r>[0044]-种超硬磨具，该超硬磨具的原料组分包括结合剂和磨料，所述结合剂包括Ni、 Al、Cu、Ni-Cr合金粉，其中所述Ni、A1按摩尔比3 :1配比，且其重量份数共为41份，Cu粉 的重量份数为14份，Ni-Cr合金粉重量份数为38份，磨料为金刚石，浓度为75%，粒度为 80/100 目。
[0045] -种超硬磨具的制备方法，包括如下步骤：
[0046]步骤（1)、将上述各组分的Ni、Al、Cu、Ni_Cr合金粉末按照比例称量后放入球磨机 中充分混合获得磨具结合剂粉料，其中，所述球磨机转速为200r/min,球磨时间4. 5h,球料 比为7. 5 :1，磨球和原料总体积不超过球磨罐体积的2/3 ;
[0047]步骤（2)、将步骤一所获得的磨具结合剂粉料与金刚石磨料球磨混合均匀，获得磨 具制备材料，其中，所述球磨机转速为200r/min,球磨时间4. 5h,球料比为7. 5 :1，磨球和 原料总体积不超过球磨罐体积的2/3 ;
[0048] 步骤（3)、将步骤二所获得的磨具制备材料放入Crl2M〇V冷压模具中冷压成型，压 力为40MPa，成型获得磨具坯体，磨具坯体的压坯密度为50 %理论密度。
[0049]步骤（4)、通过对步骤三所获得的磨具坯体进行加热引发自蔓延-钎焊复合反应， 其中加热方式为热压炉加热，磨具坯体依靠自身的自蔓延-钎焊复合反应完成磨具坯体的 致密化，并获得超硬磨具。
[0050] 实施例4
[0051] -种超硬磨具，该超硬磨具的原料组分包括结合剂和磨料，所述结合剂包括Ni、 Al、Cu、Ni-Cr合金粉，其中所述Ni、Al按摩尔比1 :1配比，且其重量份数共为35份，Cu粉 的重量份数为30份，Ni-Cr合金粉重量份数为50份，磨料为金刚石，浓度为85%，粒度为 170/200 目。
[0052] -种超硬磨具的制备方法，包括如下步骤：
[0053]步骤（1)、将上述各组分的Ni、Al、Cu、Ni-Cr合金粉末按照比例称量后放入球磨机 中充分混合获得磨具结合剂粉料，其中，所述球磨机转速为220r/min,球磨时间5h,球料比 为8. 5 :1，磨球和原料总体积不超过球磨罐体积的2/3 ;
[0054]步骤（2)、将步骤一所获得的磨具结合剂粉料与金刚石磨料球磨混合均匀，获得磨 具制备材料，其中，所述球磨机转速为220r/min,球磨时间5h,球料比为8. 5 :1，磨球和原 料总体积不超过球磨罐体积的2/3 ;
[0055]步骤（3)、将步骤二所获得的磨具制备材料放入硬质合金冷压模具中冷压成型，压 力为45MPa，成型获得磨具坯体，磨具坯体的压坯密度为55 %理论密度；
[0056]步骤（4)、通过对步骤三所获得的磨具坯体进行加热引发自蔓延-钎焊复合反应， 其中加热方式为加热钨丝，磨具坯体依靠自身的自蔓延-钎焊复合反应完成磨具坯体的致 密化，并获得超硬磨具。
[0057] 实施例5
[0058] -种超硬磨具，该超硬磨具的原料组分包括结合剂和磨料，所述结合剂包括Ni、 Al、Cu、Ni-Cr合金粉，其中所述Ni、Al按摩尔比1 :1配比，且其重量份数共为60%，Cu粉 的重量份数为30 %，Ni-Cr合金粉重量份数为20 %，磨料为金刚石，浓度为40 %，粒度为 325/400 目。
[0059] -种超硬磨具的制备方法，包括如下步骤：
[0060] 步骤（1)、将上述各组分的Ni、Al、Cu、Ni-Cr合金粉末按照比例称量后放入球磨机 中充分混合获得磨具结合剂粉料，其中，所述球磨机转速为250r/min,球磨时间6h,球料比 为10 :1，磨球和原料总体积不超过球磨罐体积的2/3 ;
[0061] 步骤（2)、将步骤一所获得的磨具结合剂粉料与金刚石磨料球磨混合均匀，获得磨 具制备材料，其中，所述球磨机转速为250r/min,球磨时间6h,球料比为10 :1，磨球和原料 总体积不超过球磨罐体积的2/3 ;
[0062] 步骤（3)、将步骤二所获得的磨具制备材料放入Crl2M〇V冷压模具中冷压成型，压 力为50MPa，成型获得磨具坯体，磨具坯体的压坯密度为60 %理论密度；
[0063] 步骤（4)、通过对步骤三所获得的磨具坯体进行加热引发自蔓-钎焊复合反应，其 中加热方式为电火花加热，磨具坯体在自蔓延-钎焊复合反应结束时加压完成磨具坯体的 致密化，并获得超硬磨具。
[0064] 对本发明实施例1-5进行检测，测试结果如表1 :
[0065] 表1为实施例1-5的抗弯强度测试结果
【主权项】
1. 一种超硬磨具，其特征在于，该超硬磨具的原料组分包括结合剂和磨料，所述结合剂 包括Ni、Al、Cu、Ni-Cr合金粉，其中所述Ni、Al按摩尔比3 :1或1 :1配比，且其重量份数为 20-60份，Cu粉的重量份数为8-50份，Ni-Cr合金粉重量份数为20-60份，磨料为金刚石， 浓度为 40-100%，粒度为 30/40-325/400 目。
2. 如权利要求1中所述超硬磨具，其特征在于，该超硬磨具的原料组分包括结合剂和 磨料，所述结合剂包括附、41、〇11、附-〇合金粉，其中所述附、41按摩尔比3 :1或1:1配比， 且其重量份数共为35-55份，Cu粉的重量份数为12-30份，Ni-Cr合金粉重量份数为30-50 份，磨料为金刚石，浓度为50-85%，粒度为50/60-170/200目。
3. 如权利要求2中所述超硬磨具，其特征在于，该超硬磨具的原料组分包括结合剂和 磨料，所述结合剂包括Ni、Al、Cu、Ni-Cr合金粉，其中所述Ni、Al按摩尔比3 :1配比，且其 重量份数共为41份，Cu粉的重量份数为14份，Ni-Cr合金粉重量份数为38份，磨料为金刚 石，浓度为75%，粒度为80/100目。
4. 如权利要求1至3任一所述超硬磨具，其特征在于，所述Ni、Al、Ni-Cr合金粉末的 纯度均高于99. 9%，粒度均小于75ym，Cu粉纯度高于99. 9%，粒度小于45ym。
5. -种超硬磨具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤（1)、将Ni、Al、Cu、Ni-Cr合金粉末按照比例称量后放入球磨机中充分混合获得磨 具结合剂粉料； 步骤（2)、将步骤一所获得的磨具结合剂粉料与金刚石磨料球磨混合均匀，获得磨具制 备材料； 步骤（3)、将步骤二所获得的磨具制备材料放入冷压模具中冷压成型，获得磨具坯体； 步骤（4)、通过对步骤三所获得的磨具坯体进行加热引发自蔓延-钎焊复合反应，磨具 坯体依靠自身的自蔓延-钎焊复合反应或在自蔓延-钎焊复合反应结束时加压完成磨具坯 体的致密化，并获得超硬磨具。
6. 如权利要求5所述的超硬磨具的制备方法，其特征在于：步骤（3)中磨具坯体的压 坯密度为40-60 %理论密度。
7. 如权利要求5所述的超硬磨具的制备方法，其特征在于：步骤（1)和（2)中所述球 磨机转速为150~250r/min,球磨时间3~6h,球料比为5-10 :1，磨球和原料总体积不超 过球磨罐体积的2/3。
8. 如权利要求5所述的超硬磨具的制备方法，其特征在于：步骤（1)和（2)中所述球 磨机转速为180~220r/min,球磨时间4~5h,球料比为6-8 :1，磨球和原料总体积不超 过球磨罐体积的2/3。
9. 如权利要求5所述的超硬磨具的制备方法，其特征在于：步骤（3)中所述冷压模具 为Crl2MoV或硬质合金冷压模具，压力不小于30MPa。
10. 如权利要求5所述的超硬磨具的制备方法，其特征在于：步骤（4)中所述的加热方 式为热压炉或激光或加热钨丝或电火花加热。
【专利摘要】本发明公开了一种超硬磨具，该超硬磨具的原料组分包括结合剂和磨料，所述结合剂包括Ni、Al、Cu、Ni-Cr合金粉，其中所述Ni、Al按摩尔比3：1或1：1配比，且其重量份数为20-60份，Cu粉的重量份数为8-50份，Ni-Cr合金粉重量份数为20-60份，磨料为金刚石，浓度为40-100％,粒度为30/40-325/400目；同时，本发明公开了一种超硬磨具的制备方法。本发明的超硬磨具采用结合剂和金刚石磨料为原料，通过自蔓延-钎焊复合的方法制得，结合强度高、性能好、成本低、对金刚石热损伤低，可以实现高速长时间的磨削，满足加工的要求，具有抗弯强度高，硬度高、耐磨削、锋利度强、使用寿命长的优点，本发明超硬磨具的制备方法具有工艺简单、无污染、能耗低、快捷和低成本等优点。
【IPC分类】B22F3-16, B24D3-10, B22F3-23, C22C30-02, C22C19-05, B24D3-34, B24D18-00
【公开号】CN104842286
【申请号】CN201510273760
【发明人】张凤林, 周玉梅, 王成勇
【申请人】广东工业大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月20日