一種無(wú)機(jī)與有機(jī)復(fù)合結(jié)合劑的超硬磨具及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)與有機(jī)復(fù)合結(jié)合劑的超硬磨具及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超硬材料樹(shù)脂結(jié)合劑磨具與陶瓷結(jié)合劑磨具、金屬結(jié)合劑磨具相比對(duì)磨料的要求不高，因此可以用晶型品級(jí)較差的金剛石作為磨料，且其在磨削過(guò)程中具有良好的自銳性，具有制造工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，且適合加工硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、石材等多種材料。
[0003]磷酸鹽是一種重要的無(wú)機(jī)高分子材料，其兼具金屬和陶瓷兩種材料的特性，且具有良好的高溫化學(xué)穩(wěn)定性。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)有機(jī)高分子樹(shù)脂與磷酸鹽的研究還很少，尤其對(duì)一種兼具有機(jī)樹(shù)脂良好的粘接性和無(wú)機(jī)膠粘劑優(yōu)秀的耐熱性的復(fù)合粘接劑的研究還剛剛開(kāi)始，特別對(duì)其在超硬磨具的應(yīng)用還沒(méi)有公開(kāi)報(bào)道。
[0004]公開(kāi)號(hào)CN102391791A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利中公開(kāi)了一種酚醛樹(shù)脂雜化磷酸鹽膠粘劑及其制備方法，利用磷酸二氫鋁與自制酚醛樹(shù)脂液并于一定的固化劑混勻制備成一種用于粘結(jié)C/C復(fù)合材料的耐1000°c高溫的粘結(jié)劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的正是為了制備一種無(wú)機(jī)與有機(jī)復(fù)合結(jié)合劑的超硬磨具，提高有機(jī)樹(shù)脂結(jié)合劑超硬磨具的耐熱性，同時(shí)又使超硬磨具具有一定的強(qiáng)度，而提供一種熱固性樹(shù)脂與磷酸鹽復(fù)合結(jié)合劑超硬磨具及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的目的可通過(guò)下述技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明的無(wú)機(jī)、有機(jī)復(fù)合結(jié)合劑超硬磨具是由下述體積百分比的材料制備而成，其中:超硬磨料10%~30%，熱固性樹(shù)脂粉30?50%，磷酸鹽粘結(jié)劑8?12%，固化劑10?29%，填料10?29% ;其中，所述的超硬磨料為人造金剛石或立方氮化硼；所述熱固性樹(shù)脂粉為酚醛樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂；所述的磷酸鹽粘結(jié)劑為磷酸鋁、磷酸鎂或磷酸鈦中的任意一種；所述的固化劑為氧化銅；填料為氧化鋁或碳化硅微粉。
[0007]本發(fā)明所述超硬磨具的制備方法如下:
首先將超硬磨料與磷酸鹽粘結(jié)劑充分混合潤(rùn)濕，然后將固化劑、填料與潤(rùn)濕后的超硬磨料混合均勻，再加入熱固性樹(shù)脂粉混合均勻，最后將混合均勻的料投入到模具中在熱壓機(jī)上進(jìn)行熱壓成型，卸模后將磨具置入鼓風(fēng)干燥箱中后固化。
[0008]當(dāng)采用酚醛樹(shù)脂與磷酸鹽復(fù)合結(jié)合劑制備超硬磨具時(shí)，其熱壓成型工藝為:熱壓180°C，壓制壓力為10?15Mpa，熱壓時(shí)間為40min ;后固化工藝為:分別在60°C條件下固化 2h，90°C 固化 2h，110°C 固化 I.5h，120°C 固化 2.5h，140°C 固化 Ih，160°C 固化 Ih，最后在180°C條件下固化4h。
[0009]當(dāng)采用聚酰亞胺樹(shù)脂與磷酸鹽復(fù)合結(jié)合劑超硬超硬磨具時(shí)，其熱壓成型工藝為:熱壓230°C，壓制壓力為10?15MPa，熱壓時(shí)間為40min ;后固化工藝為:分別在60°C條件下固化2h，120°C固化2h，180°C固化2h，200°C固化Ih，210°C固化Ih，最后在230V條件下固化4h。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明采用酚醛樹(shù)脂與磷酸鋁復(fù)合結(jié)合劑作為金剛石超硬磨具的結(jié)合劑，既具有良好的力學(xué)性能，又具有良好的磨削性。不僅比單一的酚醛樹(shù)脂作為結(jié)合劑時(shí)抗彎強(qiáng)度提高，其磨耗比也提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，耐磨性極大的提高。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例1
按體積比取:酚醛樹(shù)脂粉30%，磷酸鋁溶液11%，固化劑氧化銅17%，填料α -Al20317%,人造金剛石(粒度230/270) 25%。
[0012]將人造金剛石磨料與磷酸鋁充分潤(rùn)濕，然后將固化劑、填料與潤(rùn)濕后的人造金剛石磨料混合均勻，最后加入酚醛樹(shù)脂混合均勻；將混合均勻的料投入到模具中在熱壓機(jī)上在180°C下進(jìn)行熱壓成型40min，壓制壓力為lOMPa，卸模后將磨具置入鼓風(fēng)干燥箱中按照60°C 固化 2h，90°C 固化 2h, 110°C 固化 1.5h, 120°C 固化 2.5h, 140°C 固化 lh, 160°C 固化 lh,180°C固化4h的工藝進(jìn)行固化。
[0013]實(shí)施例2
按體積比取:聚酰亞胺樹(shù)脂粉40%，磷酸鋁溶液10%，固化劑氧化銅10%，填料碳化硅15%，立方氮化硼(粒度140/170) 25%。
[0014]將立方氮化硼磨料與磷酸鋁充分潤(rùn)濕，然后將固化劑、填料與潤(rùn)濕后的磨料混合均勻，最后加入聚酰亞胺樹(shù)脂粉混合均勻；將混合均勻的料投入到模具中在熱壓機(jī)上在230°C下進(jìn)行熱壓成型40min，壓制壓力為15MPa，卸模后將磨具置入鼓風(fēng)干燥箱中按照60°C 固化 2h，120°C 固化 2h，180°C 固化 2h，200°C 固化 lh，210°C 固化 lh，230°C 固化 4h 的工藝進(jìn)行固化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)機(jī)與有機(jī)復(fù)合結(jié)合劑的超硬磨具，其特征在于:所述超硬磨具是由下述體積百分比的材料制備而成，其中:超硬磨料10%~30%，熱固性樹(shù)脂粉30?50%，磷酸鹽粘結(jié)劑8?12%，固化劑10?29%，填料10?29% ;其中，所述的超硬磨料為人造金剛石或立方氮化硼；所述熱固性樹(shù)脂粉為酚醛樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂；所述的磷酸鹽粘結(jié)劑為磷酸鋁、磷酸鎂或磷酸鈦中的任意一種；所述的固化劑為氧化銅；填料為氧化鋁或碳化硅微粉。
2.一種用于制備權(quán)利I所述超硬磨具的方法，其特征在于:首先將超硬磨料與磷酸鹽粘結(jié)劑充分混合潤(rùn)濕，然后將固化劑、填料與潤(rùn)濕后的超硬磨料混合均勻，再加入熱固性樹(shù)脂粉混合均勻，最后將混合均勻的料投入到模具中在熱壓機(jī)上進(jìn)行熱壓成型，卸模后將磨具置入鼓風(fēng)干燥箱中后固化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:當(dāng)采用酚醛樹(shù)脂與磷酸鹽復(fù)合結(jié)合劑制備超硬磨具時(shí)，其熱壓成型工藝為:熱壓180°C，壓制壓力為10?15MPa，熱壓時(shí)間為40min ;后固化工藝為:分別在60°C條件下固化2h，90°C固化2h，11 (TC固化1.5h，120°C固化2.5h，140°C固化lh，160°C固化lh，最后在180°C條件下固化4h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:當(dāng)采用聚酰亞胺樹(shù)脂與磷酸鹽復(fù)合結(jié)合劑制備超硬磨具時(shí)，其熱壓成型工藝為:熱壓230°C，壓制壓力為10?15MPa，熱壓時(shí)間為40min ;后固化工藝為:分別在60°C條件下固化2h，120°C固化2h，180°C固化ai，200°C固化Ih，210°C固化Ih，最后在230°C條件下固化4h。
【專(zhuān)利摘要】一種無(wú)機(jī)與有機(jī)復(fù)合結(jié)合劑的超硬磨具及其制備方法，其特征在于：所述超硬磨具是由下述體積百分比的材料制備而成：其中：超硬磨料10%~30%，熱固性樹(shù)脂粉30～50%，磷酸鹽粘結(jié)劑8～12%，固化劑10～29%，填料10～29%；制備方法如下：將復(fù)合結(jié)合劑和磨料經(jīng)過(guò)混勻后，熱壓成型，后固化制得復(fù)合結(jié)合劑超硬磨具。采用本發(fā)明制備的超硬磨具與樹(shù)脂結(jié)合劑的超硬磨具相比具有較高強(qiáng)度，更高的耐熱性，同時(shí)還具有優(yōu)良的磨削性能。
【IPC分類(lèi)】B24D18-00, B24D3-34, B24D3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104669128
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510115835
【發(fā)明人】張琳琪, 董會(huì)娟, 彭進(jìn), 趙芬芬, 候永改
【申請(qǐng)人】河南工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月17日