專利名稱：金屬陶瓷結合劑金剛石/cbn 砂輪的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉 及一種金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，屬于超硬材料制品的制備工藝技術領域。
背景技術：
金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪主要應于金屬材料的加工中，應用前景廣闊，市場容量巨大。與普通的剛玉砂輪相比，金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪加工金屬材料具有許多優點使用壽命增加100倍左右，廢水廢渣減少到1/100，可以減少砂輪的更換次數及時間，節約砂輪的修整時間，加工效率可成倍提高，砂輪膨脹小，不易燒傷，容易控制工件加工精度，不需要修整，工件加工后效果更好等等。金屬與陶瓷混合制成結合劑，具備韌性好，砂輪自銳性好等優點。金屬陶瓷結合劑砂輪通常采用冷壓成型后進行無壓高溫埋砂法進行燒結。現有的燒結方法由于燒結時間長，金屬很容易在燒結時發生氧化，失去其應有的作用。因此，有必要進一步改進。

發明內容
本發明的目的旨在提供一種金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，提高該砂輪的使用壽命和自銳性，以克服現有技術中的不足之處。按此目的設計的一種金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，其特征是采用還原氣氛爐燒結金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪，包括以下步驟1)將冷壓完畢的所述砂輪埋砂后，放置在還原氣氛爐中；2)確保爐門密封良好、進氣與出氣通路通暢并能使還原氣體對流充滿整個爐體；3)設定升溫曲線，將空氣氣氛排除完全后開始升溫；4)所述砂輪隨爐冷卻。所述1步驟中該砂輪的放置埋砂厚度距砂輪表面不超過IOmm ；每一層砂輪之間需要有2-10mm的間隙，以保證還原氣氛的流通；還原氣氛以氫氣最佳。所述3步驟中升溫曲線采用階梯式從室溫至300°C，升溫速率為2 3°C /min ； 在300°C保溫1 1. 5h ；從300°C升溫至750°C，升溫速率為1. 5 2°C /min ；在750°C保溫 1. 5 2h ；從750°C升溫至900°C，升溫速率為1 1. 5°C /min ；在900°C保溫1 1. 5h ；再隨爐冷卻。所述砂輪配方及重量比為CBN磨料(100/120) 60%，金屬陶瓷結合劑30%，潤濕劑和粘結劑5 %，輔助料(SIC或Al2O3) 5 %，將原料混均，然后冷壓成型。傳統的制備工藝比較適合于燒結陶瓷結合劑砂輪。本發明采用還原氣氛燒結金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪，燒結設備比傳統制備工藝(空氣氣氛燒結)略微復雜。與傳統制備工藝比較，采用還原氣氛燒結既能有效的保護結合劑中的金屬成分不被氧化，保護 CBN磨粒在高溫下性能不受到影響，又能使陶瓷成分在還原氣氛下發生微觀結構的變化。通過現場實驗還發現，與傳統制備工藝相比，還原氣氛保護下燒結的金屬陶瓷結合劑砂輪具備更好的自銳性，使用壽命提高15%左右，加工產品的效果得到明顯的改善。本發明的金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪制備工藝簡單，在普通的還原氣氛爐中即可實現。通過氣氛保護燒結的金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪是在陶瓷CBN砂輪的基礎上開發的一種新的產品，結合劑的研究和燒結方式的研究是這種新技術的關鍵點。本發明從燒結技術上出發，大幅度的提升了金屬陶瓷結合劑CBN產品的性能。



圖1為本發明還原氣氛燒結的金屬陶瓷結合劑的SEM照片。圖2為結合劑的點能譜圖。
具體實施例方式實施例1將埋砂的金屬陶瓷結合劑金剛石CBN砂輪放置在還原氣氛爐中。檢查設備完好， 氣體通路通暢，通入氫氣。設定升溫曲線室溫至300°C，升溫速率為2V /min ；在300°C保溫1. 5h ；從300°C升溫至750°C，升溫速率為1. 5°C /min ；在750°C保溫2h ；從750°C升溫至 900°C，升溫速率為1°C /min ；在900°C保溫1. 5h ；再隨爐冷卻。實施例2將埋砂的金屬陶瓷結合劑CBN砂輪放置在還原氣氛爐中。檢查設備完好，氣體通路通暢，通入氫氣。設定升溫曲線室溫至300°C，升溫速率為2. 2 V /min ；在300°C保溫 1. 2h ；從300°C升溫至750°C，升溫速率為1. 8°C /min ；在750°C保溫1. 8h ；從750°C升溫至 900°C，升溫速率為1. 2°C /min ；在900°C保溫1. 4h ；隨爐冷卻。兩個實施例砂輪的配方、混料和冷壓工藝都一樣其配方及重量比為CBN磨料(100/120) 60%。金屬陶瓷結合劑30%潤濕劑和粘結劑5%輔助料(SIC或 Al2O3) 5%將原料混均，然后冷壓成型，最后燒結，燒結后配基體，再檢測產品性能。
權利要求
1.一種金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，其特征是采用還原氣氛爐燒結金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪，包括以下步驟1)將冷壓完畢的所述砂輪埋砂后，放置在還原氣氛爐中；2)確保爐門密封良好、進氣與出氣通路通暢并能使還原氣體對流充滿整個爐體；3)設定升溫曲線，將空氣氣氛排除完全后開始升溫；4)金屬陶瓷結合劑砂輪隨爐冷卻。
2.根據權利要求1所述的金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，其特征是所述 1步驟中該砂輪的放置埋砂厚度距砂輪表面不超過IOmm ；每一層砂輪之間需要有2-10mm的間隙，以保證還原氣氛的流通；還原氣氛以氫氣最佳。
3.根據權利要求1或2所述的金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，其特征是所述3步驟中升溫曲線采用階梯式從室溫至300°C，升溫速率為2 ；TC /min ；在300°C保溫1 1. 5h ；從300°C升溫至750°C，升溫速率為1. 5 2V /min ；在750°C保溫1. 5 2h ； 從750°C升溫至900°C，升溫速率為1 1. 5°C /min ；在900°C保溫1 1. 5h ；再隨爐冷卻。
4.根據權利要求3所述的金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，其特征是所述砂輪配方及重量比為CBN磨料(100/120)60%，金屬陶瓷結合劑30%，潤濕劑和粘結劑 5 %，輔助料(SIC或Al2O3) 5 %，將原料混均，然后冷壓成型。
全文摘要
一種金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪的制備工藝，采用還原氣氛爐燒結金屬陶瓷結合劑金剛石/CBN砂輪。燒結前需要檢查設備完好，氣體通路通暢，通入氫氣。設定升溫曲線從室溫至300℃，升溫速率為2～3℃/min；在300℃保溫1～1.5h；從300℃升溫至750℃，升溫速率為1.5～2℃/min；在750℃保溫1.5～2h；從750℃升溫至900℃，升溫速率為1～1.5℃/min；在900℃保溫1～1.5h；再隨爐冷卻。與傳統制備工藝比較，還原氣氛燒結能有效的保護結合劑中的金屬成分不被氧化，保護CBN磨粒在高溫下性能不受到影響。與空氣氣氛燒結對比，砂輪壽命得提高15％左右，自銳性好，加工產品的效果得到明顯的改善。
文檔編號B24D18/00GK102363289SQ20111036659
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者劉仲武, 劉泓, 劉躍華, 宋鵬濤, 陶洪亮 申請人:廣東奔朗新材料股份有限公司