[发明专利]一种金属结合剂、制备方法及金刚石砂轮

说明书

本发明提供本发明提供一种金属结合剂、制备方法及使用该金属结合剂的金刚石砂轮，所述金属结合剂包括基础成分和在基础成分基础上添加的防裂剂；所述基础成分包括银、铜、钛、铟；所述防裂剂选自碳化钛、氮化钛、碳氮化钛中的至少一种，以重量百分比分计；所述基础成分中各成分和防裂剂的占比分别为：银：40％～60％；铜：20％～30％；钛：0.5％～5％；铟：10％～20％；防裂剂：1％～15％。本发明的金属粘合剂具有自锐性好的优点，能够保持持续的磨削能力，并大大增加金刚石砂轮的磨削寿命。

技术领域

本发明涉及一种金属结合剂、制备方法及使用该金属结合剂的金刚石砂轮。

背景技术

蓝宝石、视窗玻璃、磁性材料等脆硬材料广泛应用于手机、精密电子元器件、精密光学器件和高档手表中，由于上述脆硬材料本身的质地具有高硬度和高脆性的特点，因此，研磨加工难度很大。早期采用传统的研磨法进行磨削加工，即用磨粉进行研磨，其缺点是磨粉的消耗量大，大部分磨粉未被充分利用，且研磨过程中产生大量粉尘和污水，对环境造成严重的污染。随着研磨技术的进步，通过结合剂将金刚石磨料固结在一起而制成的金刚石砂轮被开发，并被广泛应用于研磨加工生产中，在金刚石砂轮中，常见的用于固结金刚石磨料的结合剂有树脂结合剂、金属结合剂和陶瓷结合剂，同时金刚石砂轮中还有近年来发展起来的电镀金刚石砂轮。

其中，由树脂结合剂固结金刚石磨料制成的金刚石砂轮具有自锐性好、砂轮磨削效率高、磨削发热量小等优点，并且可以改善工件表面的粗糙度；由金属结合剂固结金刚石磨料制成的金刚石砂轮具有强度高、工作面几何形状保持性好、寿命长、耐冲击等优点；由陶瓷结合剂固结金刚石磨料制成的金刚石砂轮在磨削高温下仍能对金刚石磨料保持较高的把持力，砂轮具有使用寿命长、磨削能力强、磨削温度低、自锐性强，锋利状态持久、磨削效率高等优点；电镀金刚石砂轮不需要修整砂轮，磨粒裸露高度较高，容屑空间较大，磨削性能较高，且电镀工艺简单，砂轮制造容易。

但是上述结合剂仍不能完全满足金刚石砂轮的要求，其中，树脂结合剂是有机材料，受树脂本身性能限制，砂轮耐热性、耐水性、耐磨性较差，不能进行精密成型磨削；金属结合剂金刚石砂轮自锐性差；在金刚石砂轮制造过程中，陶瓷结合剂对金刚石的润湿性差，大大降低了结合剂对金刚石的把持力，磨具在磨削过程中金刚石容易脱落，损耗大。电镀金刚石砂轮一般采用镀镍层包裹金刚石磨料的方法将金刚石砂轮固定在基材上，属于物理包裹，包裹深度达到金刚石颗粒的2/3以上，只有露出部分具备磨削能力，当露出部分磨损后，砂轮磨削能力急剧下降，同时磨削力增大，发热严重，砂轮将不能继续使用。目前，为了提高金刚石砂轮性能，本领域的研究方向主要集中在新型金刚石砂轮结合剂的开发上。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明一方面提供一种用于制造金刚石砂轮的金属结合剂，该金属结合剂能够显著改善金刚石砂轮的自锐性和使用寿命。

本发明的金属结合剂，用于制造金刚石砂轮，所述金属结合剂包括基础成分和在基础成分基础上添加的防裂剂，所述基础成分包括银、铜、钛、铟，所述防裂剂选自碳化钛、氮化钛、碳氮化钛中的至少一种，以重量百分比分计，所述基础成分中各成分和防裂剂的占比分别为：银：40％～60％；铜：20％～30％；钛：0.5％～5％；铟：10％～20％；防裂剂：1％～15％。

优选地，所述金属结合剂还包括导电增强剂。

优选地，所述导电增强剂选自金、石墨烯、Stanene材料中的至少一种。

优选地，以重量百分比计，所述导电增强剂的添加量为：0.05％～2％。

优选地，至少部分所述金属结合剂以合金形态存在，所述合金至少包括AgCuTiIn、AgCuTi中的一种。本发明另一方面提供一种上述金属结合剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)以重量百分比计，将40％～60％的银、20％～30％的铜、0.5％～5％的钛和10％～20％的铟混合，并于真空条件下加热生成合金；