[发明专利]一种新型干式加工磨具及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磨削加工技术领域，尤其涉及一种新型干式加工磨具及其制 备方法

背景技术

金刚石磨具广泛应用于工程陶瓷材料，晶体材料，半导体材料，硬质合 金材料以及复合材料的磨削加工。目前在高精密磨削领域，国内主要采用金 属结合剂金刚石磨具，即，采用金属结合剂将金刚石磨料颗粒粘结成一个整 体，形成磨具。该类磨具具有结合力强，磨削寿命长，形状保持性好等特点。

在金刚石磨具制造过程中使用的金属结合剂主要有：铜基、钴基、铁基、 镍基、钨基和铝基结合剂等。其中，铜基、钴基和铁基结合剂应用较广。比 较而言，青铜结合剂自锐性差，容易堵塞发热、修整困难；钴的价格较高使 金刚石磨具的生产成本高；铁与钴属于同族元素，性质比较相似，价格低廉， 但含铁量大于40％时，铁基结合剂对烧结温度很敏感，极易因欠烧及过度侵蚀 金刚石而导致磨具的硬度下降。

发明内容

本发明提供了一种新型干式加工磨具及其制备方法，本发明中的新型干 式加工磨具具有较高的硬度，并且成本低。

本发明提供一种新型干式加工磨具，其原料包括高温结合剂、普通结合 剂和磨料；

所述高温结合剂包括Ni₃Al粉体；

所述普通结合剂包括镍基结合剂、铜基结合剂、铁基结合剂和钴基结合 剂中的一种或几种。

优选的，所述高温结合剂还包括NiAl粉体。

优选的，所述高温结合剂中，Ni₃Al粉体的重量份数为50～100份；

所述NiAl粉体的重量份数为1～50份。

优选的，所述高温结合剂中Ni₃Al粉体的粒径为1～10μm；

所述NiAl粉体的粒径为1～10μm。

优选的，所述普通结合剂占高温结合剂和普通结合剂总质量的1～20％。

优选的，所述磨料包括金刚石和/或立方氮化硼。

优选的，所述磨料的粒径为20～180目。

优选的，在所述新型干式加工磨具中，所述磨料的体积分数为7.25～50％。

本发明提供一种新型干式加工磨具的制备方法，包括以下步骤：

A)将高温结合剂、普通结合剂和磨料混合后进行球磨，得到磨具混合料； 所述高温结合剂包括Ni₃Al粉体；

所述普通结合剂镍基结合剂、铜基结合剂、铁基结合剂和钴基结合剂中 的一种或几种；

B)将所述磨具混合料进行冷压成型，得到坯体；

C)将所述坯体进行烧结，得到新型干式加工磨具。

优选的，所述烧结的温度为700～1100℃；

所述烧结的时间为5～30min；

所述烧结的压力为20～100MPa。

本发明提供一种新型干式加工磨具，其原料包括高温结合剂、普通结合 剂和磨料；所述高温结合剂包括Ni₃Al粉体；所述普通结合剂包括镍基结合剂、 铜基结合剂、铁基结合剂和钴基结合剂中的一种或几种。本发明以包括Ni₃Al 粉体的高温结合剂与普通结合剂搭配，能够提高磨具的高温烧结性能，并使 得磨具具有较高的硬度。并且，本发明中的新型干式加工磨具能在高温的条 件下具有很好的抗氧化性，同时其屈服强度随着温度的上升而提高，适用于 少冷却的加工过程、干式加工过程或者各种难加工硬脆材料以及金属材料的 高速加工过程。实验结果表明，本发明中的磨具洛氏硬度为93HRB。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中磨具的金刚石与结合剂的SEM结构图；

图2为本发明实施例1中磨具在金刚石与结合剂相接界面的微观结构图。

具体实施方式

本发明提供了一种新型干式加工磨具，包括高温结合剂、普通结合剂和 磨料；

所述高温结合剂包括Ni₃Al粉体；