一种金刚石微粉磨具的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于磨具制备技术领域，具体涉及一种金刚石微粉磨具的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，在硬脆材料精密磨削加工中使用的基本上全是树脂结合剂或金属结合剂细粒度金刚石磨具，这两类磨具的制备方法都是通过压制烧结方法制成的。利用压制烧结法制备的金刚石微粉磨具存在着许多固有弊端，因为在这类磨具的制备过程中，将金刚石微粉磨粒和结合剂粉末进行机械混合时，金刚石微粉根本不可能得以分散，压制烧结制成磨具后其磨粒分布均匀性非常差，导致其在使用过程中易划伤工件而影响其加工精度，同时由于烧结工具中结合剂对金刚石磨粒的把持力不高，而且金刚石的出露高度小，必须经常对磨具进行修整，这大大降低了加工效率，也缩短了磨具的使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种金刚石微粉磨具的制备方法。
[0004]本发明的具体技术方案如下:
[0005]—种金刚石微粉磨具的制备方法，包括如下步骤:
[0006](1)将金属形模作为阴极，镍板作为阳极，将两极板放入含有水合金属盐的电铸液中，并将阴极接直流电源的负极，阳极接直流电源的正极，其中电铸液的配方为:氨基磺酸镍240?460g/L、氯化镍4?32g/L、硼酸28?42g/L和十二烷基硫酸钠0.05?0.22g/L，pH为3.3?4.8，溶剂为水;
[0007](2)接通直流电源，在电铸液中加入金属钎料粉末和金刚石微粉颗粒，通过控制对电铸液进行间隔搅拌，电铸液中的金属钎料粉末、金刚石微粉颗粒和金属镍离子在阴极上得以均匀沉积，得到所需厚度的镍-金刚石微粉-金属钎料的复合磨料层，该步骤的具体参数为:金刚石微粉颗粒在电铸液中的浓度为4?12g/L，金属钎料粉末在电铸液中的浓度为25?53g/L，电流密度为1?3.2A/dm2、温度20?60°C、搅拌速度250?450r/min，每间隔10?35s搅拌一次，每次搅拌时间为8?10s ；
[0008](3)将所得的复合磨料层从金属形模上取下，清洗晾干后进行加热烧结制成所述金刚石微粉磨具。
[0009]在本发明的一个优选实施方案中，所述电铸沉液的配方:氨基磺酸镍250?450g/L、氯化镍5?30g/L、硼酸30?40g/L、十二烷基硫酸钠0.06?0.2g/L，pH为3.5?4.5，溶剂为水。
[0010]在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)的具体参数为:金刚石微粉颗粒在电铸液中的浓度为5?10g/L，金属钎料粉末在电铸液中的浓度为30?50g/L，电流密度为1?3A/dm2、温度20?55°C、搅拌速度300?450r/min，每间隔10?30s搅拌一次，每次搅拌时间为10s。
[0011]在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)的加热烧结具体为:将步骤(2)制得的复合磨料层采用氩气保护高频感应加热烧结方式或者真空加热烧结方式，在1000?1050°C下烧结1?3min，缓慢冷却即可。
[0012]在本发明的一个优选实施方案中，所述金刚石微粉颗粒为W40金刚石微粉。
[0013]在本发明的一个优选实施方案中，所述金属钎料粉末为镍络硼娃粉末。进一步优选的，所述金属钎料粉末为280#镍铬硼硅粉末。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015]本发明采用电铸-烧结复合的方法来制造金刚石微粉磨具，先利用弥散复合电铸的方法，在金属形模上沉积金属钎料粉末和金刚石微粉颗粒，得到均匀混合的镍-金刚石微粉-金属钎料磨料层，再将此金刚石-钎料复合磨料层从金属形模上取下，采取一定的工艺进行加热烧结制得金刚石微粉磨具，本发明的技术方案充分结合了电铸与烧结方法制备金刚石微粉的优势，通过弥散复合电铸成型可使磨具磨料层中的微粉磨粒均匀分布，再利用钎料作为结合剂进行烧结可提高对金刚石磨粒的把持力，提高磨具寿命。
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例1和实施例2的电铸工艺示意图；
[0017]图2为本发明实施例2制备的复合磨料层的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下通过【具体实施方式】结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0019]实施例1
[0020]如图1所示:在电铸槽1中盛入电铸液2，金属形模3接电源6的阴极，镍板5接电源的阳极，在搅拌器4搅拌情况下，金属钎料和金刚石微粉颗粒悬浮在电铸液中，接通电源后，金属钎料、金刚石微粉与金属镍离子逐渐在金属形模上均匀沉积，制得镍-金刚石微粉-金属钎料的混合磨料层，具体步骤如下:
[0021](1)将金属形模3作为阴极，镍板5作为阳极，将两极板放入含有水合金属盐的电铸液中，并将阴极接直流电源的负极，阳极接直流电源的正极，其中电铸液的配方为:氨基磺酸镍240?460g/L、氯化镍4?32g/L、硼酸28?42g/L和十二烷基硫酸钠0.05?
0.22g/L，pH为3.3?4.8，溶剂为水；
[0022](2)接通直流电源，在电铸液中加入280#镍铬硼硅粉末和W40金刚石微粉，通过控制对电铸液进行间隔搅拌，电铸液中的280#镍铬硼硅粉末、W40金刚石微粉和金属镍离子在阴极上得以均匀沉积，得到所需厚度的镍-金刚石微粉-金属钎料的复合磨料层，该步骤的具体参数为:W40金刚石微粉在电铸液中的浓度为4?12g/L，280#镍铬硼硅粉末在电铸液中的浓度为25?53g/L，电流密度为1?3.2A/dm2、温度20?60°C、搅拌速度250?450r/min，每间隔10?35s搅拌一次，每次搅拌时间为8?10s ；
[0023](3)将所得的复合磨料层从金属形模3上取下，清洗晾干后，将该复合磨料层夹在特定的模具里，采用氩气保护高频感应加热烧结，控制合适的加热速度，当加热至1000?1050°C时保温l_2min，再缓慢冷却即可制得所述金刚石微粉磨具。
[0024]实施例2
[0025]如图1所示:在电铸槽1中盛入电铸液2，金属形模3接电源6的阴极，镍板5接电源的阳极，在搅拌器4搅拌情况下，金属钎料和金刚石微粉颗粒悬浮在电铸液中，接通电源后，金属钎料、金刚石微粉与金属镍离子逐渐在金属形模上均匀沉积，制得镍-金刚石微粉-金属钎料的混合磨料层，具体步骤如下:
[0026](1)将金属形模3作为阴极，镍板5作为阳极，将两极板放入含有水合金属盐的电铸液中，并将阴极接直流电源的负极，阳极接直流电源的正极，其中电铸液的配方为:氨基磺酸镍250?450g/L、氯化镍5?30g/L、硼酸30?40g/L、十二烷基硫酸钠0.06?0.2g/L，pH为3.5?4.5，溶剂为水；
[0027](2)接通直流电源，在电铸液中加入280#镍铬硼硅粉末和W40金刚石微粉，通过控制对电铸液进行间隔搅拌，电铸液中的280#镍铬硼硅粉末、W40金刚石微粉和金属镍离子在阴极上得以均匀沉积，得到所需厚度的镍-金刚石微粉-金属钎料的复合磨料层(如图2所示，其中7为280#镍铬硼硅粉末，8为W40金刚石微粉，9为镍)，该步骤的具体参数为:W40金刚石微粉在电铸液中的浓度为5?10g/L，280#镍铬硼硅粉末在电铸液中的浓度为30?50g/L，电流密度为1?3A/dm2、温度20?55°C、搅拌速度300?450r/min，每间隔10?30s搅拌一次，每次搅拌时间为10s ；
[0028](3)将所得的复合磨料层从金属形模3上取下，清洗晾干后，将该复合磨料层装夹在特定的模具里，放到真空炉中对进行加热烧结。在控制合适的加热速度下，加热至1000-1050°C，并且在真空炉中保温2-3min，再随炉缓慢冷却即可制成所述金刚石微粉磨具。
[0029]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
【主权项】
1.一种金刚石微粉磨具的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)将金属形模作为阴极，镍板作为阳极，将两极板放入含有水合金属盐的电铸液中，并将阴极接直流电源的负极，阳极接直流电源的正极，其中电铸液的配方为:氨基磺酸镍240?460g/L、氯化镍4?32g/L、硼酸28?42g/L和十二烷基硫酸钠(λ 05?(λ 22g/L，pH为3.3?4.8，溶剂为水； (2)接通直流电源，在电铸液中加入金属钎料粉末和金刚石微粉颗粒，通过控制对电铸液进行间隔搅拌，电铸液中的金属钎料粉末、金刚石微粉颗粒和金属镍离子在阴极上得以均匀沉积，得到所需厚度的镍-金刚石微粉-金属钎料的复合磨料层，该步骤的具体参数为:金刚石微粉颗粒在电铸液中的浓度为4?12g/L，金属钎料粉末在电铸液中的浓度为25?53g/L，电流密度为1?3.2A/dm2、温度20?60°C、搅拌速度250?450r/min，每间隔10?35s搅拌一次，每次搅拌时间为8?10s ； (3)将所得的复合磨料层从金属形模上取下，清洗晾干后进行加热烧结制成所述金刚石微粉磨具。2.如权利要求1所述的一种金刚石微粉磨具的制备方法，其特征在于:所述电铸沉液的配方:氨基磺酸镍250?450g/L、氯化镍5?30g/L、硼酸30?40g/L、十二烧基硫酸钠0.06?0.2g/L，pH为3.5?4.5，溶剂为水。3.如权利要求1所述的一种金刚石微粉磨具的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)的具体参数为:金刚石微粉颗粒在电铸液中的浓度为5?10g/L，金属钎料粉末在电铸液中的浓度为30?50g/L，电流密度为1?3A/dm2、温度20?55°C、搅拌速度300?450r/min，每间隔10?30s搅拌一次，每次搅拌时间为10s。4.如权利要求1所述的一种金刚石微粉磨具的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)的加热烧结具体为:将步骤(2)制得的复合磨料层采用氩气保护高频感应加热烧结方式或者真空加热烧结方式，在1000?1050°C下烧结1?3min，缓慢冷却即可。5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的一种金刚石微粉磨具的制备方法，其特征在于:所述金刚石微粉颗粒为W40金刚石微粉。6.如权利要求1至4中任一权利要求所述的一种金刚石微粉磨具的制备方法，其特征在于:所述金属钎料粉末为镍铬硼硅粉末。7.如权利要求6所述的一种金刚石微粉磨具的制备方法，其特征在于:所述金属钎料粉末为280#镍铬硼硅粉末。
【专利摘要】本发明公开了一种金刚石微粉磨具的制备方法，本发明采用电铸-烧结复合的方法来制造金刚石微粉磨具，先利用弥散复合电铸的方法，在金属形模上沉积金属钎料粉末和金刚石微粉颗粒，得到均匀混合的镍-金刚石微粉-金属钎料磨料层，再将此金刚石-钎料复合磨料层从金属形模上取下，采取一定的工艺进行加热烧结制得金刚石微粉磨具，本发明的技术方案充分结合了电铸与烧结方法制备金刚石微粉的优势，通过弥散复合电铸成型可使磨具磨料层中的微粉磨粒均匀分布，再利用钎料作为结合剂进行烧结可提高对金刚石磨粒的把持力，提高磨具寿命。
【IPC分类】C25D15/00, C25D1/00
【公开号】CN105420793
【申请号】CN201510750002
【发明人】沈剑云, 姜波, 王江全, 徐西鹏
【申请人】华侨大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月6日