[发明专利]一种稀土改性钨基结合剂金刚石磨盘及其制造方法

说明书

本发明公开了一种稀土改性钨基结合剂金刚石磨盘，将金刚石粉末与稀土改性钨基结合剂充分混合，该稀土改性钨基结合剂按质量份数包含以下组分：钨30‑80份、铅5‑15份、镍3‑8份、铁1.3‑5.5份、锡10‑28份、铜5‑15份、锰0.5‑6份、银3‑9份、稀土元素0.08‑3.5份。本发明在钨基结合剂中加入了稀土元素，具有控制金属结合剂晶粒长大的效果，且在本发明的较佳实施例中采用了稀土元素的化合物，晶粒大小可控性更好，得到的金属结合剂晶粒不会过大或过小，粒径更稳定，增强了金刚石磨盘的硬度和韧性，也提高了耐磨性能和耐冲击性能，效果比稀土元素单质更好，进一步提供了高性能金刚石磨盘制造方法的新思路。

技术领域

本发明涉及一种金刚石方面，具体是一种稀土改性钨基结合剂金刚石磨盘及其制造方法。

背景技术

金刚石磨盘一般用于研磨机，由磨盘基体和金刚石磨盘节块组成，金刚石磨盘节块焊接或镶嵌在磨盘基体上，通过磨盘的高速旋转对工作面实施平整打磨。金刚石磨盘的金属结合剂主要包括铁基结合剂和钴基结合剂。铁基金刚石磨盘具有较高的力学性能，对金刚石也有较好的润湿性，并且成本低廉，但其自锐性欠佳；而钴基金刚石磨盘具有很好的成形性和可烧结性，对金刚石的润湿性好，粘结力大，韧性好，自锐性也好，因此钴是金刚石工具领域应用最广的一种金属结合剂，但是钴基金刚石磨盘上的金刚石靠机械方式把持，导致金刚石颗粒不能完全出露进行有效切削，而且还会因拉拔力的作用使其严重损耗，使得金刚石颗粒脱落现象严重。在金属结合剂中，有时会添加少量钨粉，这是因为金属钨除了能与其他金属产生固熔强化外，还是强碳化物形成元素，可以和金刚石发生反应产生化学冶金结合力，与一般的金属结合剂只是机械地将金刚石包裹和嵌合相比，化学冶金结合力的产生有利于提高对金刚石的包镶力、增强把持力，因此可以预计钨基结合剂金刚石磨盘将具有优异的性能。但是钨的熔点高达3940℃，以钨作为金属结合剂进行烧结所需要的温度远远超过金刚石所承受的能力，容易导致金刚石颗粒的石墨化，因此目前大多都采用的是烧结温度相对较低的碳化钨基结合剂，单纯的金属钨基结合剂还未见报道。但碳化钨基结合剂一方面钨元素本身已经形成碳化物，其与金刚石产生化学冶金结合力的效果被削弱；另一方面碳化钨基结合剂所需的烧结温度依然较高，只适合与耐热性能较好的金刚石配合使用，成本较高，应用范围窄。因此，若能解决金属钨基结合剂烧结温度高的问题，将会为金刚石磨盘的制造技术打开一扇新的大门。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土改性钨基结合剂金刚石磨盘及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种稀土改性钨基结合剂金刚石磨盘，将金刚石粉末与稀土改性钨基结合剂充分混合，该稀土改性钨基结合剂按质量份数包含以下组分：钨30-80份、铅5-15份、镍3-8份、铁1.3-5.5份、锡10-28份、铜5-15份、锰0.5-6份、银3-9份、稀土元素0.08-3.5份。

作为本发明进一步的方案：所述稀土元素为镧或镧的化合物中的至少一种。

作为本发明再进一步的方案：所述的一种稀土改性钨基结合剂金刚石磨盘制造方法制造的稀土改性钨基结合剂金刚石磨盘。

作为本发明再进一步的方案：一种稀土改性钨基结合剂金刚石磨盘制造方法，步骤包括：

1)根据所需金刚石磨盘节块几何外形的不同，利用相应的模具将上述混合物进行冷压成型；

2)冷压成型后，进行真空热压烧结，烧结温度900-980℃，烧结压力80-180KN，烧结时间30-40分钟；

3)真空热压烧结后，进行热等静压烧结，烧结温度800-900℃，烧结压力80-120MPa，烧结时间5-15分钟，得到金刚石磨盘节块；

4)将金刚石磨盘节块装接在磨盘基体上，得到金刚石磨盘粗品，对金刚石磨盘粗品进行修整，得到金刚石磨盘成品。