[发明专利]一种金属结合剂金刚石工具及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金属结合剂金刚石工具，其原料按重量份包括：金属结合剂和金刚石磨料，金属结合剂原料包括：铜钯镨预合金粉、锰粉、银粉、碳化钨粉、纳米分子筛、氢化铌粉。本发明还提出金属结合剂金刚石工具的制备方法，包括如下步骤：将铜钯镨预合金粉、锰粉、银粉、碳化钨粉、纳米分子筛、氢化铌粉和金刚石磨料加入球磨机混合，得到预混料；将预混料冷压成型后，经热压烧结得到的金属结合剂金刚石工具。本发明金属结合剂金刚石工具具有自锐性好、磨削效率高、使用寿命长的特点，市场前景好广。

技术领域

本发明涉及结合剂技术领域，尤其涉及一种金属结合剂金刚石工具及其制备方法。

背景技术

结合剂是指固结磨具中各类结合剂与磨料粘结的材料。按照种类可分为：树脂结合剂、陶瓷结合剂、金属结合剂、电镀结合剂。树脂结合剂具有良好的弹性和有抛光作用，形成磨具后，仍具有良好的自锐性，不易堵塞，修整少，而且磨削效率较高，磨削温度较低，磨削的表面光洁度高，但是不耐高温、使用寿命短；陶瓷结合剂结合强度、不易堵塞、切削锋利、磨削效率高，但是易产生崩边、划痕等不良；电镀结合剂强度高，其磨具磨料层薄，磨粒密度高，砂轮表面切割锋利，磨削效率高，经济效益好，不需要修整，但磨具寿命短，需要频繁更换磨具，生产率低下；金属结合剂金刚石磨具因具有结合强度高、成型性好、使用寿命长、能够满足高速磨削和超精密磨削技术的要求等显著特性，逐渐成为硬脆材料磨削的重要加工工具，但是金属结合剂存在粘性大、易堵塞等缺点，限制了其进一步发展。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种金属结合剂金刚石工具及其制备方法，具有自锐性好、磨削效率高、使用寿命长的特点，市场前景好广。

本发明提出一种金属结合剂金刚石工具，其原料按重量份包括：金属结合剂85-95份和金刚石磨料5-15份，金属结合剂原料按重量份包括：铜钯镨预合金粉70-80份，锰粉10-20份，银粉5-10份，碳化钨粉5-10份，纳米分子筛2-4份，氢化铌粉1-3份。

优选地，铜钯镨预合金粉中铜、钯、镨的重量比为17-18：1-2：1-2。

优选地，铜钯镨预合金粉、锰粉及银粉的粒径为1-10μm，碳化钨粉和氢化铌粉的粒径为0.2-0.8μm。

优选地，金刚石磨料的粒径为50-100μm。

本发明还提出上述金属结合剂金刚石工具的制备方法，包括如下步骤：

S1、将铜钯镨预合金粉、锰粉、银粉、碳化钨粉、纳米分子筛、氢化铌粉和金刚石磨料加入球磨机混合，得到预混料；

S2、将预混料冷压成型后，经热压烧结得到的金属结合剂金刚石工具。

优选地，S1中球磨机的转速为300-360r/min，球磨时间为1.5-2.5h。

优选地，S2中冷压成型后的压坯密度为30-40％理论密度，冷压压力为100-150MPa。

优选地，S2中热压烧结温度为1100-1200℃，热压烧结时间为30-40min，热压烧结压力为50-80MPa。

本发明以金属结合剂和金刚石磨料为原料得到金刚石工具。其中，金属结合剂由铜钯镨预合金粉、锰粉、银粉、碳化钨粉、纳米分子筛、氢化铌粉组成，钯和镨改性的铜制得铜钯镨预合金粉，可增加烧结过程中液态组分含量，促进结合剂对金刚石的包覆；锰粉、银粉及碳化钨粉配合使用，可提高结合剂对金刚石的润湿性能、提高把持力、提高金刚石工具的使用寿命，且锰粉可以细化晶粒，提高结合剂合金的强度、硬度及耐磨性能，银粉的延展性好，提高结合剂的塑形；纳米分子筛和氢化铌粉可提高金刚石工具的自锐性和磨削效率。本发明合理控制金属结合剂和金刚石磨料的重量及粒径，配合合适的加工条件制得金属结合剂金刚石工具，具有自锐性好、磨削效率高、使用寿命长的特点，应用前景广。

具体实施方式