[发明专利]一种金属结合剂磨具及其制备方法

说明书

本发明提供了一种金属结合剂磨具，其原料包括金属结合剂和磨料，所述金属结合剂为表面包覆有Ni‑Co合金层的Ni₃Al粉体。本发明在Ni₃Al粉末上包覆Ni‑Co合金层，既可以改善Ni₃Al的烧结性能，又可以提高烧结后磨具的强度、韧性同时降低Ni₃Al的室温脆性。并且，本申请中的金属结合剂对磨料的高温把持性能较好，能有效控制磨料的早期脱落行为，获得较长的使用寿命和优异的磨削能力。实验结果表明，本申请中的金属结合剂磨具的洛氏硬度为113HRB。本发明还提供了一种金属结合剂磨具的制备方法。

技术领域

本发明属于磨削加工技术领域，尤其涉及一种金属结合剂磨具及其制备方法。

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。

金属间化合物Ni₃Al具有优异的宽温域反常屈服特性以及干式高温有氧环境的适应性，因此利用Ni₃Al金属间化合物作为干式加工金刚石磨具的结合剂可以充分利用其高温蠕变强度，获得干式磨削中抵抗微尺度高温蠕变的性能，以改变传统结合剂的低蠕变强度特征。但是Ni₃Al的熔点高(1390℃)，在此温度下与金刚石进行固相致密化烧结过程中对金刚石的损伤较大，导致最终的磨具硬度偏低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属结合剂磨具及其制备方法，本发明中的金属结合剂磨具的硬度较高。

本发明提供一种金属结合剂磨具，其原料包括金属结合剂和磨料，

所述金属结合剂为表面包覆有Ni-Co合金层的Ni₃Al粉体。

优选的，所述Ni₃Al粉体的粒径为10～50μm。

优选的，所述Ni-Co层的厚度为0.5～5μm。

优选的，所述磨料为金刚石和/或立方氮化硼。

优选的，所述磨料的粒度为20～130目。

优选的，所述金属结合剂磨具中磨料的体积分数为7.25～50％。

优选的，所述金属结合剂中Ni₃Al粉体的体积分数为75～95％。

本发明提供一种金属结合剂磨具的制备方法，包括以下步骤：

A)将Ni₃Al粉体浸入镀液中进行化学镀，得到金属结合剂，所述镀液中包括Ni离子和Co离子；

B)将金属结合剂与磨料混合后进行球磨，得到球磨混合料；

C)将球磨混合料进行冷压成型，得到坯体；

D)将所述坯体进行烧结，得到金属结合剂磨具。

优选的，所述步骤B)中球磨的时间为15～60min；

所述步骤B)中球磨的球料比为(5～20)：1；

所述步骤B)中球磨的转速为100～300r/min。

优选的，所述步骤D)中烧结的温度为750～1000℃；

所述步骤D)中烧结的压力为40～100MPa；

所述步骤D)中烧结的时间为5～20min。