[发明专利]一种含陶瓷颗粒的磨料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨料，尤其是涉及一种可用于制作超硬工具的含陶瓷颗粒的超硬磨料及 其制备方法和应用。

背景技术

超硬材料包括金刚石、立方氮化硼、金刚石聚晶、立方氮化硼聚晶等。当采用超硬材料 制作超硬工具时，除了直接单颗镶嵌形成工具使用外，大部分是以超硬材料为原材料，通过 金属、树脂、陶瓷结合剂与超硬材料结合在一起成为各种形状的超硬工具。超硬工具可用于 加工石材、玻璃等非金属脆性材料和金属合金材料等。

现有的石材加工领域，大多使用的是金刚石工具。这些工具大都是采用金属、树脂、陶 瓷结合剂与超硬材料结合在一起，通过模具制造成各种形状。其中采用金属结合剂的金刚石 工具和采用树脂结合剂的金刚石工具最为常见。少量也有采用陶瓷结合剂的金刚石工具。其 中金属结合剂类主要用于粗加工，树脂结合剂类主要用于精加工，陶瓷结合剂类主要用于耐 热干性加工。

以上这些不同类型结合剂都具有各自的优点及缺点。例如树脂结合剂利于精磨抛光但使 用寿命短，不耐高温；而金属结合剂使用寿命较长，陶瓷结合剂则耐热性最好。

现有市场上的产品已有添加不规则形状金属颗粒(金属颗粒本身含有金刚石)于树脂结 合剂金刚磨片中，增加了磨片的使用寿命及锋利度。

但是在某些加工环境，特别是干性磨削切割环境，金属导热性强，容易将热量迅速传导 给树脂，使树脂过热，甚至碳化，从而使胎体粘结力下降，在金属颗粒与树脂结合面易形成 焦边，从而使金属颗粒脱落，造成工具报废。另一方面，金属在干性高温磨削切割环境，表 面易塑性变形，直接影响到工具的锋利度。例如在石材磨光时，现有一种树磨脂光片中，添 加有金属细颗粒(含金刚石)，在湿磨时效果很好，但在干磨时效果就较差。

公告号为CN1455807的发明专利提供一种用作磨料的细小单晶金刚石颗粒松散物质，其 从普通静态超高压方法的粗晶产品中制备得到。该新的颗粒磨料能改善切削加工速度(单位时 间的切削量)和工作面的粗糙度。该发明同时也提供了一种制备该金刚石磨料的有效方法。该 发明的金刚石颗粒，其平均粒度D50值大于5μm但不超过40μm，热处理对其晶体结构或综 合性质有明显的影响。该颗粒表面还沉积有非金刚石碳，相对于整个金刚石的重量，其含量 为0.5wt％或更高。为使金刚石颗粒的表面转化为非金刚石碳，该金刚石颗粒可以通过在600℃ 和非氧化氛围下加热处理具有上述粒度D50的金刚石颗粒有效地获得。

公开号为CN1551926的发明专利申请提供一种由涂敷的金刚石颗粒和基质材料形成的磨 料金刚石复合材料。金刚石具有由组成为MC_xN_y的耐火材料形成的保护涂层，其防止基质材 料产生的对金刚石的腐蚀性化学侵蚀。磨料金刚石复合材料还可以包含一种渗透剂如铜焊料 材料。另外，磨料金刚石复合材料可以包括许多涂敷的金刚石颗粒和铜焊料材料，铜焊料材 料填充涂敷的金刚石颗粒之间的间隙。还公开了制备这样的磨料金刚石复合材料的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种锋利耐用、可适用于湿磨和干磨的含陶瓷颗粒的磨料及其制备 方法和应用。

本发明所述的含陶瓷颗粒的磨料包括陶瓷颗粒和磨料结合剂，按质量百分比，陶瓷颗粒 为3％～97％，磨料结合剂为97％～3％。

陶瓷颗粒包括超硬材料和陶瓷结合剂，按质量百分比，超硬材料为1％～80％，陶瓷结合 剂为99％～20％。

磨料结合剂包括超硬材料和金属结合剂，或超硬材料和树脂结合剂；按质量百分比，超 硬材料为0.3％～80％，金属结合剂为99.7％～20％；或超硬材料为0.3％～95％，树脂结合剂 为99.7％～5％。

所述陶瓷颗粒中所包括的超硬材料可采用金刚石、金刚石聚晶、立方氮化硼、立方氮化 硼聚晶或其它超硬材料等，所述陶瓷颗粒中所包括的陶瓷结合剂可采用陶瓷粉等。所述陶瓷 颗粒的形状可为不规则的几何体，也可为圆锥体、棱形体等规则的几何体，陶瓷颗粒的粒径 最好为0.1～200mm。