一種金剛石微粉磨具的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于磨具制備技術領域，具體涉及一種金剛石微粉磨具的制備方法。
【背景技術】
[0002]目前，在硬脆材料精密磨削加工中使用的基本上全是樹脂結合劑或金屬結合劑細粒度金剛石磨具，這兩類磨具的制備方法都是通過壓制燒結方法制成的。利用壓制燒結法制備的金剛石微粉磨具存在著許多固有弊端，因為在這類磨具的制備過程中，將金剛石微粉磨粒和結合劑粉末進行機械混合時，金剛石微粉根本不可能得以分散，壓制燒結制成磨具后其磨粒分布均勻性非常差，導致其在使用過程中易劃傷工件而影響其加工精度，同時由于燒結工具中結合劑對金剛石磨粒的把持力不高，而且金剛石的出露高度小，必須經常對磨具進行修整，這大大降低了加工效率，也縮短了磨具的使用壽命。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種金剛石微粉磨具的制備方法。
[0004]本發明的具體技術方案如下:
[0005]—種金剛石微粉磨具的制備方法，包括如下步驟:
[0006](1)將金屬形模作為陰極，鎳板作為陽極，將兩極板放入含有水合金屬鹽的電鑄液中，并將陰極接直流電源的負極，陽極接直流電源的正極，其中電鑄液的配方為:氨基磺酸鎳240?460g/L、氯化鎳4?32g/L、硼酸28?42g/L和十二烷基硫酸鈉0.05?0.22g/L，pH為3.3?4.8，溶劑為水;
[0007](2)接通直流電源，在電鑄液中加入金屬釬料粉末和金剛石微粉顆粒，通過控制對電鑄液進行間隔攪拌，電鑄液中的金屬釬料粉末、金剛石微粉顆粒和金屬鎳離子在陰極上得以均勻沉積，得到所需厚度的鎳-金剛石微粉-金屬釬料的復合磨料層，該步驟的具體參數為:金剛石微粉顆粒在電鑄液中的濃度為4?12g/L，金屬釬料粉末在電鑄液中的濃度為25?53g/L，電流密度為1?3.2A/dm2、溫度20?60°C、攪拌速度250?450r/min，每間隔10?35s攪拌一次，每次攪拌時間為8?10s ；
[0008](3)將所得的復合磨料層從金屬形模上取下，清洗晾干后進行加熱燒結制成所述金剛石微粉磨具。
[0009]在本發明的一個優選實施方案中，所述電鑄沉液的配方:氨基磺酸鎳250?450g/L、氯化鎳5?30g/L、硼酸30?40g/L、十二烷基硫酸鈉0.06?0.2g/L，pH為3.5?4.5，溶劑為水。
[0010]在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(2)的具體參數為:金剛石微粉顆粒在電鑄液中的濃度為5?10g/L，金屬釬料粉末在電鑄液中的濃度為30?50g/L，電流密度為1?3A/dm2、溫度20?55°C、攪拌速度300?450r/min，每間隔10?30s攪拌一次，每次攪拌時間為10s。
[0011]在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(3)的加熱燒結具體為:將步驟(2)制得的復合磨料層采用氬氣保護高頻感應加熱燒結方式或者真空加熱燒結方式，在1000?1050°C下燒結1?3min，緩慢冷卻即可。
[0012]在本發明的一個優選實施方案中，所述金剛石微粉顆粒為W40金剛石微粉。
[0013]在本發明的一個優選實施方案中，所述金屬釬料粉末為鎳絡硼娃粉末。進一步優選的，所述金屬釬料粉末為280#鎳鉻硼硅粉末。
[0014]本發明的有益效果是:
[0015]本發明采用電鑄-燒結復合的方法來制造金剛石微粉磨具，先利用彌散復合電鑄的方法，在金屬形模上沉積金屬釬料粉末和金剛石微粉顆粒，得到均勻混合的鎳-金剛石微粉-金屬釬料磨料層，再將此金剛石-釬料復合磨料層從金屬形模上取下，采取一定的工藝進行加熱燒結制得金剛石微粉磨具，本發明的技術方案充分結合了電鑄與燒結方法制備金剛石微粉的優勢，通過彌散復合電鑄成型可使磨具磨料層中的微粉磨粒均勻分布，再利用釬料作為結合劑進行燒結可提高對金剛石磨粒的把持力，提高磨具壽命。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例1和實施例2的電鑄工藝示意圖；
[0017]圖2為本發明實施例2制備的復合磨料層的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下通過【具體實施方式】結合附圖對本發明的技術方案進行進一步的說明和描述。
[0019]實施例1
[0020]如圖1所示:在電鑄槽1中盛入電鑄液2，金屬形模3接電源6的陰極，鎳板5接電源的陽極，在攪拌器4攪拌情況下，金屬釬料和金剛石微粉顆粒懸浮在電鑄液中，接通電源后，金屬釬料、金剛石微粉與金屬鎳離子逐漸在金屬形模上均勻沉積，制得鎳-金剛石微粉-金屬釬料的混合磨料層，具體步驟如下:
[0021](1)將金屬形模3作為陰極，鎳板5作為陽極，將兩極板放入含有水合金屬鹽的電鑄液中，并將陰極接直流電源的負極，陽極接直流電源的正極，其中電鑄液的配方為:氨基磺酸鎳240?460g/L、氯化鎳4?32g/L、硼酸28?42g/L和十二烷基硫酸鈉0.05?
0.22g/L，pH為3.3?4.8，溶劑為水；
[0022](2)接通直流電源，在電鑄液中加入280#鎳鉻硼硅粉末和W40金剛石微粉，通過控制對電鑄液進行間隔攪拌，電鑄液中的280#鎳鉻硼硅粉末、W40金剛石微粉和金屬鎳離子在陰極上得以均勻沉積，得到所需厚度的鎳-金剛石微粉-金屬釬料的復合磨料層，該步驟的具體參數為:W40金剛石微粉在電鑄液中的濃度為4?12g/L，280#鎳鉻硼硅粉末在電鑄液中的濃度為25?53g/L，電流密度為1?3.2A/dm2、溫度20?60°C、攪拌速度250?450r/min，每間隔10?35s攪拌一次，每次攪拌時間為8?10s ；
[0023](3)將所得的復合磨料層從金屬形模3上取下，清洗晾干后，將該復合磨料層夾在特定的模具里，采用氬氣保護高頻感應加熱燒結，控制合適的加熱速度，當加熱至1000?1050°C時保溫l_2min，再緩慢冷卻即可制得所述金剛石微粉磨具。
[0024]實施例2
[0025]如圖1所示:在電鑄槽1中盛入電鑄液2，金屬形模3接電源6的陰極，鎳板5接電源的陽極，在攪拌器4攪拌情況下，金屬釬料和金剛石微粉顆粒懸浮在電鑄液中，接通電源后，金屬釬料、金剛石微粉與金屬鎳離子逐漸在金屬形模上均勻沉積，制得鎳-金剛石微粉-金屬釬料的混合磨料層，具體步驟如下:
[0026](1)將金屬形模3作為陰極，鎳板5作為陽極，將兩極板放入含有水合金屬鹽的電鑄液中，并將陰極接直流電源的負極，陽極接直流電源的正極，其中電鑄液的配方為:氨基磺酸鎳250?450g/L、氯化鎳5?30g/L、硼酸30?40g/L、十二烷基硫酸鈉0.06?0.2g/L，pH為3.5?4.5，溶劑為水；
[0027](2)接通直流電源，在電鑄液中加入280#鎳鉻硼硅粉末和W40金剛石微粉，通過控制對電鑄液進行間隔攪拌，電鑄液中的280#鎳鉻硼硅粉末、W40金剛石微粉和金屬鎳離子在陰極上得以均勻沉積，得到所需厚度的鎳-金剛石微粉-金屬釬料的復合磨料層(如圖2所示，其中7為280#鎳鉻硼硅粉末，8為W40金剛石微粉，9為鎳)，該步驟的具體參數為:W40金剛石微粉在電鑄液中的濃度為5?10g/L，280#鎳鉻硼硅粉末在電鑄液中的濃度為30?50g/L，電流密度為1?3A/dm2、溫度20?55°C、攪拌速度300?450r/min，每間隔10?30s攪拌一次，每次攪拌時間為10s ；
[0028](3)將所得的復合磨料層從金屬形模3上取下，清洗晾干后，將該復合磨料層裝夾在特定的模具里，放到真空爐中對進行加熱燒結。在控制合適的加熱速度下，加熱至1000-1050°C，并且在真空爐中保溫2-3min，再隨爐緩慢冷卻即可制成所述金剛石微粉磨具。
[0029]以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的范圍，即依本發明專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的范圍內。
【主權項】
1.一種金剛石微粉磨具的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)將金屬形模作為陰極，鎳板作為陽極，將兩極板放入含有水合金屬鹽的電鑄液中，并將陰極接直流電源的負極，陽極接直流電源的正極，其中電鑄液的配方為:氨基磺酸鎳240?460g/L、氯化鎳4?32g/L、硼酸28?42g/L和十二烷基硫酸鈉(λ 05?(λ 22g/L，pH為3.3?4.8，溶劑為水； (2)接通直流電源，在電鑄液中加入金屬釬料粉末和金剛石微粉顆粒，通過控制對電鑄液進行間隔攪拌，電鑄液中的金屬釬料粉末、金剛石微粉顆粒和金屬鎳離子在陰極上得以均勻沉積，得到所需厚度的鎳-金剛石微粉-金屬釬料的復合磨料層，該步驟的具體參數為:金剛石微粉顆粒在電鑄液中的濃度為4?12g/L，金屬釬料粉末在電鑄液中的濃度為25?53g/L，電流密度為1?3.2A/dm2、溫度20?60°C、攪拌速度250?450r/min，每間隔10?35s攪拌一次，每次攪拌時間為8?10s ； (3)將所得的復合磨料層從金屬形模上取下，清洗晾干后進行加熱燒結制成所述金剛石微粉磨具。2.如權利要求1所述的一種金剛石微粉磨具的制備方法，其特征在于:所述電鑄沉液的配方:氨基磺酸鎳250?450g/L、氯化鎳5?30g/L、硼酸30?40g/L、十二燒基硫酸鈉0.06?0.2g/L，pH為3.5?4.5，溶劑為水。3.如權利要求1所述的一種金剛石微粉磨具的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)的具體參數為:金剛石微粉顆粒在電鑄液中的濃度為5?10g/L，金屬釬料粉末在電鑄液中的濃度為30?50g/L，電流密度為1?3A/dm2、溫度20?55°C、攪拌速度300?450r/min，每間隔10?30s攪拌一次，每次攪拌時間為10s。4.如權利要求1所述的一種金剛石微粉磨具的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)的加熱燒結具體為:將步驟(2)制得的復合磨料層采用氬氣保護高頻感應加熱燒結方式或者真空加熱燒結方式，在1000?1050°C下燒結1?3min，緩慢冷卻即可。5.如權利要求1至4中任一權利要求所述的一種金剛石微粉磨具的制備方法，其特征在于:所述金剛石微粉顆粒為W40金剛石微粉。6.如權利要求1至4中任一權利要求所述的一種金剛石微粉磨具的制備方法，其特征在于:所述金屬釬料粉末為鎳鉻硼硅粉末。7.如權利要求6所述的一種金剛石微粉磨具的制備方法，其特征在于:所述金屬釬料粉末為280#鎳鉻硼硅粉末。
【專利摘要】本發明公開了一種金剛石微粉磨具的制備方法，本發明采用電鑄-燒結復合的方法來制造金剛石微粉磨具，先利用彌散復合電鑄的方法，在金屬形模上沉積金屬釬料粉末和金剛石微粉顆粒，得到均勻混合的鎳-金剛石微粉-金屬釬料磨料層，再將此金剛石-釬料復合磨料層從金屬形模上取下，采取一定的工藝進行加熱燒結制得金剛石微粉磨具，本發明的技術方案充分結合了電鑄與燒結方法制備金剛石微粉的優勢，通過彌散復合電鑄成型可使磨具磨料層中的微粉磨粒均勻分布，再利用釬料作為結合劑進行燒結可提高對金剛石磨粒的把持力，提高磨具壽命。
【IPC分類】C25D15/00, C25D1/00
【公開號】CN105420793
【申請號】CN201510750002
【發明人】沈劍云, 姜波, 王江全, 徐西鵬
【申請人】華僑大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月6日