[发明专利]一种碳材料结合剂复合磨具及其制备方法

说明书

本发明提供了一种碳材料结合剂复合磨具及其制备方法，涉及磨具技术领域。本发明提供的复合磨具包括磨料和磨料结合剂；所述磨料为碳化硅、碳化硼、金刚石、立方氮化硼和氧化铝中的一种或几种；所述磨料结合剂为玻璃碳；所述磨料结合剂和磨料的体积比为1～9：9～1。本发明以碳化硅、碳化硼、金刚石、立方氮化硼和氧化铝中的一种或几种作为磨料，配以玻璃碳作为磨料结合剂，得到的磨具具有优异的耐热性、耐高温性，较高的抗折强度、硬度以及良好的耐腐蚀性，综合性能优异，且成分配比简单。本发明提供了所述碳材料结合剂复合磨具的制备方法，原料易得，设备简单、操作简便，便于加工成型。

技术领域

本发明涉及磨具技术领域，特别涉及一种碳材料结合剂复合磨具及其制备方法。

背景技术

磨具是用以磨削、研磨和抛光的工具，除在机械制造和其他金属加工工业中被广泛采用外，还用于粮食加工、造纸工业和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡胶、木材等非金属材料的加工。

大部分的磨具是用磨料加上结合剂制成的人造磨具，目前，常用的结合剂主要有金属结合剂、陶瓷结合剂和树脂结合剂。这些结合剂主要存在的问题有：金属结合剂高温易变形，陶瓷结合剂脆性大、成分配比复杂，树脂结合剂耐热性差、保存周期短、耐腐蚀性差，进而影响了磨具的使用性能。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种碳材料结合剂复合磨具及其制备方法。本发明以玻璃碳作为磨料结合剂，使提供的磨具具有优异的耐热性、耐高温性，较高的抗折强度、硬度以及良好的耐腐蚀性，综合性能优异，且成分配比简单。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种碳材料结合剂复合磨具，包括磨料和磨料结合剂；

所述磨料为碳化硅、碳化硼、金刚石、立方氮化硼和氧化铝中一种或几种；

所述磨料结合剂为玻璃碳；

所述磨料结合剂和磨料的体积比为1～9：9～1。

优选地，所述磨料包括微粉、颗粒、晶须和纤维中的一种或几种；当所述磨料包括微粉时，所述微粉的粒径为0.1～40μm；当所述磨料包括颗粒时，所述颗粒的大小为20～400目。

优选地，所述磨料结合剂和磨料的体积比为7～5：3～5。

本发明提供了以上方案所述碳材料结合剂复合磨具的制备方法，包括以下步骤：

(1)将所述磨料和富碳聚合物混合进行压制成型得到压制品；

(2)将所述压制品在非氧化条件下加热进行玻璃化，得到所述碳材料结合剂复合磨具；所述玻璃化的加热温度为600～2500℃。

优选地，所述富碳聚合物包括酚醛树脂、酚醛树脂衍生物、糠醇树脂、糠醇树脂衍生物、环氧树脂和环氧树脂衍生物中的一种或几种。

优选地，所述压制成型的压力为10～20MPa，时间为1～2min。

优选地，所述玻璃化的保温时间为30～300min。

优选地，所述非氧化条件通过通入非氧化气氛或掩埋的方式实现；当所述非氧化条件通过掩埋的方式实现时，在进行玻璃化之前，还包括将所述压制品进行固化。

优选地，所述固化的温度为100～200℃。