[发明专利]磨料颗粒均匀分布在胎体中的方法

说明书

本发明为一种使磨料（金刚石或碳化钨、氧化铝等）均匀分布在胎体中的方法，它适用于磨具制造业。本发明提供了一种先制备以磨料颗粒为核心，所需的胎体粉为包裹体的球丸，再由球丸制成磨具的方法。

以前用磨料制造磨具时，由于磨料粒度与胎体粉的粒度相差悬殊，比重又不同，使磨料颗粒在胎体中很难均匀分布，使烧结出来的制品在使用过程中易产生磨料颗粒密集处脱粒，而在稀疏处拉沟等情况，甚至引起制品的裂纹或掉块，影响了制品的质量。

在美国专利US3316073中给出了一种用金属粉末包裹金刚砂的球丸制造方法。该方法是把作为粘结物的固态有机物如：糊精、石腊各以重量的1%加入胎体粉中，然后往滚动的磨料颗粒上喷洒细小的水雾，待磨料颗粒润湿后撒上上述的带有粘结物的胎体粉，制成球丸。或者用虫胶剂做粘结剂制做球丸。前者用的粘结物是固态，与水微溶或难溶水，故不能象液态那样能均匀地复盖在磨料表面上，因而易产生粘结不均匀的情况。另外，喷洒水雾易使胎体中的金属氧化，影响制品的胎体性能。而后者使用的虫胶剂灰分较大，易污染胎体粉，影响制品的质量。另外，在该专利的制丸方法中，使用的容器的轴线与水平面的倾角是固定的，不能随球丸重量的增加适当地调整倾角来获得有利于球丸滚动的离心力，因而使得有些磨料颗粒不能被裹上粉料，无法形成球丸。

为此，本发明提出了一种使磨料如：（金刚石或碳化钨、碳化硅、氧化铝等）颗粒均匀分布在胎体中的方法。该方法通过把磨料（金刚石、碳化钨、碳化硅、氧化铝等）颗粒与胎体粉混合，并采用无灰分的粘结剂，使磨料颗粒在旋转的容器中滚动，制成以磨料颗粒为核心，外裹胎体粉的球丸，使磨料颗粒被胎体粉均匀地隔离开。然后把上述方法制成的球丸装入模具中，经过烧结制成磨具。用此法制成的磨具中磨料颗粒分布均匀，大大地提高了使用寿命。

本发明的方法是通过以下方式实现的：先将磨料（金刚石或碳化钨、碳化硅、氧化铝等）颗粒放在旋转的鼓形容器中滚动，旋转速度最好为50～60转/分，容器轴线与水平面成一倾角，初始角度最好为60°，该倾角随球丸体积变大而逐渐变小，其最佳范围为60°～35°。首先往滚动的磨料颗粒上喷上一层粘结剂，本发明采用的粘结剂为乙醇和丙三醇的混合液，或乙醇与乙二醇的混合液，这些混合液没有灰分，且有足够的粘度，也不影响胎体粉的性能。待磨料颗粒充分润湿后撒上一层胎体粉，在上述粘结剂的粘结下，胎体粉就包裹在磨料颗粒的表面上。然后再向滚动的用胎体粉包裹的磨料颗粒上喷上述混合液，待用胎体粉包裹的磨料颗粒充分润湿后再撒上一层胎体粉，如此反复进行喷液，撒粉过程，并在其间随着球丸体积的增加，不断调节容器轴线与水平面的倾角，倾角由初始的角度逐渐变小，以使容器中的球丸能充分滚动。所喷的混合液量以既不使磨料颗粒或球丸彼此粘结，又要充分润湿为适，每次喷液量及撒粉量随球丸体积的增加而增加，最好使每次加入的粉量能全部包在磨料颗粒或球丸上，如若过量也可经过筛后再加入。如此反复多次的喷液和撒粉，磨料颗粒或球丸就在滚动中粘上一层层胎体粉，并在滚动中将粉压实在自己的表面上，最后形成以磨料颗粒为核心，外包均匀厚度的胎体粉，并有一定强度的球丸。由于采用的粘结剂很利于喷洒，容器中的颗粒滚动充分，所以制取的球丸体积较均一。容器停止滚动时的容器轴线与水平面的倾角最好为35°左右。

制成球丸后，将体积均一的球丸放在模具中，磨料颗粒之间的距离基本是相等的，如图Ⅰ所示。将这些球丸冷压制成所需的成品形状的胎体，这时仍不影响磨料颗粒的均匀分布。由于所采用的粘结剂沸点较低，放在真空干燥箱中，2～3小时即可烘干。将烘干后的胎体热压烧结，就能得到磨料颗粒均匀分布的制品。制品用的磨料可以是80目以粗的金刚石。也可以是80目以粗的碳化钨、碳化硅、氧化铝……等。做为球丸核心的磨料颗粒可以是相同粒度的，也可以是不同粒度的。虽然不同粒度的磨料制成的产品均匀性差些，但也可达到其所能达到的最好的均匀度。

影响制造均一体积球丸的因素很多，采用本发明的方法有以下的优点：

1.在性能合适，并能形成喷雾的情况下，粘结剂越粘越好，越粘则磨料颗粒间的润滑越好，粘结也容易，形成的球丸不易破碎。滚动好，易形成体积均一的球丸，本发明采用的粘结剂具有能形成喷雾和有足够粘度的优点。