[发明专利]一种陶瓷结合剂及其制备方法、金属/陶瓷复合结合剂、磨具及其制备方法

说明书

本发明涉及一种陶瓷结合剂及其制备方法、金属/陶瓷复合结合剂、磨具及其制备方法，属于磨料磨具技术领域。本发明的陶瓷结合剂，由以下质量百分比的组分组成：二氧化硅50～60％，氧化铝10～15％，氧化硼15～25％，氧化锆1～5％，氧化钠5～10％，氧化锂2～6％。本发明的金属/陶瓷复合结合剂，通过与金属结合剂进行复配，不仅能增大金属结合剂的洛氏硬度(HRB)，增强金属结合剂的自锐性；还能改善金属结合剂的结合性能，延长磨具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷结合剂及其制备方法、金属/陶瓷复合结合剂、磨具及其制备方法，属于磨料磨具技术领域。

背景技术

金属结合剂是超硬材料制品常见的一种结合剂。金属结合剂超硬材料制品主要采用金属粉末或合金粉或金属/合金混合粉末为粘结材料，超硬材料(金刚石、CBN及其改性磨料)为磨料，加入适当的添加剂，通过粉末冶金工艺而得到的制品。金属结合剂具有粘结能力大、流动性好、成型效果好、导热性能好等特点，因此金属结合剂的超硬磨具可以使用强力磨削的场合，并具有强度高、使用寿命长等特点，在脆性材料及高精密加工过程中得到了广泛地应用。金属结合剂由于具有较高的致密度，因此，金属结合剂具有较低的气孔率、自锐性差、易堵塞、金属结合剂砂轮修整较困难；其次，在实际的使用过程中，如果去除率较高，则需要进行频繁地修整工作，极大地降低了生产效率；最后，如果在实际的使用过程中加载的载荷较大，就会使得磨削过程中的削屑被压入到金属结合剂砂轮中，使得砂轮的修整变得更加困难。以上不足在一定程度上使得金属结合剂磨具在实际应用中受到了限制。为了解决金属结合剂磨具在高精、高效加工中的不足，国内外许多学者在结合剂改性上进行了大量的试验研究。如现有技术中，申请公布号为CN106625297A的中国发明专利申请文件公开了一种用于CBN磨料的金属结合剂，该结合剂由以下材料组成：Cu粉40～60％，Sn粉20～40份，TiH₂粉2～20％；各组分质量分数之和为100％。采用该结合剂的CBN砂轮适宜磨料、结合剂和辅助粘结剂为原料进行制备，通过辅助粘结剂在制备过程中形成的空隙，增大砂轮的容屑空间，但同时结合剂对磨粒的包裹能力变弱，降低了结合剂的结合性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷结合剂，将其添加入金属结合剂中，能够在克服金属结合剂自锐性差、易堵塞的缺点的同时，提高金属结合剂的结合性能。

本发明还提供了一种上述陶瓷结合剂的制备方法、采用上述陶瓷结合剂的金属/陶瓷复合结合剂、以及采用所述金属/陶瓷复合结合剂的磨具及其制备方法。

为了实现以上目的，本发明的陶瓷结合剂所采用的技术方案是：

一种陶瓷结合剂，由以下质量百分比的组分组成：二氧化硅50～60％，氧化铝10～15％，氧化硼15～25％，氧化锆1～5％，氧化钠5～10％，氧化锂2～6％。

本发明的陶瓷结合剂，与金属结合剂复配时，不仅能增大金属结合剂的洛氏硬度(HRB)，增强金属结合剂的自锐性；还能改善金属结合剂的结合性能，延长磨具的使用寿命。

本发明的陶瓷结合剂的制备方法所采用的技术方案为：

一种陶瓷结合剂的制备方法，包括以下步骤：取原料粉体加热至1300～1500℃，急冷、粉碎，即得。

本发明的陶瓷结合剂的制备方法，工艺简单，便于应用推广。

所采用的原料粉体可以为二氧化硅、氧化铝、硼酸、氧化锆、碳酸钠和碳酸锂的混合粉体。

本发明的金属/陶瓷复合结合剂所采用的技术方案为：

一种采用上述陶瓷结合剂的金属/陶瓷复合结合剂。

本发明的金属/陶瓷复合结合剂，通过将金属结合剂和陶瓷粉进行复配，不仅能增大金属结合剂的洛氏硬度(HRB)，增强金属结合剂的自锐性；还能改善金属结合剂的结合性能，延长磨具的使用寿命。