[发明专利]一种陶瓷玻璃磨削用高耐磨Cu-SiC磨具材料及其制备方法

说明书

本发明属于脆性材料表面加工的技术领域，公开了一种陶瓷玻璃磨削用高耐磨Cu‑SiC磨具材料及其制备方法。所述磨具材料由以下按质量百分数计的原料制备得到：黑碳化硅40‑55％、铜粉7‑20％、辅助磨料1‑3％、粘合剂30‑35％；辅助磨料包含TiC、Cr、锆刚玉和微晶刚玉。本发明还公开了磨具材料的制备方法。本发明的方法简单，获得的材料和制品表面磨削过程中会形成近于微米颗粒的转移层，减少了颗粒拔出等宏观缺陷，减少了表面损伤，提高了制品合格率、优良率，保持了陶瓷‑玻璃复层材料的界面结合强度，也减少了亚表面、过渡层产生的损坏和变形、微裂纹、塑性变形等微观缺陷，提高磨具的断裂韧性、耐磨性，降低脆性。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷玻璃磨削用高耐磨Cu-SiC磨具材料及其制备方法，属于脆性材料的表面精细加工技术领域。

背景技术

当前阶段，我国使用最常见的用于加工陶瓷、玻璃、微晶玻璃和陶瓷-玻璃复层材料的方法是运用碳化硅等磨具作用于材料表面进行磨削加工。但这种方法的难点在于，加工这种易脆且硬度高的材料，被加工的元件通常会因此产生各种各样的表面微裂纹、残余应力、损伤和亚表面损伤，甚至把表面的颗粒拔出，形成一个凹坑。而且，当前这种表面磨削加工过程中，还存在着在多重复杂的磨削过程中出现的材料需要怎样快速高效去除、不影响产品合格率优良率和后期不形成产生裂纹的微缺陷等等问题。

随着研究的深入，磨削陶瓷有超声振动磨削；由机械磨削、电解加工和放电加工三种方法组合而成的加工法；电解放电加工法等促使难磨削材料问题得到解决，加工效率以及质量得到加大提升。但这些成果还未成熟到应用到工业批量生产中去，且成本较高。

Cu是自然界中具有优良导电和导热性能的材料，储存量大、易获得，具有很高的耐磨性以及优良的延展韧性。本发明在磨具材料中加入铜粉、辅助磨料等，解决了碳化硅材料易脆的缺点，韧性获得显著的加强，提高了磨具的耐磨性和效率，降低了磨具的磨损率；而且减少了陶瓷玻璃等脆性表面的损伤。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种陶瓷玻璃磨削用高耐磨Cu-SiC磨具材料及其制备方法。本发明的磨具材料具有高韧性、高耐磨和较高工作效率。本发明在磨具材料中加入铜粉、辅助磨料等，解决了碳化硅磨具材料易脆的缺点，韧性获得显著的加强，提高了磨具的耐磨性和效率，降低了磨具的磨损率；而且减少了陶瓷玻璃等脆性表面的损伤。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种陶瓷玻璃磨削用高耐磨Cu-SiC磨具材料，由以下按质量百分数计的原料制备得到：

黑碳化硅40-55％、铜粉7-20％、辅助磨料1-3％、粘合剂30-35％；

所述辅助磨料包含TiC、Cr、锆刚玉和微晶刚玉，其中各成分的含量，以重量份数计：TiC 3～15份，Cr 3～15份，锆刚玉15～30份，微晶刚玉15～45份。各成分的粒度为300～800目。

铜粉的含量优选为14-20％。

所述粘合剂为环氧改性酚醛树脂，密胺树脂或聚酰亚胺树脂，优选为环氧改性酚醛树脂。

一种陶瓷玻璃磨削用高耐磨Cu-SiC磨具材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将黑碳化硅、铜粉、辅助磨料以及粘合剂混合均匀，获得混合料；

2)将混合料置于模具中，成型，获得磨具。

所述成型为热压成型或浇注成型；热压成型的温度为140～180℃，压力为14～18MPa；热压成型的时间为11～15min。浇注成型时，先干燥，然后固化。干燥的温度为70～90℃，干燥的时间为2～4h。固化的时间为20～48h。