專利名稱：一種磨削硬質(zhì)合金刀具用金剛石磨具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于磨削加工工具的，尤其涉及一種用于磨削加工硬質(zhì)合金刀具的低溫高強(qiáng)陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金刀具因其優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性等在航空航天業(yè)、模具制造業(yè)、汽車制造業(yè)、機(jī)床制造業(yè)等領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，提高硬質(zhì)合金刀具的磨削加工質(zhì)量，增加硬質(zhì)合金刀具的使用壽命具有重要意義。硬質(zhì)合金刀具材料脆性大、導(dǎo)熱性差、熱收縮率大、硬度高，采用普通砂輪進(jìn)行磨削加工時(shí)，砂輪磨粒極易鈍化，磨屑容易堵塞、粘結(jié)而失去應(yīng)有的切削能力，劇烈的摩擦使刀片表面產(chǎn)生局部高溫,形成附加熱應(yīng)力，引起熱變形，很容易產(chǎn)生熱裂紋，而刀具的裂紋將直接影響刀具的使用壽命和加工質(zhì)量。目前，普通砂輪在磨削加工硬質(zhì)合金刀具中因?yàn)樵斐傻毒呷锌谫|(zhì)量差、表面粗糙度差和廢品率高等缺點(diǎn)已逐漸被淘汰使用。金剛石硬度高，為碳化硅的3倍，導(dǎo)熱系數(shù)也很高，為碳化硅的17.5倍，用金剛石磨具磨削硬質(zhì)合金刀具具有磨削效率高、耐磨性好、磨削力小、磨削溫度低，磨削的工件精度高、表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。因此，金剛石磨具在硬質(zhì)合金的磨削加工中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，對(duì)于硬質(zhì)合金的磨削加工，市場(chǎng)上大多采用的是樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石磨具，樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石磨具具有磨削精度高、表面光潔度好的優(yōu)點(diǎn)，但是樹(shù)脂結(jié)合劑磨具在磨削過(guò)程中產(chǎn)生的磨削熱較多，這影響了刀具表面質(zhì)量以及限制了金剛石磨具的磨削效率，并且樹(shù)脂結(jié)合劑對(duì)金剛石的粘結(jié)強(qiáng)度較低，使得樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石磨具的使用壽命較短，隨著硬質(zhì)合金刀具設(shè)計(jì)、制造和使用技術(shù)的快速發(fā)展，以及刀具產(chǎn)量的不斷增加，樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石磨具已經(jīng)不能完全滿足大批量生產(chǎn)硬質(zhì)合金刀具的要求，難以滿足不斷增加的市場(chǎng)需求。陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具與樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石磨具相比，具有形狀保持性好、自銳性能好、氣孔率可調(diào)，有利于冷卻和排屑，不易堵塞和燒傷工件等優(yōu)點(diǎn)，并且陶瓷結(jié)合劑比樹(shù)脂結(jié)合劑粘結(jié)金剛石更牢固，這使得陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的磨削效率與使用壽命較樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石磨具都有很大提高。但是目前陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的發(fā)展仍不能滿足硬質(zhì)合金的磨削加工要求，因此，根據(jù)國(guó)際高速磨削加工發(fā)展趨勢(shì)以及中國(guó)刀具市場(chǎng)的需求，研制出適合磨削硬質(zhì)合金刀具的陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具，提高磨具的磨削效率及使用壽命具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣孔可調(diào)性好，不易堵塞和燒傷工件，磨削效率高，使用壽命長(zhǎng)，工件的綜合磨削成本低的磨削硬質(zhì)合金刀具用陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具。本發(fā)明主要通過(guò)設(shè)計(jì)和調(diào)整陶瓷結(jié)合劑的配方以及磨具配方，控制磨具的燒結(jié)溫度、強(qiáng)度以及氣孔率，提高磨具的磨削效率以及使用壽命，有效解決硬質(zhì)合金刀具存在的磨削加工問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種磨削硬質(zhì)合金刀具用金剛石磨具，其原料組分及其重量份數(shù)為:金剛石磨料70 80份，碳化硅磨料20 30份，陶瓷結(jié)合劑15 30份，造孔劑I 15份，粘結(jié)濕潤(rùn)劑7份；所述陶瓷結(jié)合劑為低溫高強(qiáng)陶瓷結(jié)合劑，其原料組分及其質(zhì)量百分比含量為:35 50%Si02，20 33%B203，5 10%A1203，8 15%Na20，I 5%Li20，2 8%Na3AlF6，0 10%Sn02。所述金剛石磨料與碳化硅磨料粒度均為80 120目。所述造孔劑為核桃殼粉，粒度為100 250目。所述粘結(jié)濕潤(rùn)劑為水玻璃或者糊精溶液。所述低溫高強(qiáng)陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的燒結(jié)溫度為730 790°C，抗彎強(qiáng)度可達(dá)60MPao本發(fā)明的有益效果:該磨具具有燒結(jié)溫度低，氣孔可調(diào)性好，不易堵塞和燒傷工件，磨削效率高，使用壽命長(zhǎng)，工件的綜合磨削成本低的特點(diǎn)，有效解決了硬質(zhì)合金刀具存在的磨削加工問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明采用常規(guī)的化工原料和常規(guī)的制備方法，步驟如下:(I)制備陶瓷結(jié)合劑按低溫陶瓷結(jié)合劑的原料組分及其質(zhì)量百分比35 50%Si02，20 33%B203，5 10%A1203，8 15%Na20,1 5%Li20, 2 8%Na3AlF6,0 10%Sn02,稱取原料，經(jīng)過(guò)球磨混合均勻后，放入高溫爐中加熱至1300°C，保溫2h進(jìn)行充分熔煉，再水淬，在100°C烘箱中干燥24h，再在球磨機(jī)上干磨(600r/min，球料比2 3:1 )48h，然后過(guò)250目篩，制成低溫高強(qiáng)陶瓷結(jié)合劑，備用。本發(fā)明陶瓷結(jié)合劑的燒結(jié)溫度低于800°C ;陶瓷結(jié)合劑的具體實(shí)施例原料配比詳見(jiàn)表I。表I
權(quán)利要求
1.一種磨削硬質(zhì)合金刀具用金剛石磨具，其原料組分及其重量份數(shù)為:金剛石磨料70 80份，碳化硅磨料20 30份，陶瓷結(jié)合劑15 30份，造孔劑I 15份，粘結(jié)濕潤(rùn)劑7份; 所述陶瓷結(jié)合劑為低溫高強(qiáng)陶瓷結(jié)合劑，其原料組分及其質(zhì)量百分比含量為:35 50%Si02, 20 33%B203, 5 10%A1203, 8 15%Na20,1 5%Li20, 2 8%Na3AlF6,0 10%Sn02。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種磨削硬質(zhì)合金刀具用金剛石磨具，其特征在于，所述金剛石磨料與碳化硅磨料粒度均為80 120目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種磨削硬質(zhì)合金刀具用金剛石磨具，其特征在于，所述造孔劑為核桃殼粉，粒度為100 250目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種磨削硬質(zhì)合金刀具用金剛石磨具，其特征在于，所述粘結(jié)濕潤(rùn)劑為水玻璃或者糊精溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種磨削硬質(zhì)合金刀具用金剛石磨具，其特征在于，所述低溫高強(qiáng)陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的燒結(jié)溫度為730 790°C，抗彎強(qiáng)度可達(dá)60MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磨削硬質(zhì)合金刀具用金剛石磨具，其原料組成及重量份數(shù)為金剛石磨料70～80份，碳化硅磨料20～30份，陶瓷結(jié)合劑15～30份，造孔劑1～15份，粘結(jié)濕潤(rùn)劑7份；所述低溫陶瓷結(jié)合劑的原料組分及其質(zhì)量百分比含量為35～50%SiO2，20～33%B2O3，5～10%Al2O3，8～15%Na2O，1～5%Li2O，2～8%Na3AlF6，0～10%SnO2。該陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具具有氣孔可調(diào)性好，不易堵塞和燒傷工件，磨削效率高，使用壽命長(zhǎng)，工件的綜合磨削成本低的特點(diǎn)，有效解決了硬質(zhì)合金刀具存在的磨削加工問(wèn)題。
文檔編號(hào)B24D3/14GK103170921SQ201310119968
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者李志宏, 姜蓉蓉, 朱玉梅 申請(qǐng)人:天津大學(xué)