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CN106590529A - 一种复合耐磨磨料及其应用 - Google Patents

一种复合耐磨磨料及其应用 Download PDF

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CN106590529A
CN106590529A CN201611097510.0A CN201611097510A CN106590529A CN 106590529 A CN106590529 A CN 106590529A CN 201611097510 A CN201611097510 A CN 201611097510A CN 106590529 A CN106590529 A CN 106590529A
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CN
China
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abrasive material
ball milling
powder
abrasive
new complex
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CN201611097510.0A
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王立伟
李海旭
田绍洁
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DDA SHENGJIE VACUUM TECHNIQUES DEVELOP Co Ltd
Original Assignee
DDA SHENGJIE VACUUM TECHNIQUES DEVELOP Co Ltd
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Publication date
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/009—Tools not otherwise provided for

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

本发明公开一种新型的磨料层，由复合耐磨磨料经过特殊工艺制备而成，具体的制备方法包括，按照一定比例分别称取磨料层原料混合后，进行混合并球磨，充入石墨模具中烧结后冷却，所述模具为正四面体的石墨模具，且所述墨模具的尺寸可以根据需要制定为多种规格，经过本发明所述方法制备的产品，其制作工艺简单，适应领域广；可广泛用于磨削、切割、打磨工具等各相关技术领域。

Description

一种复合耐磨磨料及其应用
技术领域
本发明属于磨料技术领域，具体涉及一种多层复合耐磨磨料及其应用。
背景技术
磨料是制造每一种精密产品所必不可少的材料。在工业上应用非常广泛，特别是加工高精度或低粗糙度的零件或特别硬的零件时，磨料和磨具是必不可少的。在很多技术领域都有广泛的需求，例如对刀具的刃磨和坚硬材料的切割、活塞环与气缸、阀门与阀座的紧密配合，变速器和齿轮的精度、大量零件的去毛刺等，为各种工具加工节省加工时间，提高生产率，提高产品精密度等。近年来，磨料的生产技术已有显著的进步。许多天然磨料，已被人造磨料所代替。但是，由于各行业对磨料材质的要求不断提高，因此，研发出锋利度更高，抗压强度高，磨削质量更好，磨削效率更高、使用寿命长的磨料，必将可以广泛的应用于磨削、切割、打磨工具等各相关技术领域。
发明内容
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：由传统的磨料层、接合过渡层、本体组成。所述接合过渡层用于将磨料层和本体固定连接的作用，将其固定于各种磨床上，以便进行磨削加工，本发明的技术方案在于公开一种新型的复合耐磨磨料层，由复合耐磨磨料经过特殊工艺制备而成，具体的制备方法如下：
(1)按照下述比例分别称取磨料层原料混合：
40～70wt％聚晶金刚石或天然金刚石磨料、10～15wt％立方氮化硼或聚晶立方氮化硼磨料、10～15wt％碳化硅磨料、0～15wt％镍铬合金粉、3～8wt％碳化硼磨料、1～5wt％石墨粉、3～8wt％氧化钾、3～8wt％氧化锌、1～5wt％碳酸氢钠粉、1～5wt％氧化铁。
所述镍铬合金粉中铬的含量为40wt％。
本发明实施例中，所用的聚晶金刚石或天然金刚石磨料的粒度为200～400nm；立方氮化硼或聚晶立方氮化硼磨料的粒度为100～250nm；
(2)将步骤(1)称取的原料进行混合并球磨，球磨条件如下：
球磨速度为500～1000r/min，正反转交替球磨2～5小时；本发明实施例中，为了达到更小的粒度要求，所用的球磨速度为1000r/min，正反转交替球磨5小时。
(3)将步骤(2)称取的混合物填充入石墨模具中：
将磨料粉填充入正四面体的石墨模具中，以溢满方式填充，并去除上表面多余的粉体；所述墨模具的尺寸可以根据需要制定为多种规格，例如：正四面体的粒度按照其外接球直径计，为20～200μm；本领域技术人员也可以根据实际的磨料粒度要求，在不脱离本发明所示技术方案的情况下，进行适当调整。
(4)烧结后冷却：
将步骤(3)称取的混合物进行烧结，烧结温度为700-950℃，调节压力为10-25Mpa，保温时间10-25min，最后随炉冷却。
具体的，在优选的技术方案中，所述烧结的温度是以5～8℃/min的速率升温。
本发明的创新特征是：
1)制作工艺简单，可广泛用于磨削、切割、打磨工具等各相关技术领域。
2)可以根据需要制定为多种磨料规格，适应领域广；
3)使用本发明所述方法制备的磨料层，其切边锋利度较传统磨料层提高8％以上，抗压强度提高至少15％，磨削质量好，效率有了一定的提高，还能降低生产成本。
附图说明
图1：复合耐磨磨料层结构示意图；其中：1.复合耐磨磨料层，2.接合过渡层，3.本体。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思进行等同替换或改变均属于本发明保护范畴。
实施例1
(1)按照下述比例分别称取磨料层原料混合：
60wt％聚晶金刚石或天然金刚石磨料、10wt％立方氮化硼或聚晶立方氮化硼磨料、10wt％碳化硅磨料、6wt％镍铬合金粉、3wt％碳化硼磨料、2wt％石墨粉、3wt％氧化钾、3wt％氧化锌、2wt％碳酸氢钠粉、1wt％氧化铁。
所述镍铬合金粉中铬的含量为40wt％。
所用的聚晶金刚石或天然金刚石磨料的粒度为200～400nm；立方氮化硼或聚晶立方氮化硼磨料的粒度为100～250nm；
(2)将步骤(1)称取的原料进行混合并球磨，球磨条件如下：
球磨速度为800r/min，正反转交替球磨3小时；
(3)将步骤(2)称取的混合物填充入石墨模具中：
将磨料粉填充入正四面体的石墨模具中，以溢满方式填充，并去除上表面多余的粉体；所述墨模具的尺寸可以根据需要制定为多种规格，本实施例正四面体的粒度按照其外接球直径计，为200μm；
(4)烧结后冷却：
将步骤(3)称取的混合物进行烧结，烧结温度为950℃，调节压力为20Mpa，保温时间15min，最后随炉冷却。
具体的，在优选的技术方案中，所述烧结的温度是以8℃/min的速率升温。
经过标准检测方法测试，本发明所述方法制备的磨料的强度可达280MPa。
实施例2
(1)按照下述比例分别称取磨料层原料混合：
50wt％聚晶金刚石或天然金刚石磨料、15wt％立方氮化硼或聚晶立方氮化硼磨料、10wt％碳化硅磨料、9wt％镍铬合金粉、5wt％碳化硼磨料、2wt％石墨粉、3wt％氧化钾、3wt％氧化锌、2wt％碳酸氢钠粉、1wt％氧化铁。
所述镍铬合金粉中铬的含量为40wt％。
所用的聚晶金刚石或天然金刚石磨料的粒度为200～400nm；立方氮化硼或聚晶立方氮化硼磨料的粒度为100～250nm；
(2)将步骤(1)称取的原料进行混合并球磨，球磨条件如下：
球磨速度为1000r/min，正反转交替球磨5小时；
(3)将步骤(2)称取的混合物填充入石墨模具中：
将磨料粉填充入正四面体的石墨模具中，以溢满方式填充，并去除上表面多余的粉体；所述墨模具的尺寸可以根据需要制定为多种规格，本实施例中，正四面体的粒度按照其外接球直径计，为100μm；
(4)烧结后冷却：
将步骤(3)称取的混合物进行烧结，烧结温度为850℃，调节压力为15Mpa，保温时间25min，最后随炉冷却。
具体的，在优选的技术方案中，所述烧结的温度是以8℃/min的速率升温。
经过标准检测方法测试，本发明所述方法制备的磨料的强度可达260MPa。
实施例3
(1)按照下述比例分别称取磨料层原料混合：
55wt％聚晶金刚石或天然金刚石磨料、10wt％立方氮化硼或聚晶立方氮化硼磨料、12wt％碳化硅磨料、7wt％镍铬合金粉、5wt％碳化硼磨料、2wt％石墨粉、3wt％氧化钾、3wt％氧化锌、2wt％碳酸氢钠粉、1wt％氧化铁。
所述镍铬合金粉中铬的含量为40wt％。
本发明实施例中，所用的聚晶金刚石或天然金刚石磨料的粒度为200～400nm；立方氮化硼或聚晶立方氮化硼磨料的粒度为100～250nm；
(2)将步骤(1)称取的原料进行混合并球磨，球磨条件如下：
球磨速度为1000r/min，正反转交替球磨5小时；
(3)将步骤(2)称取的混合物填充入石墨模具中：
将磨料粉填充入正四面体的石墨模具中，以溢满方式填充，并去除上表面多余的粉体；所述墨模具的尺寸可以根据需要制定为多种规格，在本实施例中，正四面体的粒度按照其外接球直径计，为120μm；本领域技术人员也可以根据实际的磨料粒度要求，在不脱离本发明所示技术方案的情况下，进行适当调整。
(4)烧结后冷却：
将步骤(3)称取的混合物进行烧结，烧结温度为950℃，调节压力为15Mpa，保温时间25min，最后随炉冷却。
具体的，在优选的技术方案中，所述烧结的温度是以5℃/min的速率升温。
经过标准检测方法测试，本发明所述方法制备的磨料的强度可达290MPa。

Claims (7)

1.一种新型的复合耐磨磨料层，其特征在于：其具体的制备方法如下：
(1)按照下述比例分别称取磨料层原料混合：
40～70wt％聚晶金刚石或天然金刚石磨料、10～15wt％立方氮化硼或聚晶立方氮化硼磨料、10～15wt％碳化硅磨料、0～15wt％镍铬合金粉、3～8wt％碳化硼磨料、1～5wt％石墨粉、3～8wt％氧化钾、3～8wt％氧化锌、1～5wt％碳酸氢钠粉、1～5wt％氧化铁。
所述镍铬合金粉中铬的含量为40wt％；
(2)将步骤(1)称取的原料进行混合并球磨，球磨条件如下：
球磨速度为500～1000r/min，正反转交替球磨2～5小时；
(3)：烧结后冷却：
将步骤(2)称取的混合物磨料粉填充入正四面体的石墨模具中，进行烧结，烧结温度为700-950℃，调节压力为10-25Mpa，保温时间10-25min，最后随炉冷却。
2.根据权利要求1所述的新型的复合耐磨磨料层，其特征在于：所用的聚晶金刚石或天然金刚石磨料的粒度为200～400nm；立方氮化硼或聚晶立方氮化硼磨料的粒度为100～250nm。
3.根据权利要求1所述的新型的复合耐磨磨料层，其特征在于：所用的球磨速度为1000r/min，正反转交替球磨5小时。
4.根据权利要求1所述的新型的复合耐磨磨料层，其特征在于：所述的将磨料粉填充入正四面体的石墨模具中，以溢满方式填充，并去除上表面多余的粉体。
5.根据权利要求1所述的新型的复合耐磨磨料层，其特征在于：所述的正四面体的粒度按照其外接球直径计为20～200μm。
6.根据权利要求5所述的新型的复合耐磨磨料层，其特征在于：所述的正四面体的粒度按照其外接球直径计为150～200μm。
7.根据权利要求1所述的新型的复合耐磨磨料层，其特征在于：所述烧结的温度是以5～8℃/min的速率升温。
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