一种磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉及其制备方法、磨具技术

本发明专利技术属于磨具结合剂技术领域，具体涉及一种磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉及其制备方法、磨具。本发明专利技术的磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉由MoS

A pre alloyed powder for composite bond grinding tool for grinding hard and brittle materials, its preparation method and grinding tool

The invention belongs to the technical field of abrasive bond, in particular to a pre alloy powder used for a composite bond abrasive for grinding hard and brittle materials, a preparation method and abrasive. The pre alloy powder used in the compound bond grinding tool for grinding hard and brittle materials of the invention is composed of MOS

【技术实现步骤摘要】
一种磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉及其制备方法、磨具
本专利技术属于磨具结合剂
，具体涉及一种磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉及其制备方法、磨具。
技术介绍
以硅、碳化硅等硬脆材料的应用开发形成的光伏产业、半导体产业、电子产业是国际上继IT产业后爆炸式发展的几类行业。伴随着这几类行业的发展，硬脆材料的需求和产能也呈现出逐年递增的趋势。相应地，硬脆材料的生产加工成为光伏、半导体和电子行业的上游产业链中最重要的一环。硬脆材料的加工以磨削加工为主，树脂结合剂砂轮在过去一直是硬脆材料磨削加工的首选磨具。近年来，随着硬脆材料的应用越来越广泛，其需求也在快速增长，因此硬脆材料的加工越来越注重效率和质量，行业对砂轮的使用寿命和加工效率也提出了更高的要求。树脂结合剂砂轮在磨削效率上开始跟不上行业的发展。在此基础上，复合结合剂砂轮因其出色的加工效率和超长的使用寿命成为硬脆材料磨削加工的首选磨具。目前，市面上已有一些复合结合剂砂轮，其中青铜粉是复合结合剂中不可缺少的组分之一。公布号为CN103831740A的中国专利技术专利申请文件中公开了一种金属陶瓷复合结合剂，该金属陶瓷复合结合剂由以下重量百分比的原料组成：663青铜粉60～80％，陶瓷粉20～40％；其中663青铜粉为市售产品，由以下重量比的原料组成：锡5～7％，锌5～7％，铅2～4％，杂质0～1.3％，余量为铜。传统技术中，砂轮生产厂家都是直接从市面上购买现成的青铜粉作为制备砂轮的原材料。但是市售青铜粉要么成分单一，要么金属元素比例不符合配方要求，用这样的青铜粉制备出的砂轮也难以保证在磨削硬脆材料时既有高效率又有高寿命。而若定制专用青铜粉则会增加生产成本。授权公告号为CN106041760B的中国专利技术专利文件中公开了一种自锐性金刚石砂轮及其制备方法。该自锐性金刚石砂轮的磨料块包含金属结合剂、MoS2、SG磨料、金刚石以及添加剂，其中金属结合剂由多种金属粉组成。该自锐性金刚石砂轮的修整所需时间短，但是其磨料块的合成需在高温高压下进行，生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉，该预合金粉作为结合剂时可同时提高磨具的锋利性和保持性。本专利技术的目的还在于提供一种上述磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉的制备方法，该制备方法简单，成本低。本专利技术的目的还在于提供一种磨具，该磨具兼具高锋利性和保持性。为实现上述目的，本专利技术的磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉采用的技术方案为：一种磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉，由MoS2粉和如下体积份数的原料制成：青铜粉40～75份、Sn粉5～45份、多元预合金粉1～20份、Ti粉1～20份；所述MoS2粉的体积份数为多元预合金粉和Ti粉的体积份数之和的8％～20％；所述多元预合金粉由Co、Ni、Cu、Sn、Zn中的至少一种和Fe组成。本专利技术的预合金粉中采用含Fe的多元预合金粉，在用于磨具时有助于提高磨具的强度和锋利性。作为复合结合剂的成分时，钛粉能够提高复合结合剂的韧性，从而有助于提高磨具的耐用性以及形状保持性。高熔点的MoS2粒子在磨具成型时状态保持不变，磨具在磨削磨硬脆材料的过程中脱落的MoS2粒子可充当润滑剂，减少脱落的磨料粒子对硬脆材料表面的划伤，从而减少划伤层的厚度，在其他参数不变的情况下良品率可提高40％以上。同时，本专利技术的预合金粉中MoS2的含量低于8％时，MoS2粒子之间间隔太宽，对磨具的性能改善不明显；当其含量高于20％时，则制备的磨具在磨削时其形状保持性变差。所述Ti粉的平均粒径和多元预合金粉的平均粒径均为0.5～3mm。所述MoS2粉的粒径为Ti粉的平均粒径或多元预合金粉的平均粒径的2～10倍。若MoS2粉的粒径小于该范围，则在磨具成型时容易将结合剂体系分散的过于细化而使结合剂失去骨架结构，结合剂强度大大降低，因此就不能忽略该粒子对结合剂的弱化作用，磨具成型性变差，耐磨性也会变差；若MoS2的粒径大于该范围，则在磨具成型时达不到分散结合剂体系的作用，结合剂易形成块状，磨削时容易忽略该粒子对磨削性能提升的作用，反而制备的磨具在磨削时由于该粒子的脱落而导致坍塌现象。只有当MoS2的粒度在本专利技术所述的范围之内时，MoS2在预合金粉中可起到一个桥连作用，一方面将预合金粉中的各种原料粉连接起来，形成物理桥连，在后续的热处理时，有助于原子的充分扩散，实现合金化；一方面在磨具的成型时，各种原料粉粒度相互匹配，有助于提高结合剂的致密性，进而提高砂轮的磨削性能。为保证复合结合剂的硬度以及韧性，所述青铜粉包括以下质量百分含量的组分：Cu65～95％，Sn5～35％。所述多元预合金粉中铁的体积百分含量为50～99％，较高含量的铁有助于提高复合结合剂的硬度。本专利技术的上述磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉的制备方法采用的技术方案为：一种磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉的制备方法，包含以下步骤：1)将青铜粉、Sn粉、多元预合金粉、Ti粉和MoS2粉混合球磨3～20h，得混合粉；2)对混合粉进行热处理，然后冷却，即得；所述热处理为在300～600℃温度下保温0.5～8h。本专利技术的制备方法所采用的原料均为市售金属粉，廉价易得，并且所需设备简单，无需高温熔炼炉将原料粉冶炼后再制粉，简化了生产工艺，降低了生产成本，并且稳定可控，适用于大规模生产。在300～600℃条件下保温是因为在该温度下混合粉中的原子扩散速度能够保证混合粉在0.5～8h内实现95％以上的合金化，从而制备能够满足使用要求的预合金粉。为保证原料粉混合均匀，所述球磨时球料的质量比为(1～8):1。为降低能耗，优选的，步骤2)中所述热处理为在350～580℃温度下保温。本专利技术的磨具采用的技术方案为：一种采用上述磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉的磨具。磨具采用本专利技术的预合金粉作为结合剂的主要成分，在磨削磨硬脆材料时既有高效率又有高寿命，能够满足硬脆材料加工的高效率和高质量要求。具体实施方式本专利技术的磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉，由MoS2粉和如下体积份数的原料制成：青铜粉40～75份、Sn粉5～45份、多元预合金粉1～20份、Ti粉1～20份；所述MoS2粉的体积份数为多元预合金粉和Ti粉的体积份数之和的8％～20％；所述多元预合金粉由Co、Ni、Cu、Sn、Zn中的至少一种和Fe组成。所述Ti粉的体积份数为5～20份。所述多元预合金中Fe的体积百分含量55～85％。优选的，所述MoS2粉的体积份数为多元预合金粉和Ti粉的体积份数之和的8％～15％。本专利技术的磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉的制备方法包含以下步骤：1)将青铜粉、Sn粉、多元预合金粉、Ti粉和MoS2混合球磨3～20h，得混合粉；2)对混合粉进行热处理，然后冷却，即得；所述热处理为在300～600℃温度下保温0.5～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉，其特征在于，由MoS

【技术特征摘要】
1.一种磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉，其特征在于，由MoS2粉和如下体积份数的原料制成：青铜粉40～75份、Sn粉5～45份、多元预合金粉1～20份、Ti粉1～20份；所述MoS2粉的体积份数为多元预合金粉和Ti粉的体积份数之和的8％～20％；所述多元预合金粉由Co、Ni、Cu、Sn、Zn中的至少一种和Fe组成。


2.根据权利要求1所述的磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉，其特征在于，所述Ti粉的平均粒径和多元预合金粉的平均粒径均为0.5～3mm。


3.根据权利要求1或2所述的磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉，其特征在于，所述MoS2粉的粒径为Ti粉平均粒径或多元预合金粉的平均粒径的2～10倍。


4.根据权利要求1所述的磨硬脆材料用复合结合剂磨具使用的预合金粉，其特征在于，所述青铜粉包括以下质量百分含量的组分：Cu65～95％，Sn5～35％。

【专利技术属性】
技术研发人员：左冬华，张高亮，赵延军，曹剑锋，钱灌文，王礼华，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41