一种自锐性金刚石磨料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种自锐性金刚石磨料，由下述重量百分比的原料组成:金刚石磨料原料为:75～85%.金属粉末原料为:13～20%,结合剂原料为:2～5%；所述的金刚石磨料粒度为:0.5um～100um；金属粉末原料包括铁、钴、锰或它们的混合物或合金；结合剂包括:二乙烯三胺、二氨甲基环已烷1,3、三甲基六亚甲二胺或它们的混合物或其中一种。本发明获得的自锐性金刚石磨料,表面粗糙,拥有更多的磨削面角,当颗粒承受应力时,其脆性导致颗粒碎裂,从而产生新的尖锐切削刃,自锐性更好,特别适用于磁头、硬盘、光学玻璃及LED行业的蓝宝石晶片超精密的研磨和抛光。

权利要求

1.一种自锐性金刚石磨料,其特征在于，由下述重量百分比的原料组成:金刚石磨料原料为:75～85%，金属粉末原料为：13～20%，粘结剂原料为：2～5%；所述的金刚石磨料粒度为:0.5um～100um；金属粉末原料包括铁、 钴 、锰或它们的混合物或合金；粘结剂包括：二乙烯三胺、1,3-二氨甲基环己烷、三甲基六亚甲二胺或它们的混合物或其中一种。

2.如权利要求1所述的一种自锐性金刚石磨料的制备方法，其特征在于其制备方法,具体制备方法如下：(1)配料：按下述重量比称量自锐性金刚石磨料原料： 金刚石磨料原料为:75～85%，金属粉末原料为:13～20%，粘结剂原料为:2～5%；

(2)混料：将步骤(1)所称取的原料混合均匀；

(3)烧结：将步骤(2)得到的物料装入坩埚中，连同坩埚放入管式炉中，并抽真空度至-3

10 Pa；然后加热至505～645℃的条件下保温1～8小时,保温结束后冷却至室温；

(4)净化处理:立将步骤(3)得到的物料用氧化性酸除去所得产物颗粒表面的非金刚石碳.即得到产品自锐性金刚石磨料。

3.根据权利要求2所述的一种自锐性金刚石磨料的制备方法，其特征在于：所述的自锐性金刚石磨料的粒度中值为:0.5um～100um。

4.根据权利要求2所述的一种自锐性金刚石磨料的制备方法，其特征在于：所述氧化性酸为硫酸、硝酸和高氯酸中的任一种或任两种的混合物。

5.根据权利要求2所述的一种自锐性金刚石磨料的制备方法，其特征在于：所述的自锐性金刚石磨料形状为不规则,粒度中值为0.5um～50um。

6.根据权利要求2所述的一种自锐性金刚石磨料的制备方法，其特征在于：所述的自锐性金刚石磨料的颗粒表面具有很大的自锐性和韧性,在研磨和抛光过程中能适时自动剥落而显现出新的切削刃，既保证了加工的高精度、高效率也不会划伤工件。

7.根据权利要求2所述的一种自锐性金刚石磨料的制备方法，其特征在于：本发明采用金属粉末的作用是:添加金属粉末作为抑制金刚石磨料被过度碳化的抑制剂,其可适当减少金刚石磨料的碳化量,从而使金刚石表面变粗糙。

说明书

一种自锐性金刚石磨料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种金刚石磨料，具体涉及一种自锐性金刚石磨料及其制备方法。

背景技术

[0002] 金刚石微粉是一种精细的超硬磨料。通常是以亚毫米级金刚石单晶为原料，经破碎、整形和一系列的物理化学处理，制出颗粒形状规整，符合一定粒度分布的磨料。它是目前世界上最高级最精密的超硬磨料，广泛用于机械、电子、冶金、建筑及国防等各个领域。它常用于加工硬脆材料及要求精度高的工件。例如：轴承的滚珠滚道、碳化钨及金刚石拉丝模、各种陶瓷件、精密模具、硅片、光学镜片、芯片、各种磁性材料元器件、红宝石、蓝宝石、绿宝石、翡翠、各种金刚石及宝石轴承、各种量规。它既可作散粒磨料使用，又可制成研磨膏、研磨片、精磨片、珩磨油石、抛光液、多晶金刚石复合片及砂纸使用。

[0003] 近年来，随着国外高新技术的飞速发展，电了材料、各类宝石、精细陶瓷、光学玻璃、密封件等领域对金刚石磨料的需求量与日俱增，尤其对金刚石磨料的品质要求越来越高。传统的金刚石磨料是单晶结构，颗粒表面较为平滑，硬度具有方向性，且与其结晶形态、内部缺陷和晶体大小有关，同时受到外力冲击时沿解理面碎裂，会对所加工表面产生很深的划伤。

[0004] 多晶金刚石（微粉）通常是利用独特的定向爆破法由石墨转化而得，其颗粒晶体结构与天然的Carbonado极为相似，通过不饱和键结合多晶体结构，具有很好的韧性和自锐性，在抛光过程，粗颗粒会破碎成更小的颗粒，可避免对工件表面造成划伤，既保证了工件表面质量，又提高了研磨切削力效率，在某些高质量要求的产品加工过程中显示出它独特的优越性，具有高耐磨性和使用寿命长的优点，同是制作成本较高，是普通金刚石磨料的几十倍.且多为纳米级，石墨含量多，净化过程复杂.

发明内容

[0005] 针对现有技术中的问题，本发明提供一种自锐性金刚石磨料及其制备方法，该种方法生产效率高，制备的自锐性金刚石磨料有仅具有很高的强度和硬度，还能够克服传统金刚石磨料自锐性差，易产生划伤的缺点，特别适用于磁头、硬盘、光学玻璃及LED行业的蓝宝石晶片超精密的研磨和抛光.

[0006] 本发明的目的是这样实现的：

[0007] 一种自锐性金刚石磨料，由下述重量百分比的原料组成：金刚石磨料原料为：75～85%.金属粉末原料为：13～20%，粘结剂原料为：2～5%；

[0008] 所述金刚石磨料粒度为：0.5um～100um；金属粉末：铁、 钴 、锰或它们的混合物或合金.粘结剂为：二乙烯三胺、1，3-二氨甲基环已烷 、三甲基六亚甲二胺或它们的混合物或其中一种；

[0009] 所述的一种自锐性金刚石磨料的制备方法，具体制备方法如下：

[0010] (1)配料：按下述重量比称量自锐性金刚石磨料原料： 金刚石磨料原料为：75～85%.金属粉末原料为：13～20%，粘结剂原料为：2～5%；

[0011] (2)混料：将步骤(1)所称取的原料混合均匀；

[0012] (3)烧结：将步骤(2)得到的物料装入坩埚中，连同坩埚放入管式炉中，并抽真空-3度至10 Pa；然后加热至505～645℃的条件下保温1～8小时，保温结束后冷却至室温.[0013] (4)净化处理：立将步骤(3)得到的物料用氧化性酸除去所得产物颗粒表面的非金刚石碳.即得到本产品自锐性金刚石磨料；

[0014] 所述的自锐性金刚石磨料的粒度中值为：0.5um～100um；

[0015] 所述氧化性酸为硫酸、硝酸和高氯酸中的任一种或任两种的混合物；

[0016] 所述的自锐性金刚石磨料形状为不规则，粒度中值为2um～50um；

[0017] 根据上述的自锐性金刚石磨料的制备方法，所述自锐性金刚石磨料的颗粒表面具有很大的自锐性和韧性，在研磨和抛光过程中能适时自动剥落而显现出新的切削刃.既保证了加工的高精度、高效率也不会划伤工件；

[0018] 本发明采用金属粉末的作用是：添加金属粉末作为抑制金刚石磨料被过度碳化的抑制剂，其可适当减少金刚石磨料的碳化量，从而使金刚石表面变粗糙。

[0019] 积极有益效果：本发明获得的自锐性金刚石磨料，表面粗糙，拥有更多的磨削面角，当颗粒承受应力时，其脆性导致颗粒碎裂，从而产生新的尖锐切削刃，自锐性更好，特别适用于磁头、硬盘、光学玻璃及LED行业的蓝宝石晶片超精密的研磨和抛光.

具体实施方式

[0020] 下面结合具体实施例，对本发明做进一步的说明：

[0021] 一种自锐性金刚石磨料，由下述重量百分比的原料组成：金刚石磨料原料为：75～85%.金属粉末原料为：13～20%，粘结剂原料为：2～5%；

[0022] 所述金刚石磨料粒度为：0.5um～100um；金属粉末：铁、 钴 、锰或它们的混合物或合金.粘结剂为：二乙烯三胺、1，3-二氨甲基环已烷 、三甲基六亚甲二胺或它们的混合物或其中一种；

[0023] 所述的一种自锐性金刚石磨料的制备方法，具体制备方法如下：

[0024] (1)配料：按下述重量比称量自锐性金刚石磨料原料： 金刚石磨料原料为：75～85%.金属粉末原料为：13～20%，粘结剂原料为：2～5%；

[0025] (2)混料：将步骤(1)所称取的原料混合均匀；

[0026] (3)烧结：将步骤(2)得到的物料装入坩埚中，连同坩埚放入管式炉中，并抽真空-3度至10 Pa；然后加热至505～645℃的条件下保温1～8小时，保温结束后冷却至室温.[0027] (4)净化处理：立将步骤(3)得到的物料用氧化性酸除去所得产物颗粒表面的非金刚石碳.即得到本产品自锐性金刚石磨料；

[0028] 所述的自锐性金刚石磨料的粒度中值为：0.5um～100um；

[0029] 所述氧化性酸为硫酸、硝酸和高氯酸中的任一种或任两种的混合物；

[0030] 所述的自锐性金刚石磨料形状为不规则，粒度中值为0.5um～50um；

[0031] 根据上述的自锐性金刚石磨料的制备方法，所述的自锐性金刚石磨料的颗粒表面具有很大的自锐性和韧性，在研磨和抛光过程中能适时自动剥落而显现出新的切削刃.既保证了加工的高精度、高效率也不会划伤工件；

[0032] 本发明采用金属粉末的作用是：添加金属粉末作为抑制金刚石磨料被过度碳化的抑制剂，其可适当减少金刚石磨料的碳化量，从而使金刚石表面变粗糙。

[0033] 实施例1

[0034] (1)配料： 取金刚石磨料粒度中值为7微米做原材料.按下述重量比称量自锐性金刚石磨料的原料： 金刚石磨料的原料为：75%，.金属粉末原料为：20%，粘结剂原料为：5%；

[0035] (2)混料：将步骤(1)所称取的原料混合均匀；

[0036] (3)烧结：将步骤(2)得到的物料装入坩埚中，连同坩埚放入管式炉中，并抽真空-3度至10 Pa；然后加热至505℃的条件下保温1小时，保温结束后冷却至室温.

[0037] (4)净化处理：立将步骤(3)得到的物料用氧化性酸除去所得产物颗粒表面的非金刚石碳.即得到本产品自锐性金刚石磨料；

[0038] 通过上述方法制得的自锐性金刚石磨料粒度中值为6.5微米。

[0039] 实施例2

[0040] (1)配料： 取金刚石磨料粒度中值为15微米做原材料.按下述重量比称量自锐性金刚石磨料的原料： 金刚石磨料的原料为：85%，.金属粉末原料为：13%，粘结剂原料为：2%；

[0041] (2)混料：将步骤(1)所称取的原料混合均匀；

[0042] (3)烧结：将步骤(2)得到的物料装入坩埚中，连同坩埚放入管式炉中，并抽真空-3度至10 Pa；然后加热至530℃的条件下保温2.5小时，保温结束后冷却至室温.[0043] (4)净化处理：立将步骤(3)得到的物料用氧化性酸除去所得产物颗粒表面的非金刚石碳.即得到本产品自锐性金刚石磨料；

[0044] 通过上述方法制得的自锐性金刚石磨料粒度中值为14微米。

[0045] 实施例3

[0046] (1)配料： 取金刚石磨料粒度中值为40微米做原材料.按下述重量比称量自锐性金刚石磨料的原料： 金刚石磨料的原料为：80%，.金属粉末原料为：15%，粘结剂原料为：5%；

[0047] (2)混料：将步骤(1)所称取的原料混合均匀；

[0048] (3)烧结：将步骤(2)得到的物料装入坩埚中，连同坩埚放入管式炉中，并抽真空-3度至10 Pa；然后加热至560℃的条件下保温5小时，保温结束后冷却至室温.

[0049] (4)净化处理：立将步骤(3)得到的物料用氧化性酸除去所得产物颗粒表面的非金刚石碳.即得到本产品自锐性金刚石磨料；

[0050] 通过上述方法制得的自锐性金刚石磨料粒度中值为25微米。

[0051] 实施例4

[0052] (1)配料： 取金刚石磨料粒度中值为70微米做原材料.按下述重量比称量自锐性金刚石磨料的原料： 金刚石磨料的原料为：82%，.金属粉末原料为：15%，粘结剂原料为：3%；

[0053] (2)混料：将步骤(1)所称取的原料混合均匀；

[0054] (3)烧结：将步骤(2)得到的物料装入坩埚中，连同坩埚放入管式炉中，并抽真空-3度至10 Pa；然后加热至600℃的条件下保温7小时，保温结束后冷却至室温.