[发明专利]一种湿法制备的铁磁性金刚石磨料

说明书

技术领域

本发明提供一种湿法制备的铁磁性金刚石磨料，属于机械零件精密光整加工范围的磁力研磨用磁性磨料制备技术领域。

背景技术

随着科技的进步和机械工业的发展，人们对机械零件产品的尺寸、形状精度和表面粗糙度等精密度的要求越来越高。磁性研磨光整加工技术（MAF）是利用游离磨粒在辅助磁场中进行表面研磨的一种加工方法。它不仅具有很好的柔性、自适应性、自锐性和可控性，而且磨具无须磨损补偿和修形，研磨温升小，加工表面无变形和变质层，加工效率和质量很高，同时能很好地与数控机床、机器人结合，是一种极具潜力的自动化表面光整加工技术。但是从整体来看，磁性研磨加工技术一直未能获得突破性进展。综合各方面的因素，除了对其理论、加工工艺、磁性研磨光整加工装置研究尚不完善之外。另外一个重要的原因就是对磁性研磨工具磁性磨料的研究投入太少。研制加工效果好、成本低、使用寿命长的磁性磨料，对推动磁性研磨技术的快速发展具有深远的意义，所以铁磁性磨料是阻碍磁性研磨光整加工技术发展最关键问题。

铁磁性磨料是具有一定粒度的粒状颗粒增强金属基复合磨料，兼有磁化和磨削能力。目前磁性磨料的制备工艺主要有粘结法，铸造法，粉末冶金法，原位反应复合法，等离子雾化烧结（PPM）。

粘结法是用粘结剂将一定比例的铁粉和磨料粉粘结为一体，然后加压固化，通过粉碎、筛选制成所需粒度的磁性磨料。该工艺简单、加工成本低。但制备的磁性磨料组织疏松、密度低，磨粒相颗粒易脱落，使用寿命较低。

铸造法是将磨粒相颗粒直接加入液态铁磁材料中，并使颗粒在基体中均匀分布，然后吹制造粒。该方法不仅要求磨粒相颗粒与液态铁磁材料具有较好润湿性，而且若增强相和熔体的密度差异较大，分布很不均匀；同时由于碳化物在高温液体颗粒易溶解长大，使碳化物的形态容易恶化。

粉末冶金是以金属与硬质相粉末的混合物为原料，经过成型、烧结，然后破碎筛分制备出所需粒度的磁性磨料。它不仅烧结温度较低，对设备要求也较低，而且可以调节增强体体积分数，在磁性磨料的制备方面取得了广泛的应用。当然它也有一些缺点，如在生产过程中粉末表面易吸附气体与杂质，使得颗粒与铁基体的润湿性变差，粉末冶金烧结致密化困难，碳化物的形态较差，且容易长大或桥接等。目前，制备磁性磨料主要应用的粉末冶金方法有电炉烧结、热压烧结、放电等离子烧结、激光烧结、微波烧结和雾化快凝等。

原位反应复合法是指在一定条件下，通过元素与元素或元素与化合物之间的化学反应，在基体中合成一种或几种高硬度的陶瓷增强相。

等离子粉末熔融烧结是将硬质磨粒相和铁粉按一定比例混合，然后从等离子喷涂设备中喷出，借助等离子弧的高温将两者熔融在一起。该方法硬质磨料包裹体在铁质中分布较均匀，较大地解决了磨料和铁的相容性问题。但是磨粒相和铁的密度须差别很小，否则在喷涂过程中，磨料将会浮于熔融铁基体表面上。因此许多硬质磨料（如Al₂O₃、SiC、WC等）都不适合于这种方法，使得局限性太大。

目前使用的铁磁性磨料普遍存在磁化率偏低，当磨料高速公转时，磨粒易于基体发生剥离而脱落，研磨效率低、使用寿命短、不能进行超精密研抛等缺点。为推动磁性研磨光整加工技术的发展，满足人们对机械零件产品的尺寸、形状精度和表面粗糙度等精密度越来越高的要求，必须探索新的制备容易，成本低廉，生产效率高，研磨性能好的磁性磨料。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述缺陷、制造容易、成本低、生产效率高、研磨性能好的湿法制备的铁磁性磨料。

本发明的技术方案是：

一种湿法制备的铁磁性金刚石磨料，其特征在于该铁磁性金刚石磨料按以下方法制备而成，

首先，将金刚石磨粒、铁磁性粘结剂和化学镀液配制形成镀液；

其次，按铁磁性粉末态基体与镀液的比例为1：50-100的体积比将铁磁性粉末态基体加入所配制的镀液中后，镀液中的金刚石磨粒在化学镀液的作用下通过铁磁性粘结剂粘结在铁磁性粉末态基体上得到湿的铁磁性金刚石磨料；

最后，将所得的湿的铁磁性金刚石磨料进行清洗干燥即可。

所述的铁磁性粉末态基体的粒度为5~100μm，金刚石磨粒的粒度为0.05~10μm，金刚石磨粒与铁磁性粉末态基体的粒径比不小于10。

所述的铁磁性粉末态基体是铁、钴、镍及其合金的粉末，铁磁性粘结剂为镍或钴。