一种用于切割刀片的金刚石复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于切割刀片的金刚石复合材料及其制备方法，涉及磨具制造技术领域。本发明专利技术制备的用于切割刀片的金刚石复合材料，包括金刚石微粒、多功能结合剂；先将钛基磷酸三甲基苯酯、铝酸三邻二氨基苯酯和亚硝酸镍混合，形成含苯并唑类磷配体的超支化结构和氧化铝

【技术实现步骤摘要】
一种用于切割刀片的金刚石复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及磨具制造
，具体为一种用于切割刀片的金刚石复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，切割用刀片是由基底刀片、超硬磨粒、结合剂等组成。其中，超硬磨粒可以是金刚石或氮化硼，结合剂可以是热固性树脂粉末或粘性液体等物质，加入可以调节刀片机械性能。
[0003]随着我国半导体、LED、太阳能以及光通讯行业的快速发展，金刚石切割刀片的应用越来越多。但国产金刚石切割刀片问题比较多，普遍存在强度低、易磨损、易腐蚀、寿命短以及崩边大等问题，因此，金刚石切割刀片基本依赖进口。但由于进口刀片价格高、订货周期长、售后服务不便，在一定程度上影响了金刚石切割刀片的广泛应用，尤其限制了其在半导体方面的应用，进而限制了半导体的进一步发展。鉴于此，为了进一步扩大金刚石切割刀片在半导体中的应用，亟需提供一种具有抗崩裂性能、抗弯曲性能、耐磨性能和耐腐蚀性能切割刀片用金刚石复合材料。
[0004]本专利技术关注到了这一现象，通过制备用于切割刀片的金刚石复合材料来解决这一难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于切割刀片的金刚石复合材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种用于切割刀片的金刚石复合材料，所述用于切割刀片的金刚石复合材料包括金刚石微粒、多功能结合剂。
[0008]进一步地，多功能结合剂是由钛基磷酸三甲基苯酯、铝酸三邻二氨基羟苯酯和亚硝酸镍混合制得。
[0009]进一步地，所述用于切割刀片的金刚石复合材料适用于铝合金切割刀片。
[0010]进一步地，所述用于切割刀片的金刚石复合材料使用时采用高温煅烧辅助涂覆工艺。
[0011]进一步地，所述高温煅烧辅助涂覆工艺的具体步骤如下：用刮刀在铝合金切割刀片刀刃处涂覆0.01～0.03mm厚的金刚石复合材料，随后在氩气保护条件下，放入1.33*10
‑3Pa和400～500℃的煅烧炉中煅烧20～40min，继续升温至1300～1500℃煅烧3～5h，继续升温至1700～1900℃继续煅烧70～90min，自然冷却至室温。
[0012]进一步地，一种用于切割刀片的金刚石复合材料的制备方法，所述用于切割刀片的金刚石复合材料的制备方法包括以下制备步骤：
[0013](1)氩气保护条件下，将钛基磷酸三甲基苯酯和吡啶按质量比1：0.7～1：0.9混合，
升温至115～117℃，以600～800r/min搅拌40～60min，加入钛基磷酸三甲基苯酯质量0.3～0.5倍的亚硝酸镍，继续搅拌110～130min，随后加入钛基磷酸三甲基苯酯质量7～9倍的二甲苯，继续搅拌15～25min，按质量比1：1.2：0.07～1：1.4：0.09加入铝酸三邻二氨基苯酯、质量分数为10％的碳酸氢钠溶液、钯氮杂环卡宾催化剂，铝酸三邻二氨基苯酯质量为钛基磷酸三甲基苯酯的0.5～0.7倍，继续搅拌19～21h，自然冷却至室温，加入钛基磷酸三甲基苯酯质量3～5倍的乙醇，继续搅拌20～30min，升温至60～80℃继续搅拌2～4h，再以60～80滴/min滴加质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH至8～10，继续搅拌2～4h，自然冷却至室温，制备得到多功能结合剂；
[0014](2)将多功能结合剂和金刚石微粒按质量比1：1.2～1：1.4混合，以60～80r/min搅拌50～70min，制备得到金刚石复合材料。
[0015]进一步地，步骤(1)所述钛基磷酸三甲基苯酯的制备方法如下：将四氯化钛和苯按质量比1：5～1：7混合，以600～800r/min搅拌20～40min，降温至13～15℃，以3～5m3/h通入氨气调节pH至9～10，升温至20℃，加入四氯化钛质量2～4倍的磷酸三甲基羟苯酯，继续通入氨气保持pH为9～10，继续搅拌170～190min，制备得到钛基磷酸三甲基苯酯。
[0016]进一步地，所述磷酸三甲基羟苯酯的制备方法如下：将4
‑
甲基间苯二酚和三乙胺按质量比1：0.5～1：0.9混合均匀，升温至40～44℃，加入4
‑
甲基间苯二酚质量0.3～0.5倍的三氯氧磷，以600～800r/min搅拌110～130min，继续升温至65～75℃搅拌110～130min，再升温至85～95℃，继续搅拌50～70min，自然冷却至室温，制备得到磷酸三甲基羟苯酯。
[0017]进一步地，步骤(1)所述铝酸三邻二氨基羟苯酯的制备方法如下：将铝、三氯化铝、4,5
‑
二硝基苯邻二酚按质量比1：0.8：2～1：1：4混合，升温至90～110℃，以600～800r/min搅拌110～130min，加入铝质量0.04～0.16倍的镍，加压至1.5～2.0MPa，以0.25～0.51L/h通入铝质量3～6倍的氢气，继续搅拌6～8h，制备得到铝酸三邻二氨基羟苯酯。
[0018]进一步地，步骤(2)所述金刚石微粒的粒径为50～100nm。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0020]本专利技术制备的用于切割刀片的金刚石复合材料，包括金刚石微粒、多功能结合剂；首先，将钛基磷酸三甲基苯酯、铝酸三邻二氨基苯酯和亚硝酸镍混合，制备得到多功能结合剂；随后将金刚石微粒、多功能结合剂混合，制备得到用于切割刀片的金刚石复合材料；本专利技术制备的用于切割刀片的金刚石复合材料适用于铝合金切割刀片，使用时采用高温煅烧辅助涂覆工艺。
[0021]首先，在亚硝酸镍作用下，钛基磷酸三甲基苯酯上的甲苯氧化形成苯甲醛，与铝酸三邻二氨基羟苯酯上的相邻的氨基，形成含苯并唑类磷配体的超支化结构，苯并唑类磷配体快速捕捉亚硝酸镍中镍离子，形成镍配合物的同时，在多功能结合剂中形成大量空腔，将金刚石微粒嵌入空腔中，将金刚石微粒均匀地分散在多功能结合剂中，增强了多功能结合剂的抗崩裂性能；铝酸三邻二氨基羟苯酯和钛基磷酸三甲基苯酯水解缩合，形成氧化铝
‑
二氧化钛双凝胶网络，增强了多功能结合剂的抗弯曲性能。
[0022]其次，使用时多功能结合剂中苯并唑类磷配体碳化形成大量碳单质，碳单质还原氧化铝
‑
二氧化钛双凝胶网络，形成钛铝钎料，钛铝钎料熔融，将金刚石微粒稳固地钎焊在铝合金刀具表面，增强了用于切割刀片的金刚石复合材料的耐磨性能；同时，多功能结合剂中镍配合物还原成镍单质，与磷、金刚石相互作用，在刀具表面形成致密的镍
‑
磷
‑
金刚石
层，增强了用于切割刀片的金刚石复合材料的耐腐蚀性能。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于切割刀片的金刚石复合材料，其特征在于，所述用于切割刀片的金刚石复合材料包括金刚石微粒、多功能结合剂。2.根据权利要求1所述的一种用于切割刀片的金刚石复合材料，其特征在于，所述多功能结合剂是由钛基磷酸三甲基苯酯、铝酸三邻二氨基羟苯酯和亚硝酸镍混合制得。3.根据权利要求1所述的一种用于切割刀片的金刚石复合材料，其特征在于，所述用于切割刀片的金刚石复合材料适用于铝合金切割刀片。4.根据权利要求1所述的一种用于切割刀片的金刚石复合材料，其特征在于，所述用于切割刀片的金刚石复合材料使用时采用高温煅烧辅助涂覆工艺。5.根据权利要求4所述的一种用于切割刀片的金刚石复合材料，所述高温煅烧辅助涂覆工艺的具体步骤如下：用刮刀在铝合金切割刀片刀刃处涂覆0.01～0.03mm厚的金刚石复合材料，随后在氩气保护条件下，放入1.33*10
‑3Pa和400～500℃的煅烧炉中煅烧20～40min，继续升温至1300～1500℃煅烧3～5h，继续升温至1700～1900℃继续煅烧70～90min，自然冷却至室温。6.一种用于切割刀片的金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，所述用于切割刀片的金刚石复合材料的制备方法包括以下制备步骤：(1)氩气保护条件下，将钛基磷酸三甲基苯酯和吡啶按质量比1：0.7～1：0.9混合，升温至115～117℃，以600～800r/min搅拌40～60min，加入钛基磷酸三甲基苯酯质量0.3～0.5倍的亚硝酸镍，继续搅拌110～130min，随后加入钛基磷酸三甲基苯酯质量7～9倍的二甲苯，继续搅拌15～25min，按质量比1：1.2：0.07～1：1.4：0.09加入铝酸三邻二氨基苯酯、质量分数为10％的碳酸氢钠溶液、钯氮杂环卡宾催化剂，铝酸三邻二氨基苯酯质量为钛基磷酸三甲基苯酯的0.5～0.7倍，继续搅拌19～21h，自然冷却至室温，加入钛基磷酸三甲基苯酯质量3～5倍的乙醇，继续搅拌20～30min，升温至60～80℃继续搅拌2～4h，再以60～80滴/min滴加质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH至8～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建国，周麟华，
申请(专利权)人：南通同普新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：