[发明专利]一种磨具用低温陶瓷金属复合结合剂及其制备方法

说明书

本发明属于磨具用结合剂的制备领域，涉及一种磨具用低温陶瓷金属结合剂及应用。本发明采用化学镀法将金属引入到陶瓷结合剂中，改善陶瓷结合剂脆性大、强度低、导热性差的缺点。制备的复合结合剂与传统的机械混合方法相比，陶瓷与金属的均匀性和结合力更好，有效改善了陶瓷与金属相容性差的状况。本发明制备的复合结合剂与陶瓷结合剂相比，抗弯强度和抗冲击强度得到显著的提高，既具有陶瓷的锋利性，又避免了陶瓷结合剂在深加工过程中的开裂状况。

技术领域

本发明属于磨具用结合剂的制备领域，涉及一种化学镀法获得陶瓷金属复合结合剂的制备方法。

背景技术

以金刚石为磨料的陶瓷结合剂磨具拥有磨削效率高、磨削精度高、自锐性好等优异性能，在硬质合金、刀具、汽车等领域被广泛使用。然而，由于陶瓷结合剂在弯曲强度、断裂韧性、导热性等方面的不足，制约了其在高速及高精密磨削领域的应用。一种兼具陶瓷结合剂和金属结合剂双重优点的陶瓷金属结合剂应运而生。陶瓷金属复合结合剂磨具刚性好，不易变形，工件精度高；磨具疏松多孔，易排屑，不容易发生堵塞和工件的烧伤破坏；自锐性好，容易修整且时间间隔长，加工效率高；耐热性好不易脆性开裂，可用于深切削领域。鉴于陶瓷金属复合结合剂磨具的上述优点，其在磨削加工中将起到重要的作用。

目前在磨具领域常用的制备方法是将金属或金属合金通过机械混合的方法加入到陶瓷结合剂中，从而获得陶瓷金属复合结合剂，这种陶瓷金属结合剂的复合方法由于陶瓷与金属界面的物理、化学相容性比较差，造成复合效果并不是太理想。

化学镀覆低温陶瓷结合剂获得的陶瓷金属复合结合剂，有效改善陶瓷与金属界面润湿性，改善陶瓷与金属结合状态，这种结合剂具有较高的材料强度和韧性等，呈现出很多的亮点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学镀法制备陶瓷金属结合剂的方法，通过制备工艺上改进陶瓷金属结合剂中陶瓷与金属的润湿性和结合强度，促进陶瓷磨料磨具和金属磨料磨具行业互补发展。

本发明的技术方案是：采用化学镀法将低温陶瓷结合剂粉体镀覆镍磷合金，从而获得陶瓷金属复合结合剂，其组成为（体积分数）：镍磷合金5%~12%，低温陶瓷结合剂粉料88%~95%。所述的制备方法按以下步骤实施：

S1：将低温陶瓷结合剂的原料称量混合后，制备低温陶瓷结合剂粉料；

S2：将陶瓷结合剂粉料进行前处理、镀覆和干燥，并球磨过筛；

S3： 将镀覆后的陶瓷结合剂投入模具烧结，烧成后脱模取出。

优选地，所述的低温陶瓷结合剂的原材料为：二氧化硅（SiO₂）40~50%、氧化铝（Al₂O₃）6~10%、碳酸钠（Na₂CO₃）3~10%、碳酸锂（Li₂CO₃）3~6%、氧化锆（ZrO₂）1~5%、粘土（Hydrotalcite）6~15%、硼酸（H₃BO₃）10~25%。

优选地，S1的具体步骤如下：

S11：将原料按照组成比例准确称量、经球磨混合均匀；

S12：将混合好的原料在1400℃下熔融、水淬；

S13：将制备的低温陶瓷结合剂原料干燥、球磨、并过220#的筛，制成粉料备用。

更优选地，S2的具体步骤如下：