超硬材料网

       申请号：201710160793.7
       申请人：衢州学院
       发明人：冯凯萍 石宝民 周兆忠 倪成员 郁炜 尹涛 许庆华

       摘要： 本发明涉及一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法。制备过程包括如下步骤：1)将有机单体和水混合，配成预混液；2)在预混液中加入粉状陶瓷、金刚石磨料、造孔剂、交联剂、分散剂和偶联剂，制备浆料；3)在浆料中加入引发剂和反应加速剂，混合均匀，将其注入模具，形成坯体；4)坯体脱模，脱脂、有机凝胶炭化，形成网状骨架体；5)将树脂和填料混合在溶剂中得到树脂混合浆料，注浆到网状骨架体中；6)网状骨架体中树脂固化，低温烧结，得到金刚石磨具丸片；7)将制得丸片布置成花纹图案粘结到基盘之上。该方法所制得的金刚石磨具丸片有陶瓷、树脂结合剂的双重优点，强度高、组分均匀、缺陷少、切削效率高。        主权利要求：1.一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将有机单体和水混合，配成预混液，其中各成份按重量计，水20～100份、有机单体4～30份；步骤2：将下列成份按重量份在预混液中混合制备浓浆料；所述下列成分为粉状陶瓷10～120份、金刚石磨料30～150份、造孔剂0.5～2份、交联剂0.1～1份、分散剂0.5～1.5份和偶联剂0.2～1份、PH调节剂0.5～2份，步骤3：向步骤2中得到的浆料中加入引发剂0.05～0.5份和反应加速剂0.01～0.3份，混合均匀，将其注入模具，引发单体的原位聚合，形成坯体；步骤4：坯体脱模，然后干燥处理，高温烧结，脱脂、有机凝胶挥发，形成形成多孔陶瓷结合剂包覆金刚石磨料的网状骨架体；步骤5：将树脂和填料混合在溶剂中得到树脂混合浆料，将树脂混合浆料注浆到多孔陶瓷结合剂包覆金刚石磨料的网状骨架体中，树脂3～20份，填料5～20份，溶剂10～40份；步骤6：树脂在网状骨架体中干燥，固化，低温烧结，得到金刚石磨具丸片；步骤7：将步骤6所得丸片布置成花纹图案粘结到基盘之上。
       2.根据权利1所述的一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法，其特征是步骤1所述的有机单体是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、烷基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁二烯、二甲基羟乙基丙烯酸甲酯、羟丙基丙烯酸甲酯、苯乙烯中的一种或多种。
       3.根据权利1所述的一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法，其特征是步骤2所述的粉状陶瓷是氧化锆、氮化硅、碳化硅、氧化钇、碳化钛、氮化硅、氮化钛、氮化铝或氧化锆的一种或多种；造孔剂是发泡剂、精萘、焦炭、木粉、核桃壳、尿素、小苏打中的一种或者多种，其中发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢氨、偶氮二甲酞胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺、二苯磺酰肼醚、二偶氮氨基苯、对甲苯磺酰肼、偶氮二异丁睛中的任意一种；交联剂是丙烯酸、甲基丙烯酸、二乙烯基苯、氮丙啶、多元胺类交联剂、多元醇类交联剂、多元酯类交联剂、酸酐类交联剂、三羟甲基丙烷、缩水甘油醚、聚丙二醇缩水甘油醚、氧化锌、氯化铝、硫酸铝、硫黄、硼酸、硼砂、硝酸铬、苯乙烯、a-甲基苯乙烯、丙烯腈、乙二醛、三甲氧基硅烷、对甲苯磺酸、对甲苯磺酰氯、过氧化二异丙苯、过氧化双2，4一二氯苯甲酰、异丙醇铝、醋酸锌、多功能聚氮丙啶交联剂、环氧树脂类交联剂、咪唑类交联剂中的一种或者多种。
       4.根据权利1所述的一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法，其特征在于步骤2所述的分散剂是氯化钠、硅酸钠、磷酸钠、柠檬酸铵、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠、二乙酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、羟甲基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸铵、三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸中的一种或多种；偶联剂是硅烷、钛酸酯、铝酸酯、双金属、磷酸酯、硼酸酯、铬络合物偶联剂中的一种或多种；PH调节剂是磷酸，乙酸，盐酸，碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化钠，碳酸氢钠，磷酸氢二钠，氨水的一种或多种。
       5.根据权利1所述的一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法，其特征在于步骤2所述的混合方式是球磨机混合、机械搅拌混合、高速乳化机混合、超声振动混合、分散盘混合中的一种或者多种；所制备的浆料陶瓷粉的体积分数范围为50～90％,浆料的粘度值小于1Pa·s。
       6.根据权利1所述的一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法，其特征是步骤3所述的引发剂为酰类过氧化物、氢过氧化物、二烷基过氧化物、烷基过氧化氢物、酯类过氧化物、酮类过氧化物、二碳酸酯过氧化物、过硫酸盐类、偶氮类引发剂、氧化还原引发剂中的一种或多种；反应加速剂是四甲基乙二胺、二甲基胺基丙晴中的一种或两种。
       7.根据权利1所述的一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法，其特征在于步骤3所述的引发单体的原位聚合中的引发聚合条件为引发剂引发聚合、热引发聚合、光引发聚合、辐射聚合中的一种或者多种。
       8.根据权利1所述的一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法，其特征在于步骤4所述的干燥处理方式为烘箱干燥、真空干燥、喷雾干燥、转鼓干燥、桨叶干燥、桨叶组合干燥中的一种或者多种；所述的高温烧结的烧结温度范围为500～3000℃；所述的脱脂方法是溶解萃取脱脂、热脱脂、虹吸脱脂、催化脱脂、超临界萃取脱脂、微波脱脂中的一种或者多种。
       9.根据权利1所述的一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法，其特征在于步骤5所述的树脂是酚醛树脂、环氧树脂、聚砜树脂、聚酰胺树脂中的一种或者多种；填料是铜包石墨、氧化钙、碳酸钙、氧化铈、氧化铁、氧化铬、氧化锌、石膏粉、石墨粉、冰晶石粉、滑石粉、石英粉、长石粉或铜粉中的一种或者多种组成；溶剂是甲醇、乙醇、异丙醇、水、丙酮、丁酮中的一种或多种；注浆方法是充填注浆、渗透注浆、挤密注浆和劈裂注浆中的任意一种。
       10.根据权利1所述的一种采用多孔陶瓷骨架树脂强化的金刚石磨具丸片的制备方法，其特征在于步骤6所述的低温烧结温度为100～300℃；步骤7所得丸片布置成花纹图案粘结到基盘之上，其中花纹为“同心圆式”、“螺旋式”、“斜条纹式”、“放射线式”图案中的任意图形。