一种高性能复合材料磨头及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110453112A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910841059.6B22F9/04(2006.01)(22)申请日2019.09.05B22F3/105(2006.01)B22F3/24(2006.01)(71)申请人广东技术师范大学B33Y10/00(2015.01)地址510635广东省广州市天河区石牌中B33Y80/00(2015.01)山大道293号(72)发明人陈健周莉郑振新黄怿平朱睿琚广龙单国颂(74)专利代理机构深圳市精英专利事务所44242代理人王文伶(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22C29/08(2006.01)B22F1/02(2006.01)B22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称一种高性能复合材料磨头及其制备方法(57)摘要本发明涉及砂轮磨头技术领域，具体为一种高性能复合材料磨头及其制备方法。本发明通过将以WC、Co、VC和Cr3C2组成的复合粉体包覆于金刚石颗粒表面，形成流动性好的金刚石包覆体，从而可通过添加金刚石包覆体于超级铝粉包覆体中来提升陶瓷粉料的硬度，而不会因金刚石颗粒的流动性差而导致陶瓷粉料不适用于3D打印。由本发明所述超级铝粉包覆体和金刚石包覆体组成的陶瓷粉料，可形成高性能的复合材料，经3D打印可制备硬度、耐磨性和韧性等性能均优异的砂轮磨头。本发明所述陶瓷粉料适用于3D打印制备多孔砂轮磨头，孔结构可以提高多孔砂轮磨头寿命且降低砂轮的重量。CN110453112ACN110453112A权利要求书1/1页1.一种高性能复合材料磨头，其特征在于，由超级铝粉包覆体与金刚石包覆体组成的陶瓷粉料经3D打印制成；所述陶瓷粉料中金刚石包覆体的质量百分比为18-25％；所述超级铝粉包覆体由核体及包覆在核体外的镍构成，所述核体为超级铝粉，所述超级铝粉由以下质量百分比的各组分组成：0.5-2％的Zn，0.5-2％的Cu，0.5-1％的Mn，0.5-2％的Zr，0.5-2％的B，2-2.5％的TiC，余量为纳米铝粉；所述金刚石包覆体由金刚石颗粒及包覆在金刚石颗粒外的复合粉体构成，所述复合粉体由以下质量百分比的各组分组成：15-30％的Co，0.5-1％的VC，0.5-1％的Cr3C2，余量为WC。2.根据权利要求1所述的高性能复合材料磨头，其特征在于，所述超级铝粉包覆体中超级铝粉的质量百分比为60-90％。3.根据权利要求2所述的高性能复合材料磨头，其特征在于，所述纳米铝粉为Al7075铝粉或Al6061铝粉。4.根据权利要求1所述的高性能复合材料磨头，其特征在于，所述金刚石包覆体中金刚石颗粒的质量百分比为50-70％。5.根据权利要求4所述的高性能复合材料磨头，其特征在于，所述金刚石颗粒的粒径为30-35um。6.根据权利要求1-5任一项所述的高性能复合材料磨头，其特征在于，所述陶瓷粉料中包覆金刚石的质量百分比为20％。7.一种如权利要求1所述的高性能复合材料磨头的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1超级铝粉包覆体的制备：通过湿法球磨法将组成超级铝粉的各组分混合均匀制得超级铝粉；然后将超级铝粉分散于乙二醇二甲醚中形成分散液，将乙酰丙酮镍溶解于乙二醇二甲醚中形成溶液；接着将所述分散液与溶液混合均匀，混合物自然挥发干燥后制得超级铝粉包覆体；S2金刚石包覆体的制备：通过湿法球磨法将组成金刚石包覆体的各组分混合均匀，然后进行烧结处理，制得金刚石包覆体；S3陶瓷粉料的制备：将金刚石包覆体和超级铝粉包覆体混合均匀，制得陶瓷粉料；S4将陶瓷粉料进行激光选区熔化3D直接打印，形成磨头；S5热处理：将磨头至于500-700℃下热等静压烧结1h，制得高性能复合材料磨头。8.根据权利要求7所述的高性能复合材料磨头的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将金刚石颗粒、Co、VC、Cr3C2与石蜡混合，得到混合物；所述混合物依次进行球磨、干燥、过筛、制粒、脱蜡和烧结，制得金刚石包覆体。9.根据权利要求8所述的高性能复合材料磨头的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述混合物在球磨速度为200r/min下湿磨48h，然后在60℃下进行干燥处理，混合物过筛和制粒后，在氢气中400℃下进行2h的脱蜡，然后再在1200℃真空条件下烧结2h，得到金刚石包覆体。10.根据权利要求8所述的高性能复合材料磨头的制备方法，其特征在于，步骤S4中，3D打印过程中激光器的基础功率为530W，扫描间距为0.06mm，扫描速度为900mm/s；光斑直径72为95μm，能量密度能为10W/cm；N2气氛中完成打印，N2的气压为0.2MPa。2CN110453112A说明书1/9页一种