【CN109877718A】一种金属基金刚石砂轮及其制造方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请号 201910261723.X
(22)申请日 2019.04.02
(71)申请人 东北大学
地址 110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3
号巷11号

(72)发明人 王聪　范永刚　
(74)专利代理机构 沈阳东大知识产权代理有限
公司 21109
代理人 宁佳

(51)Int.Cl.
B24D 3/06
(2006.01)

B24D 18/00
(2006.01)

(54)发明名称
一种金属基金刚石砂轮及其制造方法
(57)摘要
本发明的一种金属基金刚石砂轮及其制造
方法，砂轮包括钢芯和磨料圈，磨料圈按质量百
分比由以下组分制备而成：金刚石磨料35～
55％，金属结合剂40～55％，辅助粘结剂5～
15％；金属结合剂含有成分质量百分比为：Cu粉
50～60％，Sn粉30～45％，Ti粉5～10％。制法为：
按磨料圈配比，各成分混匀后，与辅助粘结剂混
匀，烘干，过筛与成型后，在惰性气体气氛下烧
结，以5～15℃/min的升温速率升温至烧结温度，
烧结20～60min后，冷却制得磨料圈坯体，与钢芯
粘合，制得金属基金刚石砂轮。该方法烧结时间
短，制备的砂轮在工作过程中具有良好热导率和
较大容纳金属屑和磨料的空间，高速磨削过程中
不易堵塞，磨削锋利，磨削精度高，且具有自锐
性。

权利要求书2页 说明书6页
CN 109877718 A
2019.06.14

C
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A
1.一种金属基金刚石砂轮，其特征在于，包括钢芯和磨料圈，其中，所述的磨料圈按质
量百分比由以下组分制备而成：金刚石磨料：35～55％，金属结合剂：40～55％，辅助粘结
剂：5～15％；所述的金属结合剂含有成分的质量百分比为：Cu粉50～60％，Sn粉：30～45％，
Ti粉：5～10％。
2.根据权利要求1所述的金属基金刚石砂轮，其特征在于，所述的钢芯和磨料圈通过树
脂胶粘结剂结合。
3.根据权利要求1所述的金属基金刚石砂轮，其特征在于，所述的磨料圈孔隙率为25～
40％。
4.根据权利要求1所述的金属基金刚石砂轮，其特征在于，所述的金刚石磨料，Cu粉，Sn
粉和Ti粉的粒径范围均为40～75μm。
5.根据权利要求1所述的金属基金刚石砂轮，其特征在于，所述的辅助粘结剂为丙烯酸
乳液。
6.根据权利要求1所述的金属基金刚石砂轮，其特征在于，所述的砂轮宏观硬度为80～
105HRB，冲击韧性为0.10～0.13J/cm2，干摩擦载荷为50N，时间为5min时，质量损失为5～
20mg。
7.权利要求1所述的金属基金刚石砂轮的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，混料：
(1)按金属基金刚石砂轮的成分配比，将金刚石磨料、Cu粉、Sn粉和Ti粉混合均匀，制得
混合料A；
(2)按金属基金刚石砂轮的成分配比，将辅助粘结剂与混合料A混合均匀，制得混合料
B；
步骤2，烘干：
将混合料B烘干到按质量比，烘干后的混合料B：烘干前的混合料B＝90～95％；
步骤3，过筛与成型：
将烘干后的混合料B过筛，过筛目数为20～100目；
步骤4，成型：
将过筛后的混合料B进行压制成型，压力为40～120MPa，保压20～70min，制得磨料圈生
坯；
步骤5，烧结：
(1)将磨料圈生坯，在惰性气体气氛下烧结，以5～15℃/min的升温速率，从室温升温至
烧结温度850～1050℃，烧结时间20～60min；
(2)烧结后冷却至≤40℃出炉，制得磨料圈坯体；
步骤6，粘结：
将磨料圈坯体与钢芯粘合，去除毛边，修整成型，制得金属基金刚石砂轮。
8.根据权利要求7所述的金属基金刚石砂轮的制造方法，其特征在于，所述步骤2中，通
过加热方式进行烘干，加热温度为40～60℃，烘干保温时间为0.5～1h。
9.根据权利要求7所述的金属基金刚石砂轮的制造方法，其特征在于，所述步骤4中，压
制成型在室温下进行。
10.根据权利要求7所述的金属基金刚石砂轮的制造方法，其特征在于，所述步骤5中，

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