专利名称：一种金刚石微粉的预处理方法
技术领域：
本发明是通过预烧结，将金刚石微粉进行预处理的一种方法，属于超硬材料技术领域。
背景技术：
自金刚石磨具问世以来，研究学者一直在研究如何提高金刚石的利用率问题。由于金刚石磨具中的金刚石与结合剂之间并无发生分子键结合，而是以物理机械力镶嵌于结合剂中。因此，大部分金刚石在砂轮使用过程中并非磨削脱落，而是由于结合剂对金刚石的把持力不够，导致金刚石在小的磨削力下发生脱落。高的脱落率不仅造成了金刚石的浪费， 同时砂轮的保形性差，使得砂轮的加工质量下降。为了解决这一问题，研究学者进行了提高结合剂对金刚石的把持力方面的研究。 有研究学者通过化学法、超声波和真空镀覆等方法，在金刚石表面镀覆钛、铬、钼、钨等碳化物形成元素，在金刚石表面形成保护层，提高了结合剂对金刚石的把持力。但对于陶瓷结合金刚石磨具而言，镀覆金属层并未提高陶瓷结合剂对金刚石的把持力，同时也增加了金刚石的成本。
发明内容
为了使金刚石微粉与陶瓷结合的结合更加紧密，提高陶瓷结合剂对金刚石的润湿性、把持力和金刚石的利用率，从而提高陶瓷结合金刚石砂轮的锋利度和寿命，本发明提供了一种金刚石微粉的预处理方法。本发明包括以下工艺步骤(1)采用原料为粒度小于W40的金刚石微粉，并与细粒度的陶瓷结合剂混合；(2)将(1)步骤中的金刚石微粉与陶瓷结合剂在混料机中进行混勻；(3)将(2)步骤中混合均勻的混合粉末进行预烧结；(4)利用行星式球磨机将(3)步骤中烧结后的粉末进行破碎和二次混勻；(5)将(4)步骤中破碎后的混合粉末进行烘干和过筛，得到预处理后的金刚石微粉。所述(1)步骤中金刚石微粉粒度小于W40，陶瓷结合剂的粒度为0. 5 10. Ομπι。 陶瓷结合剂的粒度要小于金刚石微粉的粒度。金刚石微粉的重量比为70 90%，陶瓷结合剂的重量比为10 30%。所述(2)步骤中金刚石微粉与陶瓷结合剂的混勻采用干混的方式，球料比为1 3 1，混料时间为0. 5 1. 5h。所述(3)步骤中金刚石微粉与陶瓷结合剂的混合粉末的预烧结温度为400 600°C，升温速率为1 4°C /min，保温时间为1 2h。所述(4)步骤中行星式球磨机的球磨采用湿混的方式，球磨剂为去离子水，球料比为1 3 1，球磨时间为0. 5 浊。
所述(5)步骤中球磨后的烘干温度为60 120°C，保温时间为2_6h。烘干后的混合粉末过-200目筛。即为预处理后的金刚石微粉，备用。本发明的金刚石微粉的预处理方法是将金刚石微粉和陶瓷结合剂微粉混勻后，进行预烧结处理；主要是针对现有技术中陶瓷结合剂对金刚石把持力差，寿命低，砂轮保形性差，影响其磨削效果的缺点。经过预烧结处理后的金刚石微粉制成制品后，陶瓷结合剂对金刚石的润湿性好，把持力增强，提高了金刚石砂轮的锋利度、寿命和金刚石的利用率。本发明提供了一种简单可行的方法，将金刚石微粉和细粒度的陶瓷结合剂混勻后，进行预烧结处理，使其表面粘附一层陶瓷结合剂，这样，在制品生产中，金刚石微粉就能与陶瓷结合的更加紧密，提高了陶瓷结合剂对金刚石的润湿性、把持力和金刚石的利用率， 从而提高了砂轮的锋利度和寿命。
图1和图2为预处理后的金刚石微粉制成金刚石砂轮的SEM扫描电镜图片，可以看到，金刚石微粉和陶瓷结合剂接触状态好，陶瓷结合剂对金刚石的润湿性好。
具体实施例方式实施例1 一种金刚石微粉的预处理方法，含有以下步骤(1)采用的原料为金刚石微粉粒度小于W40，陶瓷结合剂的粒度为1. 0 μ m。(2)将(1)步骤中的金刚石微粉与陶瓷结合剂在研钵中进行初混，金刚石微粉的重量比为70%，陶瓷结合剂的重量比为30%。(3)将( 步骤中金刚石微粉与陶瓷结合剂在混料机中进行混勻，采用干混的方式，球料比为3 1，混料时间为0.5h，混勻后过-40目的筛网。(4)将(3)步骤中混合均勻的金刚石微粉与陶瓷结合剂的混合粉末置于刚玉坩埚中，将粉料平铺于坩埚中，进行预烧结，烧结温度为400°C，升温速率为2V /min，保温时间为池，待炉温冷却至室温后，将坩埚取出。(5)将(4)步骤中预烧结后的混合粉末在行星式球磨机中进行球磨，采用湿混的方式，球磨剂为去离子水，球料比为1 1，球磨时间为池，。(6)将(5)步骤中球磨后的混合粉末进行烘干，烘干温度为80°C，保温时间为4h， 在烘干的过程中，每隔0. 5h就将粉末取出，轻轻将粉末中的块状物碾碎，之后放入烘箱中继续烘干。(7)将(6)步骤中烘干后的混合粉末过-200目筛，即为预处理后的金刚石微粉。实施例2 —种金刚石微粉的预处理方法，含有以下步骤(1)采用的原料为金刚石微粉粒度小于W40，陶瓷结合剂的粒度为5. 0 μ m。(2)将(1)步骤中的金刚石微粉与陶瓷结合剂在研钵中进行初混，金刚石微粉的重量比为80%，陶瓷结合剂的重量比为20%。(3)将( 步骤中金刚石微粉与陶瓷结合剂在混料机中进行混勻，采用干混的方式，球料比为2 1，混料时间为lh，混勻后过-40目的筛网。(4)将(3)步骤中混合均勻的金刚石微粉与陶瓷结合剂的混合粉末置于刚玉坩埚中，将粉料平铺于坩埚中，进行预烧结，烧结温度为500°C，升温速率为3°C /min，保温时间为1.证，待炉温冷却至室温后，将坩埚取出。(5)将(4)步骤中预烧结后的混合粉末在行星式球磨机中进行球磨，采用湿混的方式，球磨剂为去离子水，球料比为2 1，球磨时间为lh。(6)将(5)步骤中球磨后的混合粉末进行烘干，烘干温度为100°C，保温时间为证， 在烘干的过程中，每隔Ih就将粉末取出，轻轻将粉末中的块状物碾碎，之后放入烘箱中继续烘干。(7)将(6)步骤中烘干后的混合粉末过-200目筛，即为预处理后的金刚石微粉。实施例3 —种金刚石微粉的预处理方法，含有以下步骤(1)采用的原料为金刚石微粉粒度小于W40，陶瓷结合剂的粒度为8. 0 μ m。(2)将(1)步骤中的金刚石微粉与陶瓷结合剂在研钵中进行初混，金刚石微粉的重量比为90%，陶瓷结合剂的重量比为10%。(3)将( 步骤中金刚石微粉与陶瓷结合剂在混料机中进行混勻，采用干混的方式，球料比为1 1，混料时间为1.5h，混勻后过-40目的筛网。(4)将(3)步骤中混合均勻的金刚石微粉与陶瓷结合剂的混合粉末置于刚玉坩埚中，将粉料平铺于坩埚中，进行预烧结，烧结温度为600°C，升温速率为4°C /min，保温时间为lh，待炉温冷却至室温后，将坩埚取出。(5)将(4)步骤中预烧结后的混合粉末在行星式球磨机中进行球磨，采用湿混的方式，球磨剂为去离子水，球料比为3 1，球磨时间为0. ^！。(6)将(5)步骤中球磨后的混合粉末进行烘干，烘干温度为120°C，保温时间为他， 在烘干的过程中，每隔Ih就将粉末取出，轻轻将粉末中的块状物碾碎，之后放入烘箱中继续烘干。(7)将(6)步骤中烘干后的混合粉末过-200目筛，即为预处理后的金刚石微粉。
权利要求
1.一种金刚石微粉的预处理方法，其特征在于，包括以下工艺步骤(1)采用原料为粒度小于W40的金刚石微粉，并与细粒度的陶瓷结合剂混合；(2)将(1)步骤中的金刚石微粉与陶瓷结合剂在混料机中进行混勻；(3)将(2)步骤中混合均勻的混合粉末进行预烧结；(4)利用行星式球磨机将( 步骤中烧结后的粉末进行破碎和二次混勻；(5)将(4)步骤中破碎后的混合粉末进行烘干和过筛，得到预处理后的金刚石微粉。
2.根据权利要求1所述金刚石微粉的预处理方法，其特征在于(1)步骤中金刚石微粉粒度小于W40，陶瓷结合剂的粒度为0. 5 10. 0 μ m。
3.根据权利要求2所述金刚石微粉的预处理方法，其特征在于(1)步骤中陶瓷结合剂的粒度要小于金刚石微粉的粒度。
4.根据权利要求1-3任一项所述金刚石微粉的预处理方法，其特征在于(1)步骤中的金刚石微粉的重量比为70 90%，陶瓷结合剂的重量比为10 30%。
5.根据权利要求4所述金刚石微粉的预处理方法，其特征在于( 步骤中金刚石微粉与陶瓷结合剂的混勻采用干混的方式，球料比为1 3 1，混料时间为0.5 1. ^！。
6.根据权利要求5所述金刚石微粉的预处理方法，其特征在于C3)步骤中金刚石微粉与陶瓷结合剂的混合粉末的预烧结温度为400 600°C，升温速率为1 4°C /min，保温时间为1 2h。
7.根据权利要求6所述金刚石微粉的预处理方法，其特征在于(4)步骤中行星式球磨机的球磨采用湿混的方式，球磨剂为去离子水，球料比为1 3 1，球磨时间为0. 5 池。
8.根据权利要求7所述金刚石微粉的预处理方法，其特征在于( 步骤中球磨后的烘干温度为60 120°C，保温时间为2-6h。
9.根据权利要求8所述金刚石微粉的预处理方法，其特征在于( 步骤中烘干后的混合粉末过-200目筛。
全文摘要
一种金刚石微粉的预处理方法，步骤1.采用原料为粒度小于W40的金刚石微粉和陶瓷结合剂的粒度为0.5～10.0μm，重量比金刚石微粉为70～90％，陶瓷结合剂为10～30％，将金刚石微粉与陶瓷结合剂在混料机中混匀；步骤2.将混匀后的混合粉末进行预烧结，烧结温度为400～600℃；步骤3.利用行星式球磨机将烧结后的粉末进行破碎，并烘干过筛，得到预处理后的金刚石微粉。本发明对金刚石微粉进行了预处理，使金刚石表面附着一层陶瓷结合剂，这样金刚石微粉就能与陶瓷结合的更加紧密，在制品生产中，提高了陶瓷结合剂对金刚石的润湿性和把持力，从而提高了陶瓷结合金刚石砂轮的锋利度、寿命和金刚石的利用率。
文档编号C01B31/06GK102502614SQ20111035369
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者刘泓, 刘跃华, 宋鹏涛 申请人:广东奔朗新材料股份有限公司