[发明专利]一种超硬磨料簇及其制作方法

说明书

本发明公开一种超硬磨料簇及其制作方法，属于超硬材料领域，其制作过程如下：（1）将苯乙烯单体、BPO和超硬磨料溶于去离子水，室温搅拌均匀；（2）将聚乙烯醇溶于去离子水，室温搅拌10 min~30min；（3）将步骤（1）和（2）物料加入反应釜，氮气保护下开启体系冷凝；（4）将步骤（3）体系按照温控曲线进行反应，直至反应完成；（5）将步骤（4）所得产物进行真空抽滤，直至溶剂全部排出；（6）将步骤（5）抽滤所得物再烘干至恒重；（7）将步骤（6）所得烘干物过筛，即得。本发明提供的聚苯乙烯基磨料簇配方及相关工艺下制造出的超硬磨料簇能够满足刀具刃口的高效钝化，且刀具刃口平滑圆润、没有缺口锯齿。

技术领域

本发明属于超硬材料领域，具体涉及一种超硬磨料簇及其制作方法。

背景技术

在机械加工领域，不锈钢、耐热合金等有较强自发氧化倾向的材料通常需要进行表面镀敷（如镀敷镍层）处理，为避免金属材料与镀层结合不良问题，通常在镀敷前需要对金属材料进行钝化处理；高速钢、硬质合金、金属陶瓷等刀具在磨加工后容易在刃口产生微观缺口等缺陷，这种缺陷极易扩展，加快刀具磨损和损坏，严重影响刀具切削性能及寿命，所以该领域刀具也通常进行钝化处理；含涂层硬质合金、金属陶瓷刀具在涂覆前需要对刀具进行钝化处理，以增强涂层与刀具的结合能力，保证涂层的牢固性和使用寿命。

刀具传统钝化多采用高效机械钝化方法。如采用振动钝化、介质钝化、研磨浆钝化、干或湿的喷砂法钝化等，其选用的磨料通常是金刚石或立方氮化硼(CBN)等超硬磨料，亦或是铬刚玉、绿碳化硅、核桃壳等普通磨料或者其混合物。但粗超硬磨料颗粒不利于工艺设定且容易对工装卡具造成损伤、细超硬磨料颗粒难以实现高效钝化工作；而因粒度控制难度大、自身硬度低等原因，采用铬刚玉、绿碳化硅或者核桃壳等磨料不能极大改善钝化效果，刀具刃口的微观缺口和锯齿无法完全消除。且普通磨料用于钝化时消耗量大，极易造成粉尘污染。

因此设计一种超硬团簇磨料，并提出有效的制作方法，使其能够满足高效高质量完成刀具钝化、提高刀具刃口质量、极大减少崩刃，对于提高刀具刃口强度、提升刀具寿命、降低机械加工成本具有重要的意义。

发明内容

本发明是基于刀具在磨削加工刃口后存在不同程度微观缺口（微小崩刃与锯齿）的现状不能满足机械加工对刀具刃口高强度和高稳定性的需求，且现存钝化磨料无法兼顾钝化质量与效率的双重要求，设计了一种可高效去除刃口缺陷、达到圆滑平整、使刀具既坚固又耐用的团簇磨料。该团簇磨料含有细粒度超硬磨料（金刚石或CBN）作为高效钝化的主体；含有树脂微球作为基材保留磨料簇的弹性，以规避粗粒度超硬磨料容易对刃口造成新缺陷的风险。并深入了不同粒径磨料簇的制作方法，以满足钝化不同规格、不同种类刀具对磨料簇粒径有别的需求。

本发明采用以下技术方案实现上述目的：选择合适粒度的微粉级超硬磨料（金刚石或CBN），以便于应对不同材质的钝化对象；优选合理的高分子单体、设计适合微粉超硬磨料介入的高分子聚合反应工艺，使超硬磨料能够均匀有效的与作为团簇磨料基材的高分子结合，并保证磨料簇的粒径可控。

具体地，一种超硬磨料簇的制作方法，过程如下：

（1）将苯乙烯单体、BPO和超硬磨料分散于去离子水中，30±5℃搅拌均匀；

(2)将聚乙烯醇溶于去离子水，室温搅拌10 min ~30min；

(3)将步骤（1）和（2）的物料共同加入反应釜，保持氮气保护同时开启体系冷凝，保持40±5℃；

(4)将步骤（3）体系按照特定的温控曲线进行反应，直至反应完成；

(5)将步骤（4）所得产物进行真空抽滤，直至溶剂全部排出；

(6)将步骤（5）抽滤所得物在烘干至恒重；

(7)将步骤（6）所得烘干物过筛，即得。