专利名称：金属陶瓷结合剂金刚石/cbn 砂轮的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉 及一种金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮的制备工艺，属于超硬材料制品的制备工艺技术领域。
背景技术：
金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮主要应于金属材料的加工中，应用前景广阔，市场容量巨大。与普通的刚玉砂轮相比，金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮加工金属材料具有许多优点使用寿命增加100倍左右，废水废渣减少到1/100，可以减少砂轮的更换次数及时间，节约砂轮的修整时间，加工效率可成倍提高，砂轮膨胀小，不易烧伤，容易控制工件加工精度，不需要修整，工件加工后效果更好等等。金属与陶瓷混合制成结合剂，具备韧性好，砂轮自锐性好等优点。金属陶瓷结合剂砂轮通常采用冷压成型后进行无压高温埋砂法进行烧结。现有的烧结方法由于烧结时间长，金属很容易在烧结时发生氧化，失去其应有的作用。因此，有必要进一步改进。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮的制备工艺，提高该砂轮的使用寿命和自锐性，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮的制备工艺，其特征是采用还原气氛炉烧结金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮，包括以下步骤1)将冷压完毕的所述砂轮埋砂后，放置在还原气氛炉中；2)确保炉门密封良好、进气与出气通路通畅并能使还原气体对流充满整个炉体；3)设定升温曲线，将空气气氛排除完全后开始升温；4)所述砂轮随炉冷却。所述1步骤中该砂轮的放置埋砂厚度距砂轮表面不超过IOmm ；每一层砂轮之间需要有2-10mm的间隙，以保证还原气氛的流通；还原气氛以氢气最佳。所述3步骤中升温曲线采用阶梯式从室温至300°C，升温速率为2 3°C /min ； 在300°C保温1 1. 5h ；从300°C升温至750°C，升温速率为1. 5 2°C /min ；在750°C保温 1. 5 2h ；从750°C升温至900°C，升温速率为1 1. 5°C /min ；在900°C保温1 1. 5h ；再随炉冷却。所述砂轮配方及重量比为CBN磨料(100/120) 60%，金属陶瓷结合剂30%，润湿剂和粘结剂5 %，辅助料(SIC或Al2O3) 5 %，将原料混均，然后冷压成型。传统的制备工艺比较适合于烧结陶瓷结合剂砂轮。本发明采用还原气氛烧结金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮，烧结设备比传统制备工艺(空气气氛烧结)略微复杂。与传统制备工艺比较，采用还原气氛烧结既能有效的保护结合剂中的金属成分不被氧化，保护 CBN磨粒在高温下性能不受到影响，又能使陶瓷成分在还原气氛下发生微观结构的变化。通过现场实验还发现，与传统制备工艺相比，还原气氛保护下烧结的金属陶瓷结合剂砂轮具备更好的自锐性，使用寿命提高15%左右，加工产品的效果得到明显的改善。本发明的金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮制备工艺简单，在普通的还原气氛炉中即可实现。通过气氛保护烧结的金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮是在陶瓷CBN砂轮的基础上开发的一种新的产品，结合剂的研究和烧结方式的研究是这种新技术的关键点。本发明从烧结技术上出发，大幅度的提升了金属陶瓷结合剂CBN产品的性能。
图1为本发明还原气氛烧结的金属陶瓷结合剂的SEM照片。图2为结合剂的点能谱图。
具体实施例方式实施例1将埋砂的金属陶瓷结合剂金刚石CBN砂轮放置在还原气氛炉中。检查设备完好， 气体通路通畅，通入氢气。设定升温曲线室温至300°C，升温速率为2V /min ；在300°C保温1. 5h ；从300°C升温至750°C，升温速率为1. 5°C /min ；在750°C保温2h ；从750°C升温至 900°C，升温速率为1°C /min ；在900°C保温1. 5h ；再随炉冷却。实施例2将埋砂的金属陶瓷结合剂CBN砂轮放置在还原气氛炉中。检查设备完好，气体通路通畅，通入氢气。设定升温曲线室温至300°C，升温速率为2. 2 V /min ；在300°C保温 1. 2h ；从300°C升温至750°C，升温速率为1. 8°C /min ；在750°C保温1. 8h ；从750°C升温至 900°C，升温速率为1. 2°C /min ；在900°C保温1. 4h ；随炉冷却。两个实施例砂轮的配方、混料和冷压工艺都一样其配方及重量比为CBN磨料(100/120) 60%。金属陶瓷结合剂30%润湿剂和粘结剂5%辅助料(SIC或 Al2O3) 5%将原料混均，然后冷压成型，最后烧结，烧结后配基体，再检测产品性能。
权利要求
1.一种金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮的制备工艺，其特征是采用还原气氛炉烧结金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮，包括以下步骤1)将冷压完毕的所述砂轮埋砂后，放置在还原气氛炉中；2)确保炉门密封良好、进气与出气通路通畅并能使还原气体对流充满整个炉体；3)设定升温曲线，将空气气氛排除完全后开始升温；4)金属陶瓷结合剂砂轮随炉冷却。
2.根据权利要求1所述的金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮的制备工艺，其特征是所述 1步骤中该砂轮的放置埋砂厚度距砂轮表面不超过IOmm ；每一层砂轮之间需要有2-10mm的间隙，以保证还原气氛的流通；还原气氛以氢气最佳。
3.根据权利要求1或2所述的金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮的制备工艺，其特征是所述3步骤中升温曲线采用阶梯式从室温至300°C，升温速率为2 ；TC /min ；在300°C保温1 1. 5h ；从300°C升温至750°C，升温速率为1. 5 2V /min ；在750°C保温1. 5 2h ； 从750°C升温至900°C，升温速率为1 1. 5°C /min ；在900°C保温1 1. 5h ；再随炉冷却。
4.根据权利要求3所述的金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮的制备工艺，其特征是所述砂轮配方及重量比为CBN磨料(100/120)60%，金属陶瓷结合剂30%，润湿剂和粘结剂 5 %，辅助料(SIC或Al2O3) 5 %，将原料混均，然后冷压成型。
全文摘要
一种金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮的制备工艺，采用还原气氛炉烧结金属陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮。烧结前需要检查设备完好，气体通路通畅，通入氢气。设定升温曲线从室温至300℃，升温速率为2～3℃/min；在300℃保温1～1.5h；从300℃升温至750℃，升温速率为1.5～2℃/min；在750℃保温1.5～2h；从750℃升温至900℃，升温速率为1～1.5℃/min；在900℃保温1～1.5h；再随炉冷却。与传统制备工艺比较，还原气氛烧结能有效的保护结合剂中的金属成分不被氧化，保护CBN磨粒在高温下性能不受到影响。与空气气氛烧结对比，砂轮寿命得提高15％左右，自锐性好，加工产品的效果得到明显的改善。
文档编号B24D18/00GK102363289SQ20111036659
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者刘仲武, 刘泓, 刘跃华, 宋鹏涛, 陶洪亮 申请人:广东奔朗新材料股份有限公司