一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法及该大粒径金刚石磨具的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法，将金刚石颗粒表面处理和去除工艺分开进行，采用Sn‑Cr活性合金粉末中的Cr与金刚石颗粒表面的C反应生成碳化物的方式对金刚石颗粒进行表面处理，采用WC砂轮以低转速磨削具有所述碳化物的反应层的方式进行金刚石颗粒表面的微去除。本发明专利技术的金刚石颗粒的修整方式简单，操作方便，而且金刚石颗粒的热损伤小，金刚石颗粒修整后完整性好，金刚石颗粒去除量少。本发明专利技术还提供了该大粒径金刚石磨具的制造方法。

A micro removal method of the abrasive surface of the large-size diamond abrasive tool and the manufacturing method of the large-size diamond abrasive tool

【技术实现步骤摘要】
一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法及该大粒径金刚石磨具的制造方法
本专利技术涉及有金刚石磨具修整及制造领域，具体涉及的是一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法及该大粒径金刚石磨具的制造方法。
技术介绍
金刚石是自然界最硬的物质，并且具有很好的耐磨性和化学稳定性。广泛的应用在工业领域，可以制备用于各种加工场合的金刚石磨具。金刚石颗粒按照粒度大小分为：粗粒度金刚石(20/140)；细粒度金刚石(140/W40)和微粉金刚石(粒径范围：W40以细)。其中微粉金刚石主要用与研磨抛光领域，可以混合不同溶剂，作为抛光液使用。而大粒度的金刚石颗粒，主要用于制备固结金刚石磨具，根据不同的工具制备方法，包括烧结金刚石磨具，钎焊金刚石磨具和电镀金刚石磨具。金刚石磨具在使用之前以及使用一段时间之后，需要对工具进行修锐和整形，但是受限于金刚石极高的硬度，金刚石磨具修整工作还有很大的提升空间。目前主要的工具修整方法有：激光修整法、碳化物相变处理法、机械修整法、化学修整法以及复合修整法。激光修整法是利用金刚石在瞬时高温下产生石墨化相变并直接气化的修整方法；机械修整方法是对金刚石颗粒施加一定的压力并进行磨削，达到修整的目的。化学修整方法是利用金刚石磨具直接加工硬质合金，在转速和压力的共同作用下，金刚石中的C与合金中的Fe元素能够在较低的反应条件下生成铁碳化合物，通过去除铁碳化合物修整工具。但是上述的修整方法，都会对金刚石产生损伤，包括高温下的热损伤和高压力下的金刚石崩碎。因此，目前的修整工艺还面临以下待解决问题：首先是控制修整温度，激光修整温度在1500℃以上，会导致金刚石颗粒的热损伤和石墨化；其次是碳化物相变处理法，碳化物相变处理法是利用金刚石表面相变原理对金刚石进行修整，虽然温度在1100℃左右，较激光修正温度低些，石墨化少些，但碳化物相变伴随着动态修整过程发生，存在修整层的厚度无法控制的缺点，同时磨具的基体的也会在一定程度上产生晶粒粗化，脆性增加；其次是控制修整工艺的压力和转速参数，目前修整过程需要较大的压力和较高的转速，在这种条件下会导致大粒度金刚石的崩碎和断裂，需要预防该现象的发生。再次是控制修整金刚石颗粒的尺寸精度。目前的修整工艺是在大量去除金刚石颗粒本身的基础上实现的，虽然能实现较好的几何精度，但是也牺牲了金刚石颗粒的完整性，不利于后续的加工。并且对于大粒度的金刚石颗粒，虽然其粒径尺寸较大，但是实际需要修整的金刚石颗粒高度并不需要太多，而且对于粒径越小的金刚石颗粒，这种现象越明显。对于一些只需要进行微量去除的大粒径金刚石颗粒，其修整方法还不够完善。鉴于此，本案专利技术人针对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法，金刚石颗粒的修整方式简单，操作方便，而且金刚石颗粒的热损伤小，金刚石颗粒修整的厚度易于控制，金刚石颗粒修整后完整性好，金刚石颗粒去除量少。本专利技术的另一目的在于提供一种大粒径金刚石磨具的制造方法，为了实现上述目的，本专利技术的解决方案是：一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法，所述大粒径金刚石磨具包括具有金刚石颗粒的磨削面，所述大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法包括以下步骤：第一步：先用砂纸打磨所述磨削面，去除所述磨削面表面的氧化膜，将所述大粒径金刚石磨具放入超声清洗机中并采用无水乙醇或丙酮溶液作为清洗剂进行清洗所述大粒径金刚石磨具，去除所述磨削面表面和所述磨削面上的所述金刚石颗粒表面的油污，将所述金刚石磨具晾干；第二步：选取Sn粉末和Cr粉末的混合粉末，Sn粉末和Cr粉末的颗粒大小均为50目至300目，所述混合粉末中Cr的含量小于10wt.％，再向所述混合粉末中加入乙醇，而后将所述混合粉末用机械混合的方式进一步的混合，机械混合的时间大于1.5h，使得Sn粉末和Cr粉末充分混合，Sn粉末和Cr粉末混合后放入烘箱中以40℃-70℃热烘1h-5h，直至烘干，得到Sn-Cr活性合金粉末；第三步：将第二步中制得的所述Sn-Cr活性合金粉末均匀的铺撒在第一步中晾干后的所述金刚石磨具的所述磨削面上，使得所述Sn-Cr活性合金粉末覆盖所述金刚石颗粒，将多余所述Sn-Cr活性合金粉末去除，再用钢板压平所述Sn-Cr活性合金粉末，令所述金刚石颗粒完全被所述Sn-Cr活性合金粉末包裹，同时所述磨削面表面的所述Sn-Cr活性合金粉末的厚度不超过1mm，得到待加热磨具；第四步：将第三步中得到的所述待加热磨具放入高真空环境的管式炉中加热，加热过程中所述管式炉中的温度为850℃-1000℃，加热时间为20min-35min，所述待加热磨具加热后在所述管式炉中随炉冷却，冷却后金刚石颗粒表面形成了由Sn-Cr合金和Cr的碳化物构成的反应层，得到待磨削磨具；第五步：将第四步中得到的待磨削磨具装夹在锯切机中，并用WC砂轮以100r/min-200r/min的转速磨削所述磨削面，去除所述金刚石颗粒表面的所述反应层，直至所述金刚石颗粒露出，从而完成大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除。第二步中所述混合粉末中Cr的含量为9wt.％，Sn粉末和Cr粉末的颗粒大小均为200目，机械混合的时间为2h，所述混合粉末机械混合后在所述烘箱中的热烘温度为58℃，热烘时间为2h。第四步中所述管式炉中的加热温度为900℃，加热时间为30min，加热过程中的真空度小于5×10-3Pa。第五步中所述WC砂轮磨削时的转速为150r/min。一种大粒径金刚石磨具的制造方法，所述大粒径金刚石磨具包括基体，所述大粒径金刚石磨具的制造方法包括如下步骤：步骤一：以无水乙醇或丙酮溶液为清洗剂加入超声清洗机中，用超声清洗机清洗所述基体表面，去除所述基体表面的油污，再用砂粒粒度不大于25.4um的砂纸打磨所述基体表面，去除氧化膜，而后再用无水乙醇或丙酮溶液清洗所述基体表面，去除所述基体表面的残留物，清洗后将所述基体晾干，使得所述基体表面形成预涂覆面；步骤二：选取完整的金刚石颗粒，采用筛网筛选粒径范围在600μm-750μm之间的所述金刚石颗粒，以无水乙醇或丙酮溶液为清洗剂用超声清洗机清洗筛选后得到的所述金刚石颗粒，去除所述金刚石颗粒表面的油污；步骤三：将如权利要求1所述的Sn-Cr活性合金粉末与粘结剂按质量比为5:1的比例搅拌混合均匀，得到混合涂料；步骤四：将步骤三中得到的所述混合涂料用刮料机均匀的涂覆在步骤一中形成的预涂覆面上，涂覆后在所述混合涂料上均匀的铺撒步骤二中得到的所述金刚石颗粒，形成第一预涂覆层，再将铺撒所述金刚石颗粒后的所述基体放入所述烘箱中以40℃-70℃热烘1h-5h，去除所述混合涂料中的气泡，并使得所述预涂覆层呈半干状态，得到第一预涂覆基体；步骤五：在步骤四中得到的所述第一预涂覆基体的所述第一预涂覆层上均匀的铺撒所述Sn-Cr活性合金粉末，使得所述Sn-Cr活性合金粉末覆盖所述金刚石颗粒，将多余所述Sn-Cr活性合金粉末去除，再用所述钢板压平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法，所述大粒径金刚石磨具包括具有金刚石颗粒的磨削面，所述大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法包括以下步骤：/n第一步：先用砂纸打磨所述磨削面，去除所述磨削面表面的氧化膜，将所述大粒径金刚石磨具放入超声清洗机中并采用无水乙醇或丙酮溶液作为清洗剂进行清洗所述大粒径金刚石磨具，去除所述磨削面表面和所述磨削面上的所述金刚石颗粒表面的油污，将所述金刚石磨具晾干；/n第二步：选取Sn粉末和Cr粉末的混合粉末，Sn粉末和Cr粉末的颗粒大小均为50目至300目，所述混合粉末中Cr的含量小于10wt.％，再向所述混合粉末中加入乙醇，而后将所述混合粉末用机械混合的方式进一步的混合，机械混合的时间大于1.5h，使得Sn粉末和Cr粉末充分混合，Sn粉末和Cr粉末混合后放入烘箱中以40℃-70℃热烘1h-5h，直至烘干，得到Sn-Cr活性合金粉末；/n第三步：将第二步中制得的所述Sn-Cr活性合金粉末均匀的铺撒在第一步中晾干后的所述金刚石磨具的所述磨削面上，使得所述Sn-Cr活性合金粉末覆盖所述金刚石颗粒，将多余所述Sn-Cr活性合金粉末去除，再用钢板压平所述Sn-Cr活性合金粉末，令所述金刚石颗粒完全被所述Sn-Cr活性合金粉末包裹，同时所述磨削面表面的所述Sn-Cr活性合金粉末的厚度不超过1mm，得到待加热磨具；/n第四步：将第三步中得到的所述待加热磨具放入高真空环境的管式炉中加热，加热过程中所述管式炉中的温度为850℃-1000℃，加热时间为20min-35min，所述待加热磨具加热后在所述管式炉中随炉冷却，冷却后金刚石颗粒表面形成了由Sn-Cr合金和Cr的碳化物构成的反应层，得到待磨削磨具；/n第五步：将第四步中得到的待磨削磨具装夹在锯切机中，并用WC砂轮以100r/min-200r/min的转速磨削所述磨削面，去除所述金刚石颗粒表面的所述反应层，直至所述金刚石颗粒露出，从而完成大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除。/n...

【技术特征摘要】
1.一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法，所述大粒径金刚石磨具包括具有金刚石颗粒的磨削面，所述大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法包括以下步骤：
第一步：先用砂纸打磨所述磨削面，去除所述磨削面表面的氧化膜，将所述大粒径金刚石磨具放入超声清洗机中并采用无水乙醇或丙酮溶液作为清洗剂进行清洗所述大粒径金刚石磨具，去除所述磨削面表面和所述磨削面上的所述金刚石颗粒表面的油污，将所述金刚石磨具晾干；
第二步：选取Sn粉末和Cr粉末的混合粉末，Sn粉末和Cr粉末的颗粒大小均为50目至300目，所述混合粉末中Cr的含量小于10wt.％，再向所述混合粉末中加入乙醇，而后将所述混合粉末用机械混合的方式进一步的混合，机械混合的时间大于1.5h，使得Sn粉末和Cr粉末充分混合，Sn粉末和Cr粉末混合后放入烘箱中以40℃-70℃热烘1h-5h，直至烘干，得到Sn-Cr活性合金粉末；
第三步：将第二步中制得的所述Sn-Cr活性合金粉末均匀的铺撒在第一步中晾干后的所述金刚石磨具的所述磨削面上，使得所述Sn-Cr活性合金粉末覆盖所述金刚石颗粒，将多余所述Sn-Cr活性合金粉末去除，再用钢板压平所述Sn-Cr活性合金粉末，令所述金刚石颗粒完全被所述Sn-Cr活性合金粉末包裹，同时所述磨削面表面的所述Sn-Cr活性合金粉末的厚度不超过1mm，得到待加热磨具；
第四步：将第三步中得到的所述待加热磨具放入高真空环境的管式炉中加热，加热过程中所述管式炉中的温度为850℃-1000℃，加热时间为20min-35min，所述待加热磨具加热后在所述管式炉中随炉冷却，冷却后金刚石颗粒表面形成了由Sn-Cr合金和Cr的碳化物构成的反应层，得到待磨削磨具；
第五步：将第四步中得到的待磨削磨具装夹在锯切机中，并用WC砂轮以100r/min-200r/min的转速磨削所述磨削面，去除所述金刚石颗粒表面的所述反应层，直至所述金刚石颗粒露出，从而完成大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除。


2.如权利要求1所述的一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法，其特征在于：第二步中所述混合粉末中Cr的含量为9wt.％，Sn粉末和Cr粉末的颗粒大小均为200目，机械混合的时间为2h，所述混合粉末机械混合后在所述烘箱中的热烘温度为58℃，热烘时间为2h。


3.如权利要求1所述的一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法，其特征在于：第四步中所述管式炉中的加热温度为900℃，加热时间为30min，加热过程中的真空度小于5×10-3Pa。


4.如权利要求1所述的一种大粒径金刚石磨具的磨粒表面微去除方法，其特征在于：第五步中所述WC砂轮磨削时的转速为150r/min。


5.一种大粒径金刚石磨具的制造方法，包括基体，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：以无水乙醇或丙酮溶液为清洗剂加入超声清洗机中，用超声清洗机清洗所述基体表面，去除所述基体表面的油污，再用砂粒粒度...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆德魁，刘卓，何启文，廖信江，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35