一种陶瓷金属复合结合剂、利用其得到的金刚石修整滚轮及该滚轮的制备方法技术

一种陶瓷金属复合结合剂、利用其得到的金刚石修整滚轮及该滚轮的制备方法，属于砂轮修整技术领域，所述修整砂轮由下述重量百分比的原料组成：40‑70%陶瓷金属复合结合剂，10‑15%金刚石，15‑50%刚玉微粉；其中陶瓷金属复合结合剂的组成为：40~45wt%SiO2，1~5wt%GeO2，10~20wt%B2O3，3~5wt%Al2O3，5~8wt%ZnO，10~13wt%Li2O，1~5wt%Bi2O3，0.5~1.5wt%ZrO2，0.2~0.8wt%Y2O3，5~10wt%Cu，2~8wt%Bi，1~2wt%Sn。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷金属复合结合剂、利用其得到的金刚石修整滚轮及该滚轮的制备方法
本专利技术属于砂轮修整
，尤其涉及一种陶瓷金属复合结合剂、利用其得到的金刚石修整滚轮及该滚轮的制备方法。
技术介绍
金刚石修整滚轮具有下述优点：（1）生产效率高：修整砂轮与磨削工件或装卸工件同时进行，能迅速地把高精度复杂形面修整复印到砂轮外表面上；（2）使用寿命长：滚轮是采用人造和天然优质金刚石制造的，修整后的砂轮可长期保持工件尺寸精度的稳定性和较高的工件合格率，工件的互换性好，单件成本低。陶瓷CBN砂轮具有热化学稳定性好，磨削效率高，磨削精度好等优点，被广泛应用在黑色金属的磨削上。在使用过程中，由于磨削区域高温、粘附等作用，砂轮工作表面的磨粒会逐渐钝化；同时，砂轮工作表面的磨粒会因不均匀磨损而失去原有的几何形状；此外，由于高速磨削的磨屑非常细小，很容易堵塞砂轮工作表面空隙。为使CBN砂轮始终保持良好的磨削状态，在磨削过程中必须对砂轮进行修整。目前，用于修整陶瓷CBN砂轮的滚轮主要为电镀金刚石滚轮和烧结金刚石滚轮。但电镀金刚石滚轮只有一层金刚石，磨损较快，使用寿命有限；烧结金刚石滚轮中结合剂对金刚石把持力强，使用寿命长，但随着滚轮的磨损，金刚石磨粒或者CVD金刚石条不能重新出刃，滚轮钝化后修整的CBN砂轮锋利性也会降低，从而造成工件的烧伤和粗糙度超差的情况出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种陶瓷金属复合结合剂、利用其得到的金刚石修整滚轮及该滚轮的制备方法。基于上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种陶瓷金属结合剂，由下述原料组成：40~45wt%SiO2，1~5wt%GeO2，10~20wt%B2O3，3~5wt%Al2O3，5~8wt%ZnO，10~13wt%Li2O，1~5wt%Bi2O3，0.5~1.5wt%ZrO2，0.2~0.8wt%Y2O3，5~10wt%Cu，2~8wt%Bi，1~2wt%Sn。进一步地，所述陶瓷金属复合结合剂的组成为：43wt%SiO2，2wt%GeO2，15wt%B2O3，4wt%Al2O3，6wt%ZnO，11wt%Li2O，3wt%Bi2O3，1wt%ZrO2，0.5wt%Y2O3，8wt%Cu，5wt%Bi，1.5wt%Sn。一种陶瓷金属复合结合剂金刚石修整滚轮，由下述重量百分比的原料组成：40-70%陶瓷金属复合结合剂，10-15%金刚石，15-50%刚玉微粉。所述金刚石粒度为35/40-170/200。（本申请中金刚石粒度标识方法是按照《GB_T6406-2016_超硬磨料粒度检验》中对金刚石粒度标识及检验标准进行标识的）。进一步地，所述刚玉微粉指的是白刚玉、棕刚玉、单晶刚玉、微晶刚玉、锆刚玉当中的一种，粒度范围为W2.5-W40。所述的陶瓷金属复合结合剂金刚石修整滚轮的制备方法，其特征是，包括如下步骤：（1）将金刚石颗粒用液体石蜡进行喷雾润湿，使金刚石颗粒增重5-8%；（2）将陶瓷金属复合结合剂和刚玉微粉混合均匀，过80目筛网3~5遍；（3）将步骤（2）混好的料缓慢加入步骤（1）中，混合均匀；（4）将步骤（3）所得的混合料加入到石墨模具中，采用真空热压烧结，烧结曲线为：10-15℃/min的速度升温至500℃，加压10-20MPa，保温保压3-5min，15-20℃/min的速度升温至750-800℃，加压20-40MPa，保温保压10-20min；（6）冷却脱模后按图纸进行后加工即得陶瓷金属复合结合剂金刚石滚轮。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术中含有高含量的陶瓷金属复合结合剂，金刚石滚轮抗折强度可达180-220MPa，气孔率在10-20%之间，有效提升了滚轮的使用寿命。（2）本专利技术中添加一定量的刚玉微粉，一方面增强结合剂胎体的强度，另一方面可以减少滚轮中金刚石磨粒的氧化作用。（3）本专利技术通过在陶瓷结合剂中添加金属，有效降低了滚轮的烧结温度，提升了结合剂对金刚石的把持力，在保持高寿命的同时，具有持续锋利的优势，用其修整的陶瓷CBN砂轮具有磨削精度和耐用度高，使用寿命可提升30%以上。附图说明图1实施例1制备的陶瓷金属复合结合剂金刚石滚轮微观形貌图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不局限于此。实施例1一种陶瓷金属复合结合剂金刚石修整滚轮，由下述重量百分比的原料组成：40%陶瓷金属复合结合剂，10%金刚石，50%刚玉微粉；其中陶瓷金属复合结合剂的组成为：43wt%SiO2，2wt%GeO2，15wt%B2O3，4wt%Al2O3，6wt%ZnO，11wt%Li2O，3wt%Bi2O3，1wt%ZrO2，0.5wt%Y2O3，8wt%Cu，5wt%Bi，1.5wt%Sn。所述金刚石粒度为170/200。进一步地，所述刚玉微粉指的是白刚玉，粒度为W40。所述的陶瓷金属复合结合剂金刚石修整滚轮的制备方法，包括如下步骤：（1）将金刚石颗粒用液体石蜡进行喷雾润湿，使金刚石颗粒增重6%；（2）将陶瓷金属复合结合剂和刚玉微粉混合均匀，过80目筛网3遍；（3）将步骤（2）混好的料缓慢加入步骤（1）中，混合均匀；（4）将步骤（3）所得的混合料加入到石墨模具中，采用真空热压烧结；烧结曲线为：15℃/min的速度升温至500℃，加压15MPa，保温保压5min，20℃/min的速度升温至800℃，加压20MPa，保温保压10min。（5）冷却脱模后按图纸进行后加工即得陶瓷金属复合结合剂金刚石滚轮。上述制备的陶瓷金属复合结合剂金刚石修整滚轮显微结构如图1所示，气孔率20%，气孔大小一致，分布均匀，滚轮抗折强度可达180MPa。制备成直径109mm，金刚石层厚度1.5mm的滚轮，用于修整直径4mm的陶瓷CBN内圆磨砂轮，耐用度较金属烧结滚轮修整后提升60%，砂轮寿命可达2650件以上。实施例2一种陶瓷金属复合结合剂金刚石修整滚轮，由下述重量百分比的原料组成：70%陶瓷金属复合结合剂，15%金刚石，15%刚玉微粉；其中陶瓷金属复合结合剂的组成为：43wt%SiO2，2wt%GeO2，15wt%B2O3，4wt%Al2O3，6wt%ZnO，11wt%Li2O，3wt%Bi2O3，1wt%ZrO2，0.5wt%Y2O3，8wt%Cu，5wt%Bi，1.5wt%Sn。所述金刚石粒度为35/40。进一步地，所述刚玉微粉指的是棕刚玉，粒度为W2.5。所述的陶瓷金属复合结合剂金刚石修整滚轮的制备方法，包括如下步骤：（1）将金刚石颗粒用液体石蜡进行喷雾润湿，使金刚石颗粒增重8%；（2）将陶瓷金属复合结合剂和刚玉微粉混合均匀，过80目筛网4遍；（3）将步骤（2）混好的料缓慢加入步骤（1）中，混合均匀；（4）将步骤3所得的混合料加入到石墨模具中，采用真空热压烧结；烧结曲线为：10℃/min的速度升温至500℃，加压20MPa，保温保压5min，15℃/min的速度升温至750℃，加压40MPa，保温保压20min；（5）冷却脱模后按图纸进行后加工即得陶瓷金属复合结合剂金刚石滚轮。上述制备的陶瓷结合剂金刚石修整滚轮气孔率10%，气孔大小一致，分布均匀，滚轮抗折强度可达220MPa。制备成直径200mm，金刚石层厚度2mm的滚轮，用于修整直径450mm的陶瓷CBN外圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷金属结合剂，其特征是，由下述原料组成：40~45wt%SiO2，1~5wt% GeO2，10~20wt%B2O3，3~5wt%Al2O3，5~8wt%ZnO，10~13wt%Li2O，1~5wt%Bi2O3，0.5~1.5wt%ZrO2，0.2~0.8wt%Y2O3，5~10wt%Cu，2~8wt%Bi，1~2wt%Sn。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷金属结合剂，其特征是，由下述原料组成：40~45wt%SiO2，1~5wt%GeO2，10~20wt%B2O3，3~5wt%Al2O3，5~8wt%ZnO，10~13wt%Li2O，1~5wt%Bi2O3，0.5~1.5wt%ZrO2，0.2~0.8wt%Y2O3，5~10wt%Cu，2~8wt%Bi，1~2wt%Sn。2.根据权利要求1所述陶瓷金属结合剂，其特征是，由下述原料组成：43wt%SiO2，2wt%GeO2，15wt%B2O3，4wt%Al2O3，6wt%ZnO，11wt%Li2O，3wt%Bi2O3，1wt%ZrO2，0.5wt%Y2O3，8wt%Cu，5wt%Bi，1.5wt%Sn。3.利用权利要求1或2的陶瓷金属结合剂得到的陶瓷金属复合结合剂金刚石修整滚轮，其特征是，由下述重量百分比的原料组成：40-70%陶瓷金属复合结合剂，10-15%金刚石，15-50%刚玉微粉。4.根据权利要求3所述陶瓷金属复合结合剂金刚石修整滚轮，其特征是，所述金刚石粒度为35/4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志起，闫宁，杨威，刘宾，李鹤南，鲁涛，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41