高速高效金剛石磨輪及其制備方法和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磨料磨具磨削技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高速高效金剛石磨輪及其制 備方法和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，我國(guó)玻璃深加工企業(yè)發(fā)展很快，數(shù)量不斷增加，規(guī)模越來(lái)越大，玻璃磨邊 倒角機(jī)作為玻璃深加工業(yè)必須的專用設(shè)備，其市場(chǎng)需求也將越來(lái)越多。然而，到目前為止， 國(guó)內(nèi)玻璃磨邊設(shè)備還不很成熟，大多只適合單件加工，而不能應(yīng)用于批量生產(chǎn)線。大型玻璃 深加工企業(yè)必須采用自動(dòng)化程度高的智能玻璃磨邊機(jī)。
[0003] 傳統(tǒng)的玻璃磨邊機(jī)安裝金剛石磨輪的電機(jī)分布在機(jī)器的兩邊，而且是固定不動(dòng) 的，使用金剛石磨輪的端面進(jìn)行玻璃的磨削倒角，一個(gè)電機(jī)上只能安裝一個(gè)金剛石磨輪，該 磨輪只能磨削玻璃一條邊的一個(gè)角。一塊矩形玻璃有四條邊八個(gè)角，而且每塊玻璃的角都 需要粗磨、精磨。這樣一個(gè)玻璃磨邊機(jī)上每個(gè)邊都需要安裝兩個(gè)粗磨和兩個(gè)精磨金剛石磨 輪，兩個(gè)邊共需四個(gè)粗磨和四個(gè)精磨金剛石磨輪。而且一次只能磨削倒角一個(gè)矩形玻璃的 兩個(gè)邊。因此，加工效率較低。
[0004]傳統(tǒng)的玻璃磨邊倒角機(jī)按磨頭數(shù)分，有三、五、八、九、十、十三、十四磨頭等數(shù)種機(jī) 型，而這些設(shè)備只能一個(gè)電機(jī)主軸安裝一個(gè)磨輪，玻璃的兩邊直角分兩次倒角完成，粗磨、 精磨、拋光分多道工序，電機(jī)轉(zhuǎn)速低，玻璃走速慢，從而導(dǎo)致加工工序復(fù)雜、效率較低和加工 玻璃的質(zhì)量較差。
[0005] 金剛石磨輪的性能主要取決于金剛石磨料及結(jié)合劑的組成形式，而金剛石磨輪的 設(shè)計(jì)依據(jù)是磨削加工方式及被加工工件的材質(zhì)和加工質(zhì)量的要求來(lái)設(shè)定，只有在金剛石磨 輪性能與磨削加工方式與加工材質(zhì)相適應(yīng)的條件下，才能取得比較理想的效果。傳統(tǒng)的玻 璃磨邊倒角機(jī)因電機(jī)主軸轉(zhuǎn)速低，加工玻璃走速慢，而且玻璃的每一個(gè)工序都是分開(kāi)的，所 以對(duì)金剛石磨輪要求較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:為了克服傳統(tǒng)玻璃磨邊倒角機(jī)在加工玻璃過(guò)程中工 序復(fù)雜和效率較低等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種新的高速高效金剛石磨輪及其制備方法和使用 方法。利用本發(fā)明技術(shù)方案制備的金剛石磨輪具有性能穩(wěn)定、磨削鋒利、成本低等特點(diǎn)；改 變了傳統(tǒng)玻璃磨邊倒角地加工方式，大大地簡(jiǎn)化了玻璃加工工序，提高了玻璃加工效率和 質(zhì)量。
[0007] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案： 本發(fā)明提供一種高速高效金剛石磨輪，所述金剛石磨輪包括基體和工作層，以質(zhì)量百 分含量表示，所述工作層的原料組成為：金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合劑粉末75~93%和金剛石7~ 25%〇
[0008] 根據(jù)上述的高速高效金剛石磨輪，以重量百分含量表示，所述金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合 劑粉末是由預(yù)合金粉末65~80%和微晶玻璃陶瓷結(jié)合劑粉末20~35%制備而成； 以重量百分含量表示，所述預(yù)合金粉末的原料組成為Cu 50~80%、Zn 5~25%、A1 5~ 20%、Ti 0.5~2%、Cr 1~5%、Si 2~8%和Mo 0~3%; 以重量百分含量表示，所述微晶玻璃陶瓷粉末的原料組成為L(zhǎng)i20 2~5%、Na20 10~ 20%、B2〇3 15~30%、Ah〇3 5~20%、Si〇2 40~60%、Ba0 2~8%、MgO 2~10%、Cu0 1 ~3%和Ti〇2 2 ~8%〇
[0009] 根據(jù)上述的高速高效金剛石磨輪，所述金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合劑粉末是通過(guò)以下方法 制備而成： a、 首先按照上述預(yù)合金粉末的原料組成比例稱取各種原料，將稱取的各種原料機(jī)械混 合均勾，得到金屬混合料； b、 將步驟a所得金屬混合料加入中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，在溫度為1600±20°C的條件 下熔煉成合金液，將所得合金液采用常規(guī)高壓水霧化法（即將熔煉所得合金液倒入中間漏 包，合金液通過(guò)中間漏包底的陶瓷漏眼流入霧化裝置，以惰性氣體氬氣為保護(hù)氣體，以水壓 50MPa的水流對(duì)液態(tài)金屬液流進(jìn)行噴射霧化、冷卻，使其成為預(yù)合金粉末，經(jīng)過(guò)干燥、還原、 破碎及篩分)制備成40~50μπι的預(yù)合金粉末； c、 按照上述微晶玻璃陶瓷粉末的原料組成比例稱取各種原料，將稱取的各種原料機(jī)械 混合均勻，得到混合料； d、 將步驟c所得混合料加入高溫熔塊爐中進(jìn)行熔煉，在溫度為1250±50°C的條件下熔 煉成液體，保溫2個(gè)小時(shí);將所得液體依次采用常規(guī)霧化裝置和水淬制備成10~20μπι的微晶 玻璃陶瓷結(jié)合劑粉末（即將熔煉所得液體流入霧化裝置，用水壓30MPa的水流對(duì)液態(tài)玻璃液 流進(jìn)行噴射霧化使之成為小液滴，小液滴落到裝滿冷水的收集桶中急冷成為微晶玻璃陶瓷 粉末，經(jīng)過(guò)干燥、破碎及篩分）； e、 將步驟b和d分別所得的預(yù)合金粉末和微晶陶瓷結(jié)合劑粉末按照上述的配料比例稱 取兩種原料，將稱取的兩種原料機(jī)械混合均勻，得到混合料； f、 將步驟e所得混合料加入通有氬氣的高溫?zé)Y(jié)爐中，加熱到1100 ± 20°C，微晶玻璃陶 瓷粉末完全融化為液體，通過(guò)攪拌使預(yù)合金粉末顆粒被融化得到的微晶玻璃陶瓷液完全包 裹;把微晶玻璃陶瓷液完全包裹的預(yù)合金粉末倒入裝滿冷水的收集桶中使之快速冷卻，經(jīng) 過(guò)干燥、破碎及篩分，制備成20~30μπι的金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合劑粉末。
[0010] 根據(jù)上述的高速高效金剛石磨輪，所述制備的金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合劑粉末中主要成 分的重量百分含量2 99.8%，顆粒形狀為近球形，粒度為20~30μηι。
[0011] 根據(jù)上述的高速高效金剛石磨輪，所述金剛石為鍍鈦金剛石，金剛石濃度為25~ 150%，所述金剛石的粒度為80~240目或240~600目。
[0012] -種上述高速高效金剛石磨輪的制備方法，所述制備方法包括以下步驟： a、 首先按照上述高速高效金剛石磨輪的原料配比比例稱取原料金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合劑 粉末和金剛石，將稱取的金剛石倒入容器中，并加入液體石蠟將金剛石充分潤(rùn)濕，然后加入 稱取的金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合劑粉末，將物料混合均勻，得到成型料； b、 將鋼基體使用丙酮清洗干凈，45#鋼模具均勻擦上一層脫模劑，然后將鋼基體和模具 組裝好； c、 將步驟a得到的成型料投入步驟b組裝好的模具中，刮平、壓制后卸模，得到金剛石磨 輪生坯體； d、 將步驟C所得金剛石磨輪生坯體置于通有氮?dú)獾母邷責(zé)Y(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)出爐 后得到金剛石磨輪半成品； e、 將步驟d所得金剛石磨輪半成品進(jìn)行加工磨削、修整，得到產(chǎn)品高速高效金剛石磨 輪。
[0013]根據(jù)上述的高速高效金剛石磨輪的制備方法，步驟a中液體石蠟與原料總量二者 加入量的比例為每kg金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合劑粉末和金剛石的總物料加入2~3mL液體石蠟。 [0014]根據(jù)上述的高速高效金剛石磨輪的制備方法，步驟b中所述脫模劑為800目二硫化 鉬粉和潤(rùn)滑油的混合物。
[0015] 根據(jù)上述的高速高效金剛石磨輪的制備方法，步驟d中所述燒結(jié)的具體過(guò)程為:首 先以5°C/min的速率由室溫升至300°C，在此溫度條件下保溫30min;然后以4°C/min的速率 由300°C升至400°C，在此溫度條件下保溫lOmin;然后以2°C/min的速率由400°C升至520°C， 在此溫度條件下保溫60min;最后在3~3.5小時(shí)由520°(3降至200°(3以下。
[0016] -種上述高速高效金剛石磨輪的使用方法，所述使用方法為： a、 全自動(dòng)玻璃磨邊機(jī)的磨輪分為兩條邊，一條為固定邊，另一邊為移動(dòng)邊； b、 步驟a所述的固定邊磨削矩形玻璃其中一條邊的上、下兩個(gè)棱角;移動(dòng)邊磨削矩形玻 璃另外三個(gè)邊的上、下兩棱角； c、 步驟b所述的固定邊和移動(dòng)邊均是由上、下兩個(gè)電機(jī)組成，每一個(gè)電機(jī)主軸上分別安 裝一組按照上述高速高效金剛石磨輪原料組成制備的磨輪，每組磨輪由一個(gè)按照上述高速 高效金剛石磨輪原料組成制成的粗磨輪和一個(gè)按照上述高速高效金剛石磨輪原料組成制 成的精磨輪構(gòu)成（按照上述高速高效金剛石磨輪原料組成制備磨輪過(guò)程中，當(dāng)采用的金剛 石粒度為80~240目時(shí)，制備出的磨輪為粗磨輪；當(dāng)采用的金剛石粒度為240~600目時(shí)，制 備出的磨輪為精磨輪），兩組金剛石磨輪交叉安裝； d、 步驟c中的上下兩個(gè)電機(jī)安裝的金剛石磨輪同時(shí)磨削矩形玻璃的上下兩個(gè)棱角，實(shí) 現(xiàn)了粗磨和精磨同時(shí)加工。
[0017] 本發(fā)明的積極有益效果： 1、本發(fā)明金剛石磨輪配料中采用了自主研制的高性能金屬陶瓷復(fù)合結(jié)合劑粉末，使用 該結(jié)合劑制作的金剛石磨輪具有的主要優(yōu)點(diǎn)有:a、同時(shí)具備金屬和陶瓷兩種材料的特點(diǎn)， 從而改善金屬結(jié)合劑超硬材料工具對(duì)磨粒的把持力過(guò)強(qiáng)、自銳性較差、排肩能力較差、不耐 腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性較差、不易修整等缺點(diǎn)；同時(shí)也改善了陶瓷結(jié)合劑超硬材料工具韌性較 差、強(qiáng)度有限、對(duì)高速磨削適應(yīng)性有限等缺點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使金剛石磨輪既保持了陶 瓷結(jié)合劑金剛石磨輪良好的鋒利性、自銳性好的特征，又具備金屬結(jié)合劑金剛石磨輪的高 剛性、好的形狀保持性的優(yōu)點(diǎn)。b、本發(fā)明金屬陶瓷結(jié)合劑粉末