【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磨具领域，具体是一种高磨削性钻石磨具及其制备方法。
技术介绍
1、钻石磨具本身具有的高耐磨性、高硬度等特点，使其可以实现对硬性材料、脆性材料的磨削加工，比如大范围应用于玻璃、石材、半导体、机械零件、硬质合金等材料的加工领域。
2、普通金刚石具有较小的尺寸，将其应用于制备磨具时，通常需要与结合剂混合，现有市场中多采用金属、陶瓷和树脂作为结合剂，与金属或陶瓷结合剂相比，树脂结合剂制备的钻石磨具有工艺简单、原料易得等特点，且在磨削加工过程中存在韧性好、不易堵塞、磨具易修整等优点。但是金刚石本身的表面化学惰性，使得其与常用的结合剂具有较低的结合强度，在应用于磨削加工时，易导致金刚石的脱落，造成磨具寿命急速下降。现有工艺多采用酚醛树脂作为树脂钻石磨具的结合剂，但是其较低的耐热性会导致磨削效率的大幅降低，从而影响磨具寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高磨削性钻石磨具及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种高磨削性钻石磨具的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：将纳米氧化铈包覆金刚石颗粒、fecocusn结合剂、润湿剂混合，氮气烧结，破碎，造粒，过筛，得到金刚石磨料；
5、s2：将聚芳醚酮改性液晶环氧树脂、金刚石磨料、液晶环氧化氧化锆晶须混合，得到混合料；
6、s3：将混合料烘干，放入模具中注模成型，热压，得到一种高磨削性钻石磨具
7、进一步的，纳米氧化铈包覆金刚石颗粒、fecocusn结合剂、润湿剂的质量比为18：81：1；润湿剂为无水乙醇、聚乙烯醇中一种。
8、进一步的，步骤s1中过筛是过100-120μm筛，氮气烧结的工作条件为：温度为700-720℃，时间为5-6h。
9、进一步的，fecocusn结合剂为fecocu合金粉、锡粉以质量比9：1复配得到。
10、进一步的，热压的工作条件为：压力为3mpa，温度为200-230℃，保温时间为1-2h。
11、进一步的，纳米氧化铈包覆金刚石颗粒的制备包括以下步骤：将纳米金刚石粉体升温至495-505℃保温3-4h，冷却后，将热处理后的纳米金刚石粉体、去离子水混合，超声分散5-10min，加入六水硝酸铈、六亚甲基四胺，超声处理5-10min，升温至70-75℃保温1-2h，离心，依次用去离子水、无水乙醇洗涤3-5次，干燥，得到纳米氧化铈包覆金刚石颗粒。
12、进一步的，以质量份数计，聚芳醚酮改性液晶环氧树脂12-17份、金刚石磨料16-23份、液晶环氧化氧化锆晶须1-2份。
13、进一步的，液晶环氧化氧化锆晶须的制备包括以下步骤：
14、(1)将氧化锆晶须、naoh溶液混合，超声处理10-20min，升温至75-80℃保温10-12h，冷却，用去离子水洗涤过滤至中性，干燥，得到羟基化氧化锆晶须；将羟基化氧化锆晶须、甲苯混合，超声处理5-10min，加入氨水、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在45-50℃保温5-6h，冷却，用无水乙醇抽滤洗涤3-5次，干燥，得到氨基化氧化锆晶须；
15、(2)将液晶环氧单体、二甲基亚砜混合，加入氨基化氧化锆晶须与二甲基亚砜的混合液，超声搅拌20-30min，在氮气保护下，升温至75-80℃保温10-12h，依次用二甲基亚砜和无水乙醇洗涤3-5次，抽滤，干燥，得到液晶环氧化氧化锆晶须。
16、进一步的，聚芳醚酮改性液晶环氧树脂的制备包括以下步骤：
17、将4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、4,4'-二氟二苯甲酮、碳酸钾、二甲基亚砜、甲苯混合，在氮气氛围下，升温至135-140℃保温2-3h，升温到160℃保温10-20min，升温至170-175℃保温1h，降温至18-25℃，加入4-氨基苯酚、碳酸钾、二甲基亚砜、甲苯的混合液，升温至135-140℃保温2-3h，升温到160℃保温10-20min，升温度至165℃保温2-3h，降温，沉降到去离子水中，ph调节至中性，抽滤，依次使用无水乙醇和去离子水洗涤至滤液呈中性，干燥，得到氨基封端杂萘联苯聚芳醚酮；将液晶环氧单体、氨基封端杂萘联苯聚芳醚酮混合，得到聚芳醚酮改性液晶环氧树脂。
18、进一步的，液晶环氧单体的制备包括以下步骤：将4-氨基-3-甲基苯酚、对苯二甲醛、氯化锌、无水乙醇混合，在氮气氛围下，升温至75-80℃保温3-4h，冷却，过滤，用无水乙醇稀释过滤，干燥，得到中间体；将中间体、环氧氯丙烷、四丁基氯化铵、二甲基亚砜混合，在氮气氛围下，在75-80℃保温3-4h后，加入氢氧化钠，减压蒸馏，依次用去离子水和无水乙醇过滤洗涤3-5次，干燥，得到液晶环氧单体。
19、本专利技术的有益效果：
20、本专利技术提供一种高磨削性钻石磨具及其制备方法，将fecocusn结合剂与纳米氧化铈包覆金刚石颗粒复配作为金刚石磨料，添加在自制的高耐热树脂中，使钻石磨具既具备超硬材料的耐磨性、锋利度，又兼顾树脂材料的自锐性与金属材料的韧性，从而大幅改善钻石磨具的磨削性能。
21、本专利技术中采用金属结合剂与金刚石复配作为金刚石磨料，为了改善纳米金刚石易脱落、易氧化、加工易划伤工件等问题，以纳米金刚石为核，硝酸铈为前驱体，采用均相化学沉淀法在纳米金刚石表面包覆氧化铈；引入价格较为低廉的铁基结合剂来强化磨具的强度、硬度、耐磨性，同时也作为碳化物形成元素，增加对金刚石的把持力，为了改善铁基结合剂的烧结速度，在金属结合剂中引入低熔点金属锡来加快合金化。
22、本专利技术中采用自制高耐热树脂作为钻石磨具的结合剂，来大幅改善磨具的耐热性，使其更好控制工件的加工精度，提高磨削效率，避免磨具长时间工作后软化发黏，避免磨具散热性不佳导致工件烧伤等问题；本专利技术用4-氨基-3-甲基苯酚、对苯二甲醛合成玻璃化转变温度高、断裂韧性好、黏结强度高的液晶环氧单体作为高耐热树脂基体，然后引入耐热性高、机械性能好、耐辐照的氨基封端杂萘联苯聚芳醚酮作为固化剂，赋予钻石磨具高强度与高耐热性，同时，自制高耐热树脂的多活性位点有利于提高其对金刚石磨料的把持力，从而延长钻石磨具的使用寿命。
23、为了进一步增强磨具的磨削性能，本专利技术中引入氧化锆晶须，为了改善氧化锆晶须在加工中易脱落问题，本申请中依次对氧化锆晶须进行羟基化、氨基化、液晶环氧化，使其可以永久牢固的附着在磨具中的交联网络中，同时液晶环氧化氧化锆晶须的引入，基于本征-填充的协同作用，使其达到低量填充、快速导热的目的，大幅提高磨具的导热性能和热稳定性，从而提高其磨削性能。
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1.一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，步骤S1中过筛是过100-120μm筛，氮气烧结的工作条件为：温度为700-720℃，时间为5-6h。
3.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，纳米氧化铈包覆金刚石颗粒、FeCoCuSn结合剂、润湿剂的质量比为18：81：1；润湿剂为无水乙醇、聚乙烯醇中一种。
4.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，FeCoCuSn结合剂为FeCoCu合金粉、锡粉以质量比9：1复配得到。
5.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，纳米氧化铈包覆金刚石颗粒的制备包括以下步骤：将纳米金刚石粉体升温至495-505℃保温3-4h，冷却后，将热处理后的纳米金刚石粉体、去离子水混合，超声分散5-10min，加入六水硝酸铈、六亚甲基四胺，超声处理5-10min，升温至70-75℃保温1-2h，离心，依次用去离子水、无水乙醇洗涤3-5次，干燥，得到纳米
6.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，以质量份数计，聚芳醚酮改性液晶环氧树脂12-17份、金刚石磨料16-23份、液晶环氧化氧化锆晶须1-2份。
7.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，液晶环氧化氧化锆晶须的制备包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，聚芳醚酮改性液晶环氧树脂的制备包括以下步骤：
9.根据权利要求7或8所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，液晶环氧单体的制备包括以下步骤：将4-氨基-3-甲基苯酚、对苯二甲醛、氯化锌、无水乙醇混合，在氮气氛围下，升温至75-80℃保温3-4h，冷却，过滤，用无水乙醇稀释过滤，干燥，得到中间体；将中间体、环氧氯丙烷、四丁基氯化铵、二甲基亚砜混合，在氮气氛围下，在75-80℃保温3-4h后，加入氢氧化钠，减压蒸馏，依次用去离子水和无水乙醇过滤洗涤3-5次，干燥，得到液晶环氧单体。
10.一种高磨削性钻石磨具，其特征在于，由权利要求1-8中任一项所述制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，步骤s1中过筛是过100-120μm筛，氮气烧结的工作条件为：温度为700-720℃，时间为5-6h。
3.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，纳米氧化铈包覆金刚石颗粒、fecocusn结合剂、润湿剂的质量比为18：81：1；润湿剂为无水乙醇、聚乙烯醇中一种。
4.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，fecocusn结合剂为fecocu合金粉、锡粉以质量比9：1复配得到。
5.根据权利要求1所述的一种高磨削性钻石磨具的制备方法，其特征在于，纳米氧化铈包覆金刚石颗粒的制备包括以下步骤：将纳米金刚石粉体升温至495-505℃保温3-4h，冷却后，将热处理后的纳米金刚石粉体、去离子水混合，超声分散5-10min，加入六水硝酸铈、六亚甲基四胺，超声处理5-10min，升温至70-75℃保温1-2h，离心，依次用去离子水、无水乙醇洗涤3-5次，干燥，得到纳米氧化铈包覆金...
【专利技术属性】
技术研发人员：高小玲，时展，
申请(专利权)人：弘元超硬材料河南有限公司，
类型：发明
国别省市：
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