既能有效的保護(hù)結(jié)合劑中的金屬成分不被氧化，保護(hù) CBN磨粒在高溫下性能不受到影響，又能使陶瓷成分在還原氣氛下發(fā)生微觀結(jié)構(gòu)的變化。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)制備工藝相比，還原氣氛保護(hù)下燒結(jié)的金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪具備更好的自銳性，使用壽命提高15%左右，加工產(chǎn)品的效果得到明顯的改善。本發(fā)明的金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪制備工藝簡(jiǎn)單，在普通的還原氣氛爐中即可實(shí)現(xiàn)。通過(guò)氣氛保護(hù)燒結(jié)的金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪是在陶瓷CBN砂輪的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種新的產(chǎn)品，結(jié)合劑的研究和燒結(jié)方式的研究是這種新技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)。本發(fā)明從燒結(jié)技術(shù)上出發(fā)，大幅度的提升了金屬陶瓷結(jié)合劑CBN產(chǎn)品的性能。



圖1為本發(fā)明還原氣氛燒結(jié)的金屬陶瓷結(jié)合劑的SEM照片。圖2為結(jié)合劑的點(diǎn)能譜圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將埋砂的金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石CBN砂輪放置在還原氣氛爐中。檢查設(shè)備完好， 氣體通路通暢，通入氫氣。設(shè)定升溫曲線室溫至300°C，升溫速率為2V /min ；在300°C保溫1. 5h ；從300°C升溫至750°C，升溫速率為1. 5°C /min ；在750°C保溫2h ；從750°C升溫至 900°C，升溫速率為1°C /min ；在900°C保溫1. 5h ；再隨爐冷卻。實(shí)施例2將埋砂的金屬陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪放置在還原氣氛爐中。檢查設(shè)備完好，氣體通路通暢，通入氫氣。設(shè)定升溫曲線室溫至300°C，升溫速率為2. 2 V /min ；在300°C保溫 1. 2h ；從300°C升溫至750°C，升溫速率為1. 8°C /min ；在750°C保溫1. 8h ；從750°C升溫至 900°C，升溫速率為1. 2°C /min ；在900°C保溫1. 4h ；隨爐冷卻。兩個(gè)實(shí)施例砂輪的配方、混料和冷壓工藝都一樣其配方及重量比為CBN磨料(100/120) 60%。金屬陶瓷結(jié)合劑30%潤(rùn)濕劑和粘結(jié)劑5%輔助料(SIC或 Al2O3) 5%將原料混均，然后冷壓成型，最后燒結(jié)，燒結(jié)后配基體，再檢測(cè)產(chǎn)品性能。
權(quán)利要求
1.一種金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，其特征是采用還原氣氛爐燒結(jié)金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪，包括以下步驟1)將冷壓完畢的所述砂輪埋砂后，放置在還原氣氛爐中；2)確保爐門密封良好、進(jìn)氣與出氣通路通暢并能使還原氣體對(duì)流充滿整個(gè)爐體；3)設(shè)定升溫曲線，將空氣氣氛排除完全后開(kāi)始升溫；4)金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪隨爐冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，其特征是所述 1步驟中該砂輪的放置埋砂厚度距砂輪表面不超過(guò)IOmm ；每一層砂輪之間需要有2-10mm的間隙，以保證還原氣氛的流通；還原氣氛以氫氣最佳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，其特征是所述3步驟中升溫曲線采用階梯式從室溫至300°C，升溫速率為2 ；TC /min ；在300°C保溫1 1. 5h ；從300°C升溫至750°C，升溫速率為1. 5 2V /min ；在750°C保溫1. 5 2h ； 從750°C升溫至900°C，升溫速率為1 1. 5°C /min ；在900°C保溫1 1. 5h ；再隨爐冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，其特征是所述砂輪配方及重量比為CBN磨料(100/120)60%，金屬陶瓷結(jié)合劑30%，潤(rùn)濕劑和粘結(jié)劑 5 %，輔助料(SIC或Al2O3) 5 %，將原料混均，然后冷壓成型。
全文摘要
一種金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，采用還原氣氛爐燒結(jié)金屬陶瓷結(jié)合劑金剛石/CBN砂輪。燒結(jié)前需要檢查設(shè)備完好，氣體通路通暢，通入氫氣。設(shè)定升溫曲線從室溫至300℃，升溫速率為2～3℃/min；在300℃保溫1～1.5h；從300℃升溫至750℃，升溫速率為1.5～2℃/min；在750℃保溫1.5～2h；從750℃升溫至900℃，升溫速率為1～1.5℃/min；在900℃保溫1～1.5h；再隨爐冷卻。與傳統(tǒng)制備工藝比較，還原氣氛燒結(jié)能有效的保護(hù)結(jié)合劑中的金屬成分不被氧化，保護(hù)CBN磨粒在高溫下性能不受到影響。與空氣氣氛燒結(jié)對(duì)比，砂輪壽命得提高15％左右，自銳性好，加工產(chǎn)品的效果得到明顯的改善。
文檔編號(hào)B24D18/00GK102363289SQ20111036659
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者劉仲武, 劉泓, 劉躍華, 宋鵬濤, 陶洪亮 申請(qǐng)人:廣東奔朗新材料股份有限公司