本發(fā)明涉及磨具的生產(chǎn)制備領(lǐng)域，具體地，涉及金屬基金剛石砂輪及其制備方法。

背景技術(shù)：

在精密制造和精細(xì)加工領(lǐng)域，金屬基金剛石砂輪是一種常用的精密砂輪，其磨削性能受磨具內(nèi)部的磨料-金剛石顆粒分散的均勻程度的制約。而現(xiàn)有技術(shù)中金屬基金剛石砂輪制造過(guò)程中通常是將金剛石或者立方氮化硼和金屬粘合劑顆?；旌显谝黄?，然后裝膜、熱壓成型。而由于金剛石顆粒和金屬結(jié)合劑顆粒粒度和密度相差較大，混合過(guò)程中很容易發(fā)生偏析，導(dǎo)致金剛石顆粒在金屬基金剛石砂輪中不能均勻分散，嚴(yán)重影響了金屬基金剛石砂輪的磨削性能。

因此，提供一種能使金剛石顆粒均勻分散，提高砂輪的磨削等使用性能的金屬基金剛石砂輪及其制備方法是本發(fā)明亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中金剛石顆粒和金屬結(jié)合劑顆粒粒度和密度相差較大，混合過(guò)程中很容易發(fā)生偏析，導(dǎo)致金剛石顆粒在金屬基金剛石砂輪中不能均勻分散，嚴(yán)重影響了金屬基金剛石砂輪的磨削性能的問(wèn)題，從而提供一種能使金剛石顆粒均勻分散，提高砂輪的磨削等使用性能的金屬基金剛石砂輪及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種金屬基金剛石砂輪的制備方法，其中，所述制備方法包括：

1)原料的預(yù)混：將金剛石類材料和金屬材料進(jìn)行混合，制得預(yù)混料；

2)磨料包覆：將步驟1)中制得的預(yù)混料進(jìn)行微納米顆粒整形包覆，制得復(fù)合顆粒；

3)成型燒結(jié)：將步驟2)中制得的復(fù)合顆粒進(jìn)行壓制后，進(jìn)行燒結(jié)，制得金屬基金剛石砂輪。

本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述所述的制備方法制得的金屬基金剛石砂輪。

通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)將金剛石類材料和金屬材料混合后進(jìn)行微納米顆粒整形包覆操作，進(jìn)而進(jìn)行壓制和燒結(jié)，使得金剛石類材料能夠均勻地分散在制得的金屬基金剛石砂輪內(nèi)部，從而提高了制得的金屬基金剛石砂輪的磨削效率和使用壽命，同時(shí)，采用這種制備方法能大大縮短混料時(shí)間，降低整體的生產(chǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明提供的一種微納米顆粒整形包覆設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的一種復(fù)合顆粒的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1-核2-殼

3-入料口4-出料口

5-循環(huán)通道6-轉(zhuǎn)子葉片。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來(lái)說(shuō)，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開(kāi)。

本發(fā)明提供了一種金屬基金剛石砂輪的制備方法，其中，所述制備方法包括：

1)原料的預(yù)混：將金剛石類材料和金屬材料進(jìn)行混合，制得預(yù)混料；

2)磨料包覆：將步驟1)中制得的預(yù)混料進(jìn)行微納米顆粒整形包覆，制得復(fù)合顆粒；

3)成型燒結(jié)：將步驟2)中制得的復(fù)合顆粒進(jìn)行壓制后，進(jìn)行燒結(jié)，制得金屬基金剛石砂輪。

上述設(shè)計(jì)通過(guò)將金剛石類材料和金屬材料混合后進(jìn)行微納米顆粒整形包覆操作，進(jìn)而進(jìn)行壓制和燒結(jié)，使得金剛石類材料能夠均勻地分散在制得的金屬基金剛石砂輪內(nèi)部，從而提高了制得的金屬基金剛石砂輪的磨削效率和使用壽命，同時(shí)，采用這種制備方法能大大縮短混料時(shí)間，降低整體的生產(chǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

當(dāng)然，這里的各原料的用量可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，以所述預(yù)混料的總重量為基準(zhǔn)，所述金剛石類材料的用量不大于30重量％，余量為金屬材料。

步驟1)中的混合過(guò)程可以按照本領(lǐng)域常規(guī)采用的方式進(jìn)行操作，例如，可以為置于混料機(jī)中進(jìn)行混合，在一種更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高混合后的預(yù)混料的混合效果，步驟1)中混合過(guò)程的混合速率可以選擇為1200-1700r/min，混合時(shí)間可以選擇為5-30min。當(dāng)然，這里的混料機(jī)可以為任意合適的類型，例如，可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的v型混料機(jī)和高速攪拌型混料機(jī)。當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，在此不多作贅述。

當(dāng)然，這里的金剛石類材料可以選自本領(lǐng)域常規(guī)使用的類型，例如，一種更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述金剛石類材料可以為選自純金剛石粉、鍍鎳金剛石粉和立方氮化硼粉中的一種或多種。

進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的金屬基金剛石砂輪的磨削性能，所述金剛石類材料可以進(jìn)一步選擇為金剛石類粉末，且所述金剛石類粉末的粒度為325-10000目。

進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述金屬材料可以進(jìn)一步選自銅粉、鐵粉、鋅粉和錫粉中的一種或多種。

更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述金屬材料可以選擇為金屬粉，且所述金屬粉的粒度為200-2500目。

步驟2)中的微納米顆粒整形包覆過(guò)程可以按照本領(lǐng)域常規(guī)方式進(jìn)行，例如，步驟2)為將制得的預(yù)混料置于微納米顆粒整形包覆設(shè)備中進(jìn)行處理，制得具有“核1-殼2”結(jié)構(gòu)的球形或近球形的復(fù)合顆粒。當(dāng)然，這里的微納米顆粒整形包覆設(shè)備可以為本領(lǐng)域使用的任意合適的類型，例如，該微納米顆粒整形包覆設(shè)備可以為如圖1所示的微納米顆粒整形包覆設(shè)備，圖中箭頭方向即為預(yù)混料的流向，即從入料口3進(jìn)料，而后經(jīng)循環(huán)通道5循環(huán)至置有轉(zhuǎn)子葉片6的腔體中進(jìn)行微納米顆粒整形包覆，而后再通過(guò)出料口4進(jìn)行排料，當(dāng)然，市售的微納米顆粒整形包覆設(shè)備均可使用，本發(fā)明并不局限于圖1所示的微納米顆粒整形包覆設(shè)備的結(jié)構(gòu)。這里的復(fù)合顆粒的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中，核1由金屬材料構(gòu)成，殼2由金剛石類材料構(gòu)成。

進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟2)中處理過(guò)程中微納米顆粒整形包覆設(shè)備的轉(zhuǎn)速為2000-8000r/min，置于微納米顆粒整形包覆設(shè)備中處理的時(shí)間為5-30min，處理后排料時(shí)間為2-5min。

當(dāng)然，根據(jù)設(shè)備的大小和原料用量等因素，每次置于微納米顆粒整形包覆設(shè)備中的預(yù)混料的用量可以根據(jù)實(shí)際進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，步驟3)中預(yù)混料的用量為0.5-5kg。當(dāng)然，這里每次的用量是指每次置于設(shè)備中的用量，不同的設(shè)備可以進(jìn)行用量的不同選擇，本發(fā)明并不局限于此。

進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟3)中可以為將制得的復(fù)合顆粒置于模具中壓制后，進(jìn)行燒結(jié)，制得金屬基金剛石砂輪。當(dāng)然，這里的壓制和硬化過(guò)程為按照本領(lǐng)域常規(guī)方式進(jìn)行操作，例如，這里的壓制可以為對(duì)置于模具內(nèi)的復(fù)合顆粒予以一定的壓力(例如，1-15mpa)進(jìn)行壓制成型，同樣地，燒結(jié)也可以為置于一定溫度(例如，500-1200℃)的條件下進(jìn)行燒結(jié)。這里的壓制和燒結(jié)均為本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解和使用的手段，在此不多作贅述。

進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的金屬基金剛石砂輪的磨削等使用性能，步驟1)中還可以包括加入助劑進(jìn)行混合。

當(dāng)然，這里的助劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的類型，例如，一種更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述助劑可以選自分散劑、研磨劑和拋光劑中的一種或多種。這里的助劑的種類和用量的選擇可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，例如，分散劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的金剛石用分散劑5040等，其他類型的分散劑也可以進(jìn)行使用，在此不多作贅述。

本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述所述的制備方法制得的金屬基金剛石砂輪。

以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

首先將300g的2000目的金剛石粉、60g的分散劑、1800g400目的銅粉和300g400目的錫粉用高速混合機(jī)在1480r/min下預(yù)混5min，制得預(yù)混料；然后將2000g預(yù)混料投入微納米顆粒整形包覆設(shè)備中，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下處理(即反應(yīng))10min，排料3min，制得復(fù)合顆粒。最后，將復(fù)合顆粒成型燒結(jié)，制得金剛石類顆粒均勻分散的金屬基金剛石砂輪a1。

實(shí)施例2

首先將300g的2000目鍍鎳金剛石粉、60g的分散劑、1800g400目的銅粉和300g400目的鋅粉用高速混合機(jī)在1480r/min下預(yù)混5min，制得預(yù)混料；然后2000g預(yù)混料投入微納米顆粒整形包覆設(shè)備中，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下處理10min，排料3min，制得復(fù)合顆粒。最后，將復(fù)合顆粒成型燒結(jié)，制得金剛石類顆粒均勻分散的金屬基金剛石砂輪a2。

實(shí)施例3

首先將300g的2000目立方氮化硅粉、60g的分散劑、1800g400目的銅粉、150g400目的鋅粉和150g400目的錫粉用高速混合機(jī)在1480r/min下預(yù)混5min，制得預(yù)混料；然后將2000g預(yù)混料投入微納米顆粒整形包覆設(shè)備中，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下處理10min，排料3min，制得復(fù)合顆粒。最后，將復(fù)合顆粒成型燒結(jié)，制得金剛石類顆粒均勻分散的金屬基金剛石砂輪a3。

實(shí)施例4

按照實(shí)施例1的制備方法進(jìn)行制備，不同的是，不加入分散劑，制得金剛石類顆粒均勻分散的金屬基金剛石砂輪a4。

實(shí)施例5

按照實(shí)施例2的制備方法進(jìn)行制備，不同的是，鍍鎳金剛石粉的用量為600g，制得金剛石類顆粒均勻分散的金屬基金剛石砂輪a5。

對(duì)比例1

按照實(shí)施例3的制備方法進(jìn)行制備，不同的是，將預(yù)混料直接進(jìn)行成型燒結(jié)，制得金屬基金剛石砂輪d1，其中，金剛石類顆粒分散不均勻。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。