金属结合剂、采用该结合剂制备的金刚石砂轮及其制造方法.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CN106863152A(43)申请公布日2017.06.20(21)申请号201611239197.X(22)申请日2016.12.28(71)申请人北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司地址102200北京市昌平区创新路29号申请人安泰科技股份有限公司(72)发明人申宁宁刘一波曹彩婷刘伟徐良黄盛林尹翔葛科(74)专利代理机构北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙)11387代理人刘春成荣红颖(51)Int.Cl.B24D3/10(2006.01)B24D3/34(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称金属结合剂、采用该结合剂制备的金刚石砂轮及其制造方法(57)摘要金属结合剂、采用该结合剂制备的金刚石砂轮及其制造方法。本发明涉及一种金属结合剂，按重量百分比包括：铜锡预合金粉末95％-99％，石墨粉0.5％-3％，纳米α-Al2O30.5％-2％。按照一定配比取铜锡预合金粉末、石墨粉、纳米α-Al2O3和金刚石，依次经配料混料、制粒、压型、烧结、后处理工序，可以制得刀头。将多个刀头沿圆周方向等间距排列设置于基体上，且刀头的弧面垂直于基体，制得金刚石砂轮。上述刀头成分均匀，致密度好，金刚石分布均匀，金属结合剂对金刚石的把持效果好；砂轮具有磨削工件表面质量好，没有暗裂、划痕，磨削锋利、使用寿命长、便于规模化生产等优点，特别适用于减薄厚度在100-700μm之间的蓝宝石晶片的生产。CN106863152ACN106863152A权利要求书1/2页1.一种金属结合剂，其特征在于，按重量百分比包括如下组分：铜锡预合金粉末95％-99％，石墨粉0.5％-3％，纳米α-Al2O30.5％-2％。2.根据权利要求1所述的金属结合剂，其特征在于，所述铜锡预合金粉末按重量百分比由如下成分组成：锡40％-55％，余量为铜；优选地，所述铜锡预合金粉末的粒径为20-50μm；更优选地，所述石墨粉的粒径为20-70μm。3.一种金刚石砂轮的刀头，其特征在于，所述刀头包括：权利要求1或2所述金属结合剂、和金刚石。4.根据权利要求3所述的刀头，其特征在于，按400％浓度制计算，所述金刚石的浓度为40％-60％；优选地，所述金刚石的粒径为20-30μm；更优选地，所述刀头整体上为弧状块体，且两个相对的长侧面为相互平行的弧面，圆弧半径优选为45-55mm；进一步优选地，刀头长度即刀头两端的直线距离为30-40mm，高度为10-13mm，厚度为2.5-4mm；进一步优选地，所述刀头的四个端角为圆弧角，圆弧半径优选为2-3mm。5.一种权利要求3或4所述刀头的制造方法，其特征在于，按照上述配比取铜锡预合金粉末、石墨粉、纳米α-Al2O3和金刚石，依次经配料混料、制粒、压型、烧结、后处理工序，最终得到所述刀头。6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述配料混料工序中，将称取的所述铜锡预合金粉末、石墨粉和纳米α-Al2O3混合，加入湿润剂，然后进行第一次混料处理，待混料均匀后加入称取的金刚石，进行第二次混料处理，得到混合料；优选地，所述第一次混料处理的时间为40-80min，所述第二次混料处理的时间为20-40min；更优选地，所述第一次混料处理和所述第二次混料处理都在三维混料机中进行；进一步优选地，所述湿润剂为甘油酒精溶液，所述甘油酒精溶液中甘油和酒精的体积比为1:4，所述甘油酒精溶液的加入量为所述铜锡预合金粉末、石墨粉和纳米α-Al2O3总质量的2％；进一步优选地，所述铜锡预合金粉末、石墨粉和纳米α-Al2O3混合后进行过筛，取筛下物；进一步优选地，所述过筛为过80目筛。7.根据权利要求5或6所述制造方法，其特征在于，所述制粒工序中，往所述混合料中添加液体制粒剂，混合均匀并固化后，第一次过筛，取筛下物烘干后进行第二次过筛，得到颗粒物料；优选地，所述第一次过筛为过30目筛，所述第二次过筛为同时过20目和60目组合筛；更优选地，所述烘干的温度为80-100℃，烘干时间为30-60min；进一步优选地，所述液体制粒剂的添加量为90-150ml/kg；所述压型工序中，采用四柱液压机加压、钢模装料的方式，具体为：在钢模上接触粉料的地方涂抹一层立方氮化硼，采用匀速填料、刮平的方式填料，在刀头高度方向进行压制，得到刀头压坯；更优选地，所述压制的压力为100-500kgf/cm2，压制时间为5-10s；所述刀头压坯的高度为最终高度的1.5-1.7倍。8.根据权利要求5-7任一所述制造方法，其特征在于，所述烧结工序中，对所述刀头压坯进行热压烧结处理，然后随炉冷却，得到刀头烧结坯；优选地，所述热压烧结处理在还原性气氛下进行；更优选地，在氢气气氛下进行，所述氢气的流量为0.2-0.