[发明专利]一种低温烧结陶瓷型金刚石磨头的配方和制备方法

说明书

一种低温烧结陶瓷型金刚石磨头的配方和制备方法，属于机械切削制造领域。该低温烧结陶瓷型金刚石磨头的配方包括的各个组分及各个组分的重量份数为：陶瓷结合剂：9.5～10.5份，糊精粉：9.5～10.5份，核桃壳粉：19～21份，金刚石粉：95～150份。其制备方法为加入水将原料混合均匀，搅拌得到糊状物料，加压成型，烘干，得到陶瓷型金刚石磨头坯；将陶瓷型金刚石磨头坯，在500～600℃进行烧结，烧结时间为≥6h，得到低温烧结陶瓷型金刚石磨头。采用本配方和方法制备的低温烧结陶瓷型金刚石磨头，耐磨性高，磨头切削磨损小，几何尺寸在加工过程中稳定，可以满足SiC陶瓷复合材料精密切削要求。

技术领域

本发明涉及机械切削制造领域，具体涉及一种低温烧结陶瓷型金刚石磨头的配方和制备方法。

背景技术

在航空航天和能源等工业领域，对高温结构材料有更高性能要求。高温结构陶瓷因其耐高温的特性受到了研究者的关注。SiC陶瓷具有良好的高温强度、高温稳定性和高温抗氧化能力等，但是单独的SiC陶瓷在塑性变形能力较差，经过多年的研究，SiC陶瓷复合材料能满足各个领域的功能要求。

SiC陶瓷复合材料是应用在发动机结构件新的一种新材料。材料中SiC莫式硬度9.5，介于刚玉和金刚石硬度之间，所以SiC陶瓷复合材料切削加工难度极大。SiC陶瓷复合材料成品硬度高，如果在加工SiC陶瓷复合材料时，采用普通磨头进行切削时，普通磨头磨耗快，采用电镀金刚石磨头对SiC陶瓷复合材料进行切削时，金刚石颗粒在切削热的作用下，很容易脱落。

为了增加金刚石颗粒与磨头的结合性，需采用陶瓷型的金刚石磨头。陶瓷烧结温度一般在1200℃～1500℃，在此高温条件下，金刚石硬度将有很大程度的降低，从而造成磨头磨削性能降低，如果采用高温烧结的金刚石磨头进行SiC陶瓷复合材料切削时，磨耗快，达不到高精加工要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温烧结陶瓷型金刚石磨头的配方和制备方法。该低温烧结陶瓷型金刚石磨头，最高烧结温度为600℃，低温烧结的磨头，耐磨性高，磨头切削磨损小，几何尺寸在加工过程中稳定，可以满足SiC陶瓷复合材料精密切削要求。

本发明的一种低温烧结陶瓷型金刚石磨头的配方，包括的各个组分及各个组分的重量份数为：

陶瓷结合剂：9.5～10.5份

糊精粉：9.5～10.5份

核桃壳粉：19～21份

金刚石粉：95～150份

所述的陶瓷结合剂，包含的各个组分及各个组分的质量百分比为：

二氧化硅：45～55％

三氧化二铝：25～35％

碳酸锶：10～12％

三氧化二硼：8～10％

所述的糊精粉的粒度为≤400目，所述的核桃壳粉的粒度为≤400目，所述的金刚石粉的粒度根据加工需求进行选择，一般根据加工表面粗糙度值选择。

所述的低温烧结陶瓷型金刚石磨头的配方，包括的各个组分及各个组分的重量份数优选为：陶瓷结合剂：10份；糊精粉：10份；核桃壳粉：20份；金刚石粉：100份。

所述的陶瓷结合剂，包含的各个组分及其各个组分的质量百分比优选为：二氧化硅：55％；三氧化二铝：25％；碳酸锶：10％；三氧化二硼：10％。

本发明的一种低温烧结陶瓷型金刚石磨头的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，混料

按低温烧结陶瓷型金刚石磨头的配方进行称料，加入水，将原料混合均匀，搅拌得到糊状物料；

步骤2，成型