[发明专利]一种超硬金刚石砂轮的制备方法

说明书

本发明提供了一种超硬金刚石砂轮的制备方法，该工艺包括1)、按照重量份称取原料；2)、制备混合料A；3)、制备混合料B；4)、制备坯体；5)、制备砂轮基体；6）制备喷涂用的熔液；7）完成对砂轮基体表面镀膜处理等步骤。本发明提供一种超硬金刚石砂轮的制备方法，该工艺科学合理，通过采用易于分散的材料制备砂轮基体，并在砂轮基体上采用直流磁控溅射工艺进行直流磁控溅射分层沉积镀膜，制备的金刚石砂轮具有硬度和强度高，韧性好，耐磨损，自锐性好等特点，适合大范围推广。

技术领域

本发明涉及砂轮加工技术领域，尤其涉及一种超硬金刚石砂轮的制备方法。

背景技术

金刚石砂轮是以金刚石磨料为原料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷和电镀金属作结合剂，制成的中央有通孔的圆形固结磨具称作金刚石砂轮(合金砂轮）。金刚石砂轮在结构上与普通磨料砂轮有所不同，一般的是由金刚石磨料层、过渡层与基体组成。

金刚石砂轮在制备过程中，虽然金刚石硬度超硬，但是也很难以破碎，导致金刚石颗粒过大、分散不均匀等问题。同时，在制作过程中会添加一些辅材，这些辅材的强度相对较低，降低了金刚石的硬度，这阻碍金刚石砂轮的进一步应用。

鉴于以上，本发明提供一种超硬金刚石砂轮的制备方法，该工艺科学合理，选用纳米金刚石等材料，增加了金刚石的分散能力，易于分散和加工，通过先制备砂轮基体，具有较高的硬度和强度等特点。且在砂轮基体表面采用直流磁控溅射工艺进行直流磁控溅射分层沉积镀膜，完成对砂轮基体表面镀膜处理，大大提高了砂轮的硬度等性能，满足金刚石砂轮高强度的使用要求等。

发明内容

本发明提供一种超硬金刚石砂轮的制备方法，它包括以下步骤：

1)、按照重量份称取以下原料备用：

纳米金刚石磨料100-110重量份、陶瓷粉末20-30重量份、硅橡胶12-18重量份、硫酸钡晶须4-8重量份、高强度碳纤维3-7重量份、碳钢纤维2-6重量份、纳米碳化钨1-3重量份、碳纳米管1-10重量份、石墨7-11重量份、纳米氧化钙2-6重量份、玻璃纤维4-8重量份、纳米碳化硅粉末2-6重量份以及铝粉2-6重量份、铜粉3-7重量份、锌粉2-4重量份、铬粉2-4重量份、镍粉1-3重量份、纳米二氧化硅1-3重量份、钼粉1-3重量份；

2)、将纳米金刚石磨料、陶瓷粉末、硅橡胶、硫酸钡晶须、纳米碳化钨、碳纳米管、石墨、纳米氧化钙以及纳米碳化硅粉末混合均匀后置于105℃的烘箱中干燥30min，作为混合料A备用；

3)、将混合料A加入球磨机混合均匀，作为混合料B备用；

4）、将混合料B投入模具内，添置均匀，刮平，冷压制备成坯体；

5）、将制备的坯体经过烧结、自然冷却至室温，制备砂轮基体，备用；

6）、将铝粉、铜粉、锌粉、铬粉、镍粉、纳米二氧化硅、钼粉以及高强度碳纤维、碳钢纤维、玻璃纤维置于水冷铜模，抽取真空，然后熔炼至均匀熔液，捞净浮渣，备用；

7）、将步骤6）制备的熔液和步骤5）制备的砂轮基体放入磁控溅射机真空腔室内，抽真空，采用直流磁控溅射工艺对砂轮基体进行反溅清洗，再调整直流磁控溅射工艺进行直流磁控溅射分层沉积镀膜，完成对砂轮基体表面镀膜处理；

8)取出镀膜处理后的砂轮基体，晾干后对将其表面打磨平整，即得一种超硬金刚石砂轮。

进一步地，本发明所述步骤1)、按照重量份称取以下原料备用：