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一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法

關鍵詞 金剛石 , 微粉 , 砂輪 , 低溫制備|2014-07-25 08:53:12|行業專利|來源 中國超硬材料網
摘要 申請號:201410160101.5申請人:湖南大學摘要:本發明涉及到一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法。該方法利用金屬納米粒子的低溫熔點特性,按照不同質量百分比進行配比,通...
  申請號: 201410160101.5

  申請人: 湖南大學

  摘要:本發明涉及到一種微小直徑金剛石微粉砂輪低溫制備方法。該方法利用金屬納米粒子的低溫熔點特性,按照不同質量百分比進行配比,通過超聲振動及添加不同分散劑、熱蠟的復合分散法使銅或鐵納米粒子、金剛石微粉磨粒、分散劑和熱蠟在砂輪模具中充分分散、均勻混合,成形膏狀物;脫模后,將砂輪放至微波加熱裝置中,對砂輪進行微波快速燒結,保溫一定時間,冷卻至室溫,從而得到直徑在5-20mm之間的微小金剛石微粉砂輪。該低溫制備方法節約了燒結成本,減少了金剛石磨粒的熱損傷,提高了金剛石磨粒的鋒利性,增強了砂輪的強度及耐用性,滿足了以光學玻璃、碳化硅、碳化鎢等典型脆硬材料為代表的微小球面、非球面光學元件超精密磨削加工要求。

  主權利要求:1.一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法,該砂輪主要由砂輪基體(1)、磨料層(2)組成。其特征在于:通過超聲振動(5)及添加分散劑、熱蠟的復合分散法,采用加熱板(4)加熱,使蠟熔化,一邊加熱一邊振動使銅或鐵納米粒子、金剛石微粉磨粒、分散劑和熱蠟在砂輪模具(3)中充分分散、混合均勻,成形膏狀物,然后在模具中3固化定型;脫模后,在砂輪周圍埋一層除蠟劑(7),將砂輪放在微波燒結裝置(6)中,在惰性氣體氬氣的保護下,利用金屬納米粒子低溫熔點特性,采用微波快速加熱對砂輪進行低溫燒結,保溫一定時間,然后冷卻至室溫。從而制備直徑在5-20mm之間的微小金剛石微粉砂輪。

  2.根據權利要求1所述的一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法,其特征在于:按照不同質量百分比進行配比,其中鐵或銅納米粒子在35%-50%之間,金剛石微粉磨粒在30%-45%之間,分散劑在8%-20%之間,石蠟在5%-10%之間。

  3.根據權利要求1或2所述的一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法,其特征在于:采用鐵納米粒子或銅納米粒子作為砂輪結合劑,粒徑為20-100nm之間的某一特定值。

  4.根據權利要求1或2所述的一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法,其特征在于:磨料采用微粉金剛石,磨粒粒度為1000-8000#之間的某一特定值。

  5.根據權利要求1或2所述的一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法,其特征在于:采用超聲振動(5)及添加分散劑和石蠟的復合分散方法來提高銅、鐵粒子及金剛石磨料的分散均勻程度,防止納米粒子的團聚。

  6.根據權利要求1或5所述的一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法,其特征在于:利用石蠟低熔點、粘度大、易固化特點,采用加熱板對石蠟進行加熱使之處于熔融狀態,同時在超聲振動的作用下,能有效地把銅、鐵納米粒子和金剛石磨粒均勻分散在熔化的熱蠟中,并形成一種類似膏狀的物質,防止金剛石磨粒沉積。

  7.根據權利要求1或6所述的一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法,其特征在于:利石蠟在室溫下易固化的特點,使銅、鐵納米粒子和金剛石磨粒等所組成的膏狀物質在砂輪模具(3)中固化定型后,再進行脫模。

  8.根據權利要求1所述的一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法,采用微波燒結方法對砂輪進行低溫燒結,其特征在于:為抑制銅或鐵納米粒子在燒結過程中的異常增長和非均勻擴散,利用微波燒結方法對砂輪進行快速低溫燒結,燒結溫度為400-500℃區間內的某一特定溫度,保溫15-30min,爐內冷卻至室溫。燒結過程采用惰性氣體中進行保護。

  9.根據權利要求1或8所述的一種微小直徑金剛石微粉砂輪的低溫制備方法,其特征在于:燒結前,在砂輪周圍均勻涂覆一層除蠟劑(7),在燒結過程中可以對砂輪進行排蠟處理。
 

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