一种刃磨单晶金刚石刀具的砂轮制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103203453A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103203453103203453A(43)申请公布日2013.07.17(21)申请号201310098473.5(22)申请日2013.03.26(71)申请人大连理工大学地址116100辽宁省大连市凌工路2号(72)发明人金洙吉史双佶孔军康仁科(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人关慧贞(51)Int.Cl.B22F3/16(2006.01)C22C27/04(2006.01)C22C1/04(2006.01)B24D3/06(2006.01)B24D18/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称一种刃磨单晶金刚石刀具的砂轮制作方法(57)摘要本发明一种刃磨单晶金刚石刀具的砂轮制作方法属于粉末冶金技术领域，特别涉及到一种刃磨单晶金刚石刀具的砂轮制作方法。砂轮制作方法是选择Mo，W，Cr三种粉末作为砂轮原料，采用高能球磨机球磨和等离子烧结制成钨基合金砂轮盘。具体制作步骤为先确定砂轮的成分配比，再通过机械合金化方法制备合金粉末，利用放电等离子烧结制作合金砂轮盘，对合金砂轮盘进行修整。本发明结合高速摩擦抛光技术对砂轮盘材料的性能要求，发明的钨基合金砂轮盘高温强度高，抗氧化性好，耐磨损。在获得较高的磨削率的同时，又降低了砂轮磨损量，并且保证刀具的刃口质量，满足精密加工的要求，在化学催化加工金刚石方面具有良好的应用前景。CN103203453ACN103245ACN103203453A权利要求书1/1页1.一种刃磨单晶金刚石刀具的砂轮制作方法，其特征在于，选择Mo，W，Cr三种粉末作为砂轮原料，采用高能球磨机球磨和等离子烧结制成钨基合金砂轮盘，具体制作步骤如下：1)确定砂轮的成分配比：采用Mo，W，Cr三种粉末，每种粉末纯度均为99.9%，粒度均为-300目，按摩尔比确定8~10%的钼，88~91%的钨，其余为铬，然后，进行配比并混合三种粉末；2)通过机械合金化方法制备合金粉末：将不锈钢球和混合粉末装入真空球磨罐中，不锈钢球和混合粉末的质量比为10:1，添加球磨控制剂正庚烷；为防止罐内粉末在球磨过程中氧化，充氩气的同时将罐内空气排出，抽真空，重复2~3次；进行预混合，转速为200r/min，在高能行星式球磨机上球磨2小时，预混合之后将转速调节到360r/min，再球磨96小时，最后将转速加到480r/min，球磨2小时，球磨结束，完成合金粉末制备；3)利用放电等离子烧结制作合金砂轮盘：筛选粒径小于20μm的合金粉，称量一定重量的合金粉末，放入放电等离子烧结设备的石墨模具中，经预压后进行烧结，烧结温度为900℃，保温时间为10min，烧结压力为50kN，真空度为15Pa，烧结后获得一定尺寸的砂轮盘；4)对合金砂轮盘进行修整：将烧结后的砂轮盘去除毛边，用高压空气吹净，用修整器把两表面修整，编号后，用砂纸打磨；并在抛光机上抛光，最后用去离子水清洗，并吹干，使砂轮表面清洁平整。2CN103203453A说明书1/3页一种刃磨单晶金刚石刀具的砂轮制作方法技术领域[0001]本发明属于粉末冶金技术领域，特别涉及到一种刃磨单晶金刚石刀具的砂轮制作方法。背景技术[0002]对于超精密切削加工工艺来说，要获得零件形状尺寸的高精度和加工表面的超光滑，除了必须拥有超精密的机床、高分辨率的检测仪器和超稳定的加工环境条件以外，还须具备进行切削加工的高精度金刚石刀具。使用精密的单晶金刚石刀具加工有色金属和非金属，能够直接切出超光滑的加工表面，这样就可以取代超精密磨削等精加工工序，极大的提高加工效率，同时也可以保证加工精度和加工表面质量。因此，对单晶金刚石刀具的制作，刃磨方法以及刃磨机理的研究，已经受到了人们极大的关注。金刚石晶体的硬度大，耐磨性好，使得金刚石成为理想的刀具材料，但同时也给单晶金刚石刀具的刃磨带来了极大的困难。在刃磨过程中既要提高磨削率，又要保证刃口质量。摩擦化学抛光是利用金刚石刀具表面与低碳钢或纯铁砂轮盘直接接触并作高速的相对滑移，由此激发金刚石刀具表面碳原子层发生活化后形成活化碳原子，活化碳原子扩散到砂轮盘中而达到刀具材料的去除。但在实际加工过程中，由于加工温度很高，砂轮盘极易氧化，进而产生较大磨损。同时要保证砂轮盘在高温下有较大的强度，防止产生较大的变形影响金刚石刀具的加工精度。[0003]目前，所使用的砂轮盘虽然可以获得一定的抛光效率，但在催化性能、机械强度和抗氧化性等方面难以满足精密加工的要求，不仅对金刚石的去除率低，而且砂轮盘自身磨损严重。发明内容[0004]本发明要解决的技术难题是克服现有技术的缺陷，发明一种刃磨单晶金刚石刀