【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及金剛石磨輪制備，具體為一種基于pcd復合片的高強度金剛石磨輪及其制備方法。
技術介紹
1、pcd復合片是一種由微米或亞微米級別的金剛石顆粒在高溫高壓條件下燒結形成的復合材料。pcd復合片因其獨特的性能，在工業領域中有著廣泛的應用。如作為切削工具，這些工具適用于加工硬質材料，如硬質合金、陶瓷、石材、玻璃和某些非鐵金屬；磨削和拋光工具，用于對工件進行精密磨削和拋光，提高工件的表面光潔度和精度；鉆探工具，在地質勘探和礦山開采中，pcd復合片被用于制造鉆頭，以提高鉆探效率和鉆頭的耐用性；耐磨部件，pcd復合片的耐磨性使其成為制造耐磨部件的理想材料，如軸承、密封件、磨料噴嘴等；電子和光學領域，由于pcd復合片具有優異的熱導性和電絕緣性，它也被用于電子封裝和光學窗口等高性能應用。
2、pcd復合片雖然有以上優點，但是由于對pcd復合片拋光使用的金剛石磨輪強度不足，刀頭與基體結合不緊密，加工過程容易發生斷裂，影響加工效率。因此，為了解決上述問題，制備了一種基于pcd復合片的高強度金剛石磨輪。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于pcd復合片的高強度金剛石磨輪及其制備方法，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種基于pcd復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，包括以下步驟：
4、步驟一：將金剛石、銅、鐵、鎳、聚四氟乙烯混合，保護氣氛下，高溫燒結，磨削修整得到金剛石刀頭
5、步驟二：將金剛石刀頭置于微米金剛石鍍覆液進行一次鍍覆，得到一次電鍍金剛石刀頭；將一次電鍍金剛石刀頭置于納米金剛石鍍覆液進行二次鍍覆，得到二次電鍍金剛石刀頭；
6、步驟三：將二次電鍍金剛石刀頭與基體在焊膏的作用下，焊接成高強度金剛石磨輪。
7、較為優化地：本專利通過對金剛石懸浮液中的分散劑和焊膏中的結合劑進行改良，使二者加入相同添加劑，增強了金剛石磨輪強度的同時減少了材料的浪費，符合經濟效益，所述添加劑的制備方法為：按重量份數計，將0.8-1份1,4-丁二硫醇和1-2份4-氨基吡啶-3-羧酸、2-4份去離子水混合攪拌，加入濃硫酸，在60-80℃下反應4-5h，洗滌干燥，得到添加劑；其中濃硫酸的質量占1,4-丁二硫醇、4-氨基吡啶-3-羧酸總質量的1-3％。
8、較為優化地：所述金剛石刀頭的原料包括以下組分：按重量份數計，20-25份金剛石、15-18份銅、25-30份鐵、5-7份鎳、1-2份聚四氟乙烯。
9、較為優化地：所述高溫燒結的工藝參數為：在氮氣保護下，先加熱至300-350℃，保溫30-50min，之后升溫至400-450℃，保溫10-15min。
10、較為優化地：所述微米金剛石鍍覆液的組分包括：按重量份數計，8-10份微米金剛石、0.5-1份添加劑、5-6份去離子水；所述納米金剛石鍍覆液的組分包括：按重量份數計，10-13份納米金剛石、4-5份微米金剛石、0.8-1份添加劑、6-8份去離子水。
11、較為優化地：所述一次鍍覆的工藝參數為：溫度為60-70℃，電流密度為27-30a/dm2下，時間為18-25秒；二次鍍覆的工藝參數為：溫度為90-100℃下，電流密度為20-25a/dm2，電沉積45-50秒，電流密度為40-50a/dm2，電沉積15-20秒，循環鍍覆7-10次。
12、較為優化地：所述焊膏包括以下組分：按重量份數計，18-20份合金焊料粉末、0.5-1份n-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1-3份添加劑、0.8-2份丙烯酸酯、0.5-1份蘋果酸；其中，所述合金焊料粉末包括以下組分：1-3份錫粉、1-2份鋅粉、0.5-1份鉍粉、0.8-1份鈷粉。
13、較為優化地：所述合金焊料粉末制備工藝為：按重量份數計，將1-3份錫粉、1-2份鋅粉、0.5-1份鉍粉、0.8-1份鈷粉混合在700-800℃下熔融，之后氣霧金屬液體，以2.5-3mpa的壓力進行噴霧，冷卻得到合金焊料粉末。
14、較為優化地：所述焊接的工藝為：將二次電鍍金剛石刀頭放在基體的相應位置上，二次電鍍金剛石刀頭與基體之間放入焊膏，調整相應位置，在800-1000℃下焊接，焊接時間為15-20min。
15、與現有技術相比，本專利技術所達到的有益效果為：
16、所制得的高強度金剛石磨輪表面依次電鍍微米金剛石層和納米金剛石層，有效的增強了金剛石磨輪的強度；在金剛石的懸浮液中加入由1,4-丁二硫醇和4-氨基吡啶-3-羧酸反應制得的添加劑，添加劑分子較大，并且含有氨基、吡啶等多個位點，利用空間效應和多位點效應，有效的增強了金剛石懸浮液的分散性，同時因為含有氨基、巰基等基團，容易和金屬形成配位鍵，增強了鍍覆的效果，提高了金剛石磨輪的強度；焊接過程中所采用的的焊膏中加入的添加劑與上述添加劑相同，所使用的硅烷偶聯劑為n-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷，一端有效的結合基體與金剛石刀頭，另一端的環氧基可以和添加劑中的氨基反應，有效的增強了金剛石磨輪的強度，同時較長的烷基鏈可以提升焊膏在基體表面的分散性，進一步的增強金剛石磨輪的力學性能。因此，在對pcd復合片進行拋光時，因為強度增強、焊接牢固，焊接過程不易斷裂，刀頭的磨損比降低，使得拋光效率得到提高。
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1.一種基于PCD復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于PCD復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述微米金剛石鍍覆液的組分包括：按重量份數計，8-10份微米金剛石、0.5-1份添加劑、5-6份去離子水；所述納米金剛石鍍覆液的組分包括：按重量份數計，10-13份納米金剛石、4-5份微米金剛石、0.8-1份添加劑、6-8份去離子水。
3.根據權利要求1所述的一種基于PCD復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述金剛石刀頭的原料包括以下組分：按重量份數計，20-25份金剛石、15-18份銅、25-30份鐵、5-7份鎳、1-2份聚四氟乙烯。
4.根據權利要求1所述的一種基于PCD復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述高溫燒結的工藝參數為：在氮氣保護下，先加熱至300-350℃，保溫30-50min，之后升溫至400-450℃，保溫10-15min。
5.根據權利要求1所述的一種基于PCD復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述一次鍍
6.根據權利要求2所述的一種基于PCD復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述添加劑的制備方法為：按重量份數計，將0.8-1份1,4-丁二硫醇和1-2份4-氨基吡啶-3-羧酸、2-4份去離子水混合攪拌，加入濃硫酸，在60-80℃下反應4-5h，洗滌干燥，得到添加劑；其中濃硫酸的質量占1,4-丁二硫醇、4-氨基吡啶-3-羧酸總質量的1-3％。
7.根據權利要求1所述的一種基于PCD復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述焊膏包括以下組分：按重量份數計，18-20份合金焊料粉末、0.5-1份N-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1-3份添加劑、0.8-2份丙烯酸酯、0.5-1份蘋果酸；其中，所述合金焊料粉末包括以下組分：1-3份錫粉、1-2份鋅粉、0.5-1份鉍粉、0.8-1份鈷粉。
8.根據權利要求7所述的一種基于PCD復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述合金焊料粉末制備工藝為：按重量份數計，將錫粉、鋅粉、鉍粉、鈷粉混合在700-800℃下熔融，以2.5-3Mpa的壓力進行噴霧，冷卻得到合金焊料粉末。
9.根據權利要求1所述的一種基于PCD復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述焊接的工藝為：將二次電鍍金剛石刀頭放在基體的相應位置上，二次電鍍金剛石刀頭與基體之間放入焊膏，調整相應位置，在800-1000℃下焊接，焊接時間為15-20min。
10.根據權利要求1-9任一項所述的一種基于PCD復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法得到的高強度金剛石磨輪。
...【技術特征摘要】
1.一種基于pcd復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于pcd復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述微米金剛石鍍覆液的組分包括：按重量份數計，8-10份微米金剛石、0.5-1份添加劑、5-6份去離子水；所述納米金剛石鍍覆液的組分包括：按重量份數計，10-13份納米金剛石、4-5份微米金剛石、0.8-1份添加劑、6-8份去離子水。
3.根據權利要求1所述的一種基于pcd復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述金剛石刀頭的原料包括以下組分：按重量份數計，20-25份金剛石、15-18份銅、25-30份鐵、5-7份鎳、1-2份聚四氟乙烯。
4.根據權利要求1所述的一種基于pcd復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述高溫燒結的工藝參數為：在氮氣保護下，先加熱至300-350℃，保溫30-50min，之后升溫至400-450℃，保溫10-15min。
5.根據權利要求1所述的一種基于pcd復合片的高強度金剛石磨輪的制備方法，其特征在于：所述一次鍍覆的工藝參數為：溫度為60-70℃，電流密度為27-30a/dm2下，時間為18-25秒；所述二次鍍覆的工藝參數為：溫度為90-100℃下，電流密度為20-25a/dm2，電沉積45-50秒，電流密度為40-50a/dm2，電沉積15-20秒，循環鍍覆7-10次。
6.根據權利要求2所述的一種基于pcd復合片的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：奚小鋒，奚寧遠，
申請(專利權)人：江陰市科雷特工具有限公司，
類型：發明
國別省市：
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