專利名稱：電火花沉積金剛石磨具用電極制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)發(fā)明涉及一種電火花沉積用電極制備技術(shù)，以該電極作為陽極，砂輪基體為陰極，利用電火花放電能在砂輪機(jī)體上沉積一層金屬結(jié)合劑金剛石磨具工作層。
背景技術(shù)：
目前，目前電火花沉積技術(shù)制備金剛石磨具還處于研發(fā)階段未在工業(yè)上大范圍應(yīng)用。電火花沉積所使用的金屬陽極其制備方法采用不同組分的金屬粉末與金剛石磨料混合均勻后在一定壓力條件下冷壓成型然后將成型后坯體在保護(hù)氣氛下以一定的熱處理制度燒結(jié)獲得沉積用陽極。該工藝制得的電極材料其密度與成型壓力和燒結(jié)溫度有很大的關(guān)系，工藝重復(fù)性較差同時(shí)電極組分中的金剛石都沒有采用無機(jī)涂層保護(hù)在沉積的高溫作用下容易氧化失效另外電火花沉積工藝要求電極的電阻較小因此電極中用線工藝無法加入高含量金剛石因此也無法制得高磨料濃度金剛石磨具。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種電火花沉積金剛石磨具用電極制備工藝，該工藝采用工業(yè)鋁溶膠用浸涂的方式在電極用金剛石表面涂覆一層溶膠薄膜然后對涂膜的金剛石磨料進(jìn)行熱處理獲得表面包覆一層致密三氧化二鋁薄膜的金剛石磨料然后改性后的磨料與其他金屬粉末通過球磨混合均勻然后將粉末裝入石墨模具中熱壓燒結(jié)獲得電極材料。該工藝制得的電火花沉積用電極材料結(jié)構(gòu)均勻重復(fù)性好電阻無壓燒結(jié)的電極材料可制備高濃度金剛石磨具。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，所述電火花沉積用電極材料的制備工藝步驟為(1)先將金剛石磨料浸泡于無水乙醇中用超聲波清洗一小時(shí)，超聲波頻率為 2000Hz，功率200W，金剛石濾出后烘干。(2)將表面清潔后的金剛石浸泡于濃度為30wt%，PH值為3的工業(yè)鋁溶膠中5分鐘，用銅網(wǎng)撈出磨料，磨料在室溫下干燥1小時(shí)再在80°C烘箱中干燥1小時(shí)。(3)重復(fù)上述步驟2兩次；(4)將表面改性后的金剛石放入箱式爐中以5°C每分鐘的升溫速率升溫至700°C 保溫1小時(shí)，隨爐冷卻，獲得表面包覆A1203涂層的金剛石磨料。(5)將金剛石磨料與鈷粉、銅粉、碳化鎢粉、銀粉按質(zhì)量比25 20 40 10 5 的比例在球磨條件下混合均勻，球石為塑料，球磨壇直徑500mm，轉(zhuǎn)速50r/分，球磨時(shí)間1小時(shí)。(6)將混合均勻的電極原料加入柱形石墨模具中，模具內(nèi)孔直徑20mm，在SM80燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié)，模具兩端壓力為15KN，電壓為10V，用紅外測溫儀測量石墨模具外壁溫度，當(dāng)溫度達(dá)到800°C時(shí)保溫5min，停止加熱模具自然冷卻，獲得電極材料。本發(fā)明采用溶膠-凝膠法先對金剛石磨料進(jìn)行改性，再將改性后的磨料與其他組分粉末混合，在石墨模具中熱壓燒結(jié)。在燒結(jié)溫度下，金屬粉末可產(chǎn)生一定流動性，實(shí)現(xiàn)電極材料的均勻化，同時(shí)熱壓燒結(jié)的電極材料致密度高，電阻小，配方中可加入更多金剛石， 用該電極可沉積出高濃度金屬結(jié)合劑金剛石磨具。由以上可知，本發(fā)明為電火花沉積金剛石磨具用電極制備工藝，它可制備出組織結(jié)構(gòu)一致，金剛石磨料含量高的電極材料(參見
圖1)。利用該電極電火花沉積金剛石磨具， 磨具的結(jié)構(gòu)均勻性和磨料濃度均有所提高(參見圖2)。
具體實(shí)施例方式將金剛石磨料浸泡于無水乙醇中用超聲波清洗一小時(shí)，超聲波頻率為2000Hz，功率200W，金剛石濾出后烘干備用。將表面清潔后的金剛石浸泡于濃度為30wt%，PH值為3的工業(yè)鋁溶膠中5分鐘， 用銅網(wǎng)撈出磨料，磨料在室溫下干燥1小時(shí)，再在80°C烘箱中干燥1小時(shí)。再按照上述溶膠浸漬干燥工藝的步驟重復(fù)兩次將表面改性后的金剛石放入箱式爐中以5°C每分鐘的升溫速率升溫至700°C保溫一小時(shí)，隨爐冷卻，獲得表面包覆Al2O3涂層的金剛石磨料，備用。將金剛石磨料與鈷粉、銅粉、碳化鎢粉、銀粉按質(zhì)量比25 20 40 10 5的比例在球磨條件下混合均勻，球石為塑料，球磨壇直徑500mm，轉(zhuǎn)速50r/分，球磨時(shí)間1小時(shí)。將混合均勻的電極原料加入柱形石墨模具中，模具內(nèi)孔直徑20mm，在SM80燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié)，模具兩端壓力為15KN，電壓為10V，用紅外測溫儀測量石墨模具外壁溫度，當(dāng)溫度達(dá)到800°C時(shí)保溫5分鐘，停止加熱模具自然冷卻，獲得電極材料。
權(quán)利要求
1.一種電火花沉積金剛石磨具用電極，其特征是，采用下列配比(以重量百分比計(jì))25 %金剛石、20 %鈷粉、40 %銅粉、10 %碳化鎢粉、5 %銀粉。
2.按照權(quán)利要求1所述的電火花沉積金剛石磨具用電極工藝，其特征在于將混合均勻的電極原料加入柱形石墨模具中，模具內(nèi)孔直徑20mm，在SM80燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié)，模具兩端壓力為15KN，電壓為10V，用紅外測溫儀測量石墨模具外壁溫度，當(dāng)溫度達(dá)到800°C時(shí)保溫5min，停止加熱模具自然冷卻，獲得電極材料。
全文摘要
一種電火花工藝沉積金剛石磨具用電極制備技術(shù)，步驟為將金剛石磨料浸泡于無水乙醇中超聲波清洗，然后將金剛石浸泡于工業(yè)鋁溶膠中5分鐘，用銅網(wǎng)撈出磨料，磨料干燥后，重復(fù)上述步驟2兩次，將表面改性后的金剛石放入箱式爐中以5℃每分鐘的升溫速率升溫至700℃保溫1小時(shí)，隨爐冷卻，獲得表面包覆Al2O3涂層的金剛石磨料。將金剛石磨料與鈷粉、銅粉、碳化鎢粉、銀粉按質(zhì)量比25∶20∶40∶10∶5的比例在球磨條件下混合均勻，再將混合后的電極原料加入柱形石墨模具中，模具內(nèi)孔直徑20mm，在SM80燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié)，模具兩端壓力為15KN，電壓為10V，當(dāng)溫度達(dá)到800℃時(shí)保溫5min，停止加熱模具自然冷卻，獲得電極材料。該工藝制備的電極材料結(jié)構(gòu)一致性好，金剛石磨料含量高，可用該電極沉積出結(jié)構(gòu)均勻，高磨料濃度金剛石磨具。
文檔編號B24D18/00GK102248166SQ20101017306
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者劉小磐 申請人:劉小磐