以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具及其制備方法
【專利摘要】一種以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，包括有機(jī)粘結(jié)劑、填料、潤滑劑和超硬材料磨粒；其重量份數(shù)為：有機(jī)粘結(jié)劑20-40份，填料1-20份，潤滑劑0.1-5份，超硬材料磨粒20-50份；其特征是：還包括硫酸鈣晶須，重量份數(shù)為5-30份。本發(fā)明通過添加硫酸鈣晶須增韌高分子樹脂基復(fù)合材料為結(jié)合劑，用于進(jìn)行增韌補(bǔ)強(qiáng)，主要應(yīng)用于陶瓷磨削加工工具。制備過程為：混料-冷壓-熱壓-二次固化-出刃-加工-包裝，與現(xiàn)有結(jié)合劑制備的磨具相比，使用該結(jié)合劑制備的磨具，可保持適中的切削力并把使用周期延長至134％，抗彎強(qiáng)度及彎曲彈性模量亦均有不同程度的提高。其具有結(jié)構(gòu)簡單合理、性能可靠、耐熱性好、耐用的特點(diǎn)。
【專利說明】以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，特別涉及一種應(yīng)用于陶瓷磨削加工的以硫酸鈣晶須增韌高分子樹脂基復(fù)合材料為結(jié)合劑的超硬材料磨具及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的磨具制備技術(shù)中，以P1、PF樹脂及其改性材料作為結(jié)合劑在超硬材料磨削加工工具中有著廣泛的應(yīng)用，從國內(nèi)外研宄及應(yīng)用情況分析，目前的超硬材料樹脂結(jié)合劑存在一些亟待解決的問題:一是材料的磨削損耗性能。即在一定溫度、壓力條件下，材料與加工對象進(jìn)行接觸磨削的損耗情況，受材料中各組分的配比、分布、幾何形狀、結(jié)合狀態(tài)、工藝過程和使用情況的影響。一般認(rèn)為在低溫時，主要存在磨料磨損，高溫時主要表現(xiàn)為熱疲勞磨損和熱氧化磨損。二是由于常規(guī)樹脂基復(fù)合材料的耐熱性能和導(dǎo)熱性能較低，因此目前主要是通過在復(fù)合材料中添加高導(dǎo)熱材料來提高其耐熱性能。
[0003]中國專利文獻(xiàn)號CN102794713A于2012年11月28日公開了一種固結(jié)磨具，其包含:1)磨粒摻合物，該摻合物包含:i)由第一粘結(jié)材料保持的絲形溶膠-凝膠氧化鋁磨粒的團(tuán)聚體，所述絲形溶膠-凝膠氧化鋁磨粒的長度-橫截面寬度的長寬比至少為2: l;ii)團(tuán)聚的粗磨粒，其包含許多通過第二粘結(jié)材料保持三維形狀的磨粒，所述磨粒的長度-橫截面寬度的長寬比為1.0 ;2)結(jié)合劑；和3) 35-80體積％的孔隙率。該固結(jié)磨具存在上述問題，因此，需要做進(jìn)一步改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、性能可靠、耐熱性好、耐用的以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。
[0005]按此目的設(shè)計的一種以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，包括有機(jī)粘結(jié)劑、填料、潤滑劑和超硬材料磨粒；其重量份數(shù)為:有機(jī)粘結(jié)劑20-40份，填料1-20份，潤滑劑
0.1-5份，超硬材料磨粒20-50份；其特征是:還包括硫酸鈣晶須，重量份數(shù)為5-30份，用于進(jìn)行增韌補(bǔ)強(qiáng)。此外，所述有機(jī)粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂、熱固性酚醛樹脂或聚酰亞胺樹脂。所述填料為合金粉、氧化鋁、氧化鋅或冰晶石中的一種或幾種組合。所述潤滑劑為聚四氟乙烯、石墨、二硫化鉬或云母中的一種或幾種組合。所述超硬材料磨料為金剛石和/或立方碳化娃。
[0006]本發(fā)明以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具的制備方法，包括以下步驟:
[0007](一)混料:根據(jù)權(quán)利要求1配比稱量，混合后過80目篩網(wǎng)一次，在混料機(jī)內(nèi)混合lOmin，再過80目篩網(wǎng)一次；
[0008](二)冷壓:將步驟(一)所得混合料按一定量倒入模具后，將基體與粉料用冷壓塊壓緊，組裝好模具；
[0009](三)熱壓:溫度區(qū)間150°C_250°C，在熱壓機(jī)上壓制10min_2h后，分離模具；
[0010](四)二次固化:將步驟(三)所得半成品放入烘箱內(nèi)進(jìn)行二次固化，溫度區(qū)間室溫-250°C，時間約12h ；
[0011](五)出刃:用砂輪對表面進(jìn)行初磨削，使超硬材料磨粒呈半裸露狀態(tài)；
[0012](六)加工:根據(jù)實(shí)際需要加工，如加鉆固定螺孔。
[0013]本發(fā)明通過添加硫酸鈣晶須增韌高分子樹脂基復(fù)合材料為結(jié)合劑，重量份數(shù)為30-50份，使磨具具有較高的抗彎強(qiáng)度和彎曲彈性模量，主要應(yīng)用于陶瓷磨削加工工具，保持了適中的切削力并有效把使用周期延長至134%。其具有結(jié)構(gòu)簡單合理、性能可靠、耐熱性好、耐用的特點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0015]第一實(shí)施例
[0016]本發(fā)明是以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，包括有機(jī)粘結(jié)劑、填料、潤滑劑和超硬材料磨粒；其重量份數(shù)為:有機(jī)粘結(jié)劑為25份的聚酰亞胺樹脂，填料為4份的氧化鋁和10份的氧化鋅，潤滑劑為I份的石墨，超硬材料磨粒為20份的金剛石180#和15份的碳化硅400# ;此外，添加有硫酸鈣晶須，具體為硫酸鈣晶須增韌高分子樹脂基復(fù)合材料，其重量份數(shù)為15-25份，對磨具進(jìn)行增韌補(bǔ)強(qiáng)。
[0017]本發(fā)明是以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具的制備方法，包括以下步驟:
[0018](一)混料:根據(jù)權(quán)利要求1配比稱量，混合后過80目篩網(wǎng)一次，在混料機(jī)內(nèi)混合lOmin，再過80目篩網(wǎng)一次；
[0019](二)冷壓:將步驟(一)所得混合料按一定量倒入模具后，將基體與粉料用冷壓塊壓緊，組裝好模具；
[0020](三)熱壓:溫度為230°C，在熱壓機(jī)上壓制Ih后，分離模具；
[0021](四)二次固化:將步驟(三)所得半成品放入烘箱內(nèi)進(jìn)行二次固化，溫度為1500C，保溫4h ;溫度為200°C，保溫2h ;溫度為230°C，保溫6h ;在自然冷卻；
[0022](五)出刃:用砂輪對表面進(jìn)行初磨削，使超硬材料磨粒呈半裸露狀態(tài)；
[0023](六)加工:根據(jù)實(shí)際需要加工，如加鉆固定螺孔。
[0024]第二實(shí)施例
[0025]本發(fā)明是以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，其不同于第一實(shí)施例之處在于:有機(jī)粘結(jié)劑為35份的酚醛樹脂，填料為4份的氧化鋁和10份的氧化鋅，潤滑劑為I份的聚四氟乙烯，超硬材料磨粒為20份的金剛石240#和25份的碳化硅1000# ;此外，添加有硫酸鈣晶須，具體為硫酸鈣晶須增韌高分子樹脂基復(fù)合材料，其重量份數(shù)為5-20份。
[0026]制備方法包括以下步驟:
[0027](一)混料:根據(jù)權(quán)利要求1配比稱量，混合后過80目篩網(wǎng)一次，在混料機(jī)內(nèi)混合lOmin，再過80目篩網(wǎng)一次；
[0028](二)冷壓:將步驟(一)所得混合料按一定量倒入模具后，將基體與粉料用冷壓塊壓緊，組裝好模具；
[0029](三)熱壓:溫度為180°C，在熱壓機(jī)上壓制20min后，分尚模具；
[0030](四)二次固化:將步驟(三)所得半成品放入烘箱內(nèi)進(jìn)行二次固化，溫度為室溫，保溫時間為12h ；
[0031](五)出刃:用砂輪對表面進(jìn)行初磨削，使超硬材料磨粒呈半裸露狀態(tài)；
[0032](六)加工:根據(jù)實(shí)際需要加工，如加鉆固定螺孔。
[0033]其他未述部分同第一實(shí)施例，這里不再分析說明。
[0034]上述為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對其簡單的變型或改造，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，包括有機(jī)粘結(jié)劑、填料、潤滑劑和超硬材料磨粒；其重量份數(shù)為:有機(jī)粘結(jié)劑20-40份，填料1-20份，潤滑劑0.1-5份，超硬材料磨粒20-50份；其特征是:還包括硫酸鈣晶須。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，其特征在于:所述硫酸鈣晶須具體為硫酸鈣晶須增韌高分子樹脂基復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，其特征在于:所述硫酸鈣晶須重量份數(shù)為5-30份，用于進(jìn)行增韌補(bǔ)強(qiáng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，其特征在于:所述有機(jī)粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂、熱固性酚醛樹脂或聚酰亞胺樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，其特征在于:所述填料為合金粉、氧化鋁、氧化鋅或冰晶石中的一種或幾種組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，其特征在于:所述潤滑劑為聚四氟乙烯、石墨、二硫化鉬或云母中的一種或幾種組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，其特征在于:所述超硬材料磨粒為金剛石和/或立方碳化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，其特征在于:硫酸鈣晶須重量份數(shù)為15-25份。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具，其特征在于:硫酸鈣晶須重量份數(shù)為5-20份。
10.如權(quán)利要求1所述的以硫酸鈣晶須為結(jié)合劑的超硬材料磨具的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (一)混料:根據(jù)權(quán)利要求1配比稱量，混合后過80目篩網(wǎng)一次，在混料機(jī)內(nèi)混合lOmin，再過80目篩網(wǎng)一次； (二)冷壓:將步驟(一)所得混合料按一定量倒入模具后，將基體與粉料用冷壓塊壓緊，組裝好模具； (三)熱壓:溫度區(qū)間150°C_250°C，在熱壓機(jī)上壓制10min-2h后，分離模具； (四)二次固化:將步驟(三)所得半成品放入烘箱內(nèi)進(jìn)行二次固化，溫度區(qū)間室溫-250°C，時間約12h ； (五)出刃:用砂輪對表面進(jìn)行初磨削，使超硬材料磨粒呈半裸露狀態(tài)； (六)加工:根據(jù)實(shí)際需要加工，如加鉆固定螺孔。
【文檔編號】B24D3/34GK104493731SQ201410804551
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】王林, 周華, 羅浩川, 歐春林 申請人:廣東奔朗新材料股份有限公司