本發(fā)明屬于金剛石工具領(lǐng)域，尤其是涉及到一種不含純銅粉的金剛石磨輪的制作方法。

背景技術(shù)：

金剛石磨輪是金剛石工具中的一種，金剛石磨輪通過冷壓—燒結(jié)方法制作，其結(jié)構(gòu)組成主要包括金屬基體和金剛石磨塊兩部分，基體是粘結(jié)磨塊的主要支撐部分，磨塊是使用過程中起磨削作用的部分。金剛石磨輪通常被裝在混凝土打磨機(jī)上來打磨如混凝土，花崗巖，大理石和其它的一些石材等。

目前，金剛石磨輪加工工藝一般包括金剛石磨塊原料配粉（原材料準(zhǔn)備）、原材料混合、冷壓生成生坯或半成品磨輪、熱壓燒結(jié)成品等工藝過程。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中，金剛石磨輪磨塊組成成分中，一般須加入大量的純銅粉作為結(jié)合劑。但是，磨塊加入過多的純銅粉后，不僅生產(chǎn)成本高，而且加入過多的純銅粉之后不僅磨輪的硬度降低，而且磨輪在燒結(jié)過程中會(huì)存在著較嚴(yán)重的收縮及變形。使用前必須進(jìn)行整形，這種整形往往比較困難，整形時(shí)，對(duì)磨輪本身的消耗大，整形精度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的金剛石磨輪成分上含有過多純銅粉導(dǎo)致磨輪制造成本高、硬度低、壽命短等問題而提供的一種制造成本降低、磨塊硬度增加、磨削效率大幅提高、使用壽命延長(zhǎng)的不含純銅粉的金剛石磨輪的制作方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：金屬石磨輪包括金屬基體和與金屬基體固定連接的金剛石磨塊，金剛石磨塊沿著金屬基體圓周等間距布設(shè)。所述金剛石磨塊是由濃度為100%、密度為4.4克拉/cm³的金剛石微粉和結(jié)合劑組成，金剛石微粉占磨塊原料體積比的22～28%；具體制作步驟如下：

（1）配粉混料：首先將金剛石微粉表面鍍鎳，然后與結(jié)合劑均勻地混合。采用細(xì)顆粒的金剛石微粉及各種金屬粉末的粒度數(shù)由原來的200目以下調(diào)整為700目及以上。

（2）裝模裝料：將金屬基體與混合后的金剛石微粉和結(jié)合劑一起裝填。為了讓金剛石磨塊和金屬基體的結(jié)合更加牢固，將原來采用普通的65mn的金屬基體材質(zhì)更換為高級(jí)65mn。首先將制作好帶齒的金屬基體清洗后裝入冷壓模中間，然后在其上倒入金剛石微粉和結(jié)合劑的混合物，裝上壓頭。

（3）冷壓成型：將裝填完畢的混合物及金屬基體一起冷壓成型，再將冷壓生坯脫模處理；壓制每個(gè)金剛石磨輪生坯的壓力，從每個(gè)原來的80噸左右提高到接近200噸。

（4）熱壓燒結(jié)：將冷壓后的金剛石磨輪生坯放入熱壓燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)處理，未加熱前，先通入氫氣數(shù)分鐘，加溫到300度以上，適當(dāng)加大氫氣的通氣量，逐漸加溫到500℃，保溫10分鐘，再?gòu)?00℃到升溫?zé)Y(jié)溫度850℃～880℃，從500℃到850℃過程中，每上升100℃，保溫8分鐘，呈梯度式上升，直至上升到正常燒結(jié)溫度保溫1.5小時(shí)，燒結(jié)完成，待爐內(nèi)溫度冷卻至200以下，關(guān)閉保護(hù)氣體，待溫度冷卻至70℃-80℃出爐，即得成品。

所述結(jié)合劑是主要由以下金屬粉末按重量百分比混合而成，其中：?jiǎn)钨|(zhì)鐵42～48%、青銅合金25～30%、鎳7～9%、錫9～10%、石墨1～2%、鈷1.8～2.5%、鋅2.2～3%、鉛1.2～1.5%、鉻1.2～1.5%、鋁1.2～1.5%等。

本發(fā)明的有益效果是：由于不再在金剛石磨塊組分中添加純銅粉，而是通過適當(dāng)提高鐵粉的比例，調(diào)整生產(chǎn)加工工藝，實(shí)現(xiàn)新型磨輪的生產(chǎn)，同時(shí)采用高級(jí)65mn為金屬基體，因此既不僅提高了磨塊的硬度、增強(qiáng)了耐磨性、磨削效率提高了30﹪，而且還大幅度減少了純銅含量，增加了鐵質(zhì)含量，降低了制造成本。又由于降低了金剛石顆粒及各種組分的粒度，在燒結(jié)過程中，縮短了燒結(jié)時(shí)間，節(jié)約了工時(shí)和能源。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量穩(wěn)定、使用方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)前景十分廣闊。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明主視圖；

圖2為本發(fā)明局部剖面俯視圖。

圖中：1為金屬基體，2為金剛石磨塊。

具體實(shí)施方式：

不含純銅粉的金剛石磨輪的制作方法，包括金屬基體和與金屬基體固定連接的金剛石磨塊，金剛石磨塊沿著金屬基體圓周等間距布設(shè)。所述金剛石磨塊是由濃度為100%、密度為4.4克拉/cm³的金剛石微粉和結(jié)合劑組成，金剛石微粉占磨料體積比的25%。具體制作步驟如下：

（1）配粉混料：首先將金剛石微粉表面鍍鎳，然后與結(jié)合劑均勻地混合。采用細(xì)顆粒的金剛石微粉及各種金屬粉末的粒度數(shù)由原來的200目以下調(diào)整為700目及以上。

（2）裝模裝料：將金屬基體與混合后的金剛石微粉和結(jié)合劑一起裝填。為了讓金剛石磨塊和金屬基體的結(jié)合更加牢固，將原來采用普通的65mn的金屬基體材質(zhì)更換為高級(jí)65mn。首先將制作好帶齒的金屬基體清洗后裝入冷壓模中間，然后在其上倒入金剛石微粉和結(jié)合劑的混合物，裝上壓頭。

（3）冷壓成型：將裝填完畢的混合物及金屬基體一起冷壓成型，再將冷壓生坯脫模處理；壓制每個(gè)金剛石磨輪生坯的壓力，從每個(gè)原來的80噸左右提高到接近200噸。

（4）熱壓燒結(jié)：將冷壓后的金剛石磨輪生坯放入熱壓燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)處理，未加熱前，先通入氫氣數(shù)分鐘，加溫到300度以上，適當(dāng)加大氫氣的通氣量，逐漸加溫到500℃，保溫10分鐘，再?gòu)?00℃到升溫?zé)Y(jié)溫度850℃～880℃，從500℃到850℃過程中，每上升100℃，保溫8分鐘，呈梯度式上升，直至上升到正常燒結(jié)溫度保溫1.5小時(shí)，燒結(jié)完成，待爐內(nèi)溫度冷卻至200以下，關(guān)閉保護(hù)氣體，待溫度冷卻至70℃-80℃出爐，即得成品。

所述結(jié)合劑是由以下金屬粉末按重量百分比混合而成，其中：?jiǎn)钨|(zhì)鐵45%、青銅合金27%、鎳8%、錫10%、石墨1.5%、鈷2.1%、鋅2.6%、鉛1.4%、鉻1.2%、鋁1.2%。

實(shí)施本發(fā)明時(shí)，加溫過程為逐漸加溫到500℃，保溫一段時(shí)間，再?gòu)?00℃到升溫?zé)Y(jié)溫度，再在燒結(jié)溫度進(jìn)行保溫，再進(jìn)行冷卻。

與傳統(tǒng)燒結(jié)方式不同的是：磨輪生坯的燒結(jié)溫度為850℃～880℃。在溫度上升期間，從500℃到850℃過程中，每上升100℃，須保溫10分鐘，呈梯度式上升，直至上升到正常燒結(jié)溫度。燒結(jié)保溫時(shí)間從傳統(tǒng)工藝要求的2.5小時(shí)左右縮短為1.5小時(shí)。

冷卻過程可以用較快的速度進(jìn)行，既能節(jié)省時(shí)間又能降低保護(hù)氣體的消耗。出爐溫度一般在70℃～80℃度出爐。

燒結(jié)溫度采用三區(qū)段不同溫度的加溫方式。溫度設(shè)定為下區(qū)770～800，中區(qū)830～850，上區(qū)870～900，中區(qū)的設(shè)定溫度為鋸片需要的燒結(jié)溫度，上區(qū)接近爐口，設(shè)定溫度略為高些。

為保證爐膽內(nèi)上下溫度均勻，加熱升溫緩慢，一般需要5～7小時(shí)。

燒結(jié)過程中須通入保護(hù)氣體，使燒結(jié)過程在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。未加熱前，先通入氫氣數(shù)分鐘，把爐膽內(nèi)的空氣趕出，然后才開始加熱。加溫到300度以上，適當(dāng)加大氫氣的通氣量，燒結(jié)完成，待爐內(nèi)溫度冷卻至200以下，關(guān)閉保護(hù)氣體。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種不含純銅粉的金剛石磨輪的制作方法，它解決了現(xiàn)有技術(shù)存在制造成本高、硬度低、壽命短等問題，其特征在于：所述金剛石磨塊是由濃度為100%、密度為4.4克拉/cm3的金剛石微粉和結(jié)合劑組成。金剛石微粉占磨料體積比的22～28%，所述結(jié)合劑是由以下金屬粉末按重量百分比混合而成，其中：?jiǎn)钨|(zhì)鐵42～48%、青銅合金25～30%、鎳7～9%、錫9～10%、石墨1～2%、鈷1.8～2.5%、鋅2.2～3%、鉛1.2～1.5%、鉻1.2～1.5%、鋁1.2～1.5%等。通過配粉混料、裝模裝料、冷壓成型、熱壓燒結(jié)等主要工藝制作而成。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量穩(wěn)定、使用方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)前景十分廣闊。

技術(shù)研發(fā)人員：張升;宋亞林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鄂州市金鋒超硬材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.17
技術(shù)公布日：2017.09.19