专利名称：金刚石磨石的复合底层材料的制作方法
技术领域：
本发明属于金刚石磨削工具技术领域，涉及一种金刚石磨石，特别涉及一种对金刚石磨石底层材料进行改进的金刚石磨石的复合底层材料。
背景技术：
金刚石磨石现有的底层是多种金属粉末的混合料，其成分和配比与金刚石层中的金属粉末的成分和配比相同或相近。
这种金刚石磨石存在的问题是，底层与金刚石层的膨胀系数不一致，所用金属与金刚石线膨胀系数相差10～20倍，经高温烧结后，底层尺寸收缩较大，而金刚石层收缩较小，因此，容易造成以下三种废品①磨石整体弯曲变形，沿长度方向向下弯曲，底层呈凹面，而金刚石工作层呈凸面。
②磨石出现裂纹，底层裂纹尤为明显。裂纹方向大致与弯曲的曲率半径方向一致。
③工作层与底层之间发生分层现象，两层结合不牢，彼此脱离。
发明内容
本发明的目的在于克服现有金刚石磨石存在的问题而提出一种有效地防止金刚石磨石出现弯曲变形、裂纹或分层废品的金刚石磨石的复合底层材料。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是在底层材料中，添加各个原料及填充料，使得金刚石层与底层的膨胀系数相互接近，具体包括下列重量份数的各原料及填充料Cu 50～70份 Sn 5～15份 Fe 5～15份 Ni 5～10份 WC 5～15份 填充料5～25份，其中填充料选择刚玉(Al2O3)、碳化硅(SiC)或低品级金刚石之一。
填充料的线膨胀系数应远小于底层金属，而与金刚石的热膨胀系数接近，在10-6K-1数量级，填充料的硬度应明显高于磨石底层金属，硬度在HV2000以上，填充料的密度在3.0～4.0g/cm3之间，填充料粉末粒度与金刚石粒度范围相差一个粒度号之内，填充料的耐热性为在磨石烧结过程中不熔化，填充料的化学稳定性为在烧结温度下不发生化学变化。
本发明具有如下积极效果含有复合填充料底层的金刚石磨石，其底层与金刚石层的线膨胀系数互相接近，杜绝了高温烧结过程中出现弯曲变形、裂纹、分层现象，保证了产品质量，有效地防止产生金刚石磨石废品，从而提高成品率，降低制造成本。
本发明的填充料应满足下列要求(1)、填充料材料类型可以是碳化物或氧化物，包括金属或非金属的碳化物或氧化物，例如碳化硅、刚玉(氧化铝)等；也可以是廉价的低品级金刚石或金刚石回收料。
(2)、填充料的性能要求①填充料的线膨胀系数应远小于底层金属，而与金刚石的热膨胀系数接近，在10-6K-1数量级。
②填充料的硬度应明显高于磨石底层金属，硬度在HV2000以上，越高越好，尽可能与金刚石接近。
③填充料的密度密度在3.0～4.0g/cm3之间，尽可能与金刚石密度接近。
④填充料粉末粒度粒度与金刚石粒度相同或相近(相差一个粒度号)。
(3)、填充料的耐热性应高于金刚石层和底层的金属结合剂材料，在磨石烧结过程中不于熔化。
(4)、填充料的化学稳定性在烧结温度下不至于发生化学变化。
图1为金刚石磨石弯曲变形图。
图2为金刚石磨石正常形状。
具体实施例方式
实施例1金刚石磨石的复合底层材料包括下列重量克数的各原料及填充料Cu 50千克、Sn 5千克份、Fe 5千克、Ni 5千克、WC 5千克、刚玉(Al2O3)5千克。
根据上述方案制定金刚石磨石的复合底层材料的配方，按照下述工序制作金刚石磨石配料(金刚石层和底层分别按照配方进行称料)→混料(金刚石层和底层分别混料)→衬底层装模、投料、冷预压→工作层装模、投料、冷预压→热压烧结(在热压烧结机上同时进行热压和烧结)→冷却→卸模→后加工→产品检验。
在试验基础上进一步进行了生产验证和用户使用。结果表明，本发明的方案切实可行，可有效防止烧结变形废品，保证产品质量。
实施例2金刚石磨石的复合底层材料包括下列重量克数的各原料及填充料Cu 70千克、Sn 15千克份、Fe 15千克、Ni10千克、WC 15千克、碳化硅(SiC)25千克。
根据上述方案制定金刚石磨石的复合底层材料的配方，按照下述工序制作金刚石磨石配料(金刚石层和底层分别按照配方进行称料)→混料(金刚石层和底层分别混料)→衬底层装模、投料、冷预压→工作层装模、投料、冷预压→热压烧结(在热压烧结机上同时进行热压和烧结)→冷却→卸模→后加工→产品检验。在试验基础上进一步进行了生产验证和用户使用。结果表明，本发明的方案切实可行，可有效防止烧结变形废品，保证产品质量。
实施例3金刚石磨石的复合底层材料包括下列重量克数的各原料及填充料Cu 60千克、Sn 10千克份、Fe 10千克、Ni 8千克、WC 10千克、低品级金刚石20千克。
根据上述方案制定金刚石磨石的复合底层材料的配方，按照下述工序制作金刚石磨石配料(金刚石层和底层分别按照配方进行称料)→混料(金刚石层和底层分别混料)→衬底层装模、投料、冷预压→工作层装模、投料、冷预压→热压烧结(在热压烧结机上同时进行热压和烧结)→冷却→卸模→后加工→产品检验。在试验基础上进一步进行了生产验证和用户使用。结果表明，本发明的方案切实可行，可有效防止烧结变形废品，保证产品质量。
权利要求
1.一种金刚石磨石的复合底层材料，其特征在于包括下列重量份数的各原料及填充料Cu 50～70份 Sn 5～15份 Fe 5～15份 Ni 5～10份 WC 5～15份 填充料5～25份，其中填充料选择刚玉(Al2O3)、碳化硅(SiC)或低品级金刚石之一。
2.根据权利要求1所述的金刚石磨石的复合底层材料，其特征在于填充料的线膨胀系数应远小于底层金属，而与金刚石的热膨胀系数接近，在10-6K-1数量级，填充料的硬度应明显高于磨石底层金属，硬度在HV2000以上，填充料的密度在3.0～4.0g/cm3之间，填充料粉末粒度与金刚石粒度范围相差一个粒度号之内，填充料的耐热性为在磨石烧结过程中不熔化，填充料的化学稳定性为在烧结温度下不发生化学变化。
全文摘要
本发明涉及一种对金刚石磨石底层材料进行改进的金刚石磨石的复合底层材料，包括下列重量份数的各原料及填充料Cu 50～70份、Sn 5～15份、Fe 5～15份、Ni 5～10份、WC 5～15份、填充料5～25份，其中填充料选择刚玉(Al
文档编号B24D3/04GK1974135SQ200610128360
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月11日 优先权日2006年12月11日
发明者王秦生 申请人:中原工学院