【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及瓷磚加工，尤其涉及一種用于仿麻石厚磚的金剛石刀具及制備方法。
技術介紹
1、麻石是花崗巖的一種，表面呈麻點狀花斑，以黑白斑點，紅黑斑點等居多，麻石是花崗巖中密度較大，質地較堅硬的一種，天然麻石極富有裝飾性，具有返璞歸真之裝飾效果，且天然麻石紋理斑點備受銷售者的喜愛，很能迎合建筑裝飾追求健康環保、崇尚自然新消費理念的發展，因而頻繁使用于建筑裝飾行業，越來越受到人們的青睞。天然麻石作為一種天然材料，其形成周期漫長，在加工定型時所需成本較高，研磨雕刻費時，效率不高；跌落或重擊時易斷裂破碎，無法再行利用，長期開采是對自然資源的一種極大浪費。
2、因此為滿足市場需求、豐富建筑陶瓷生產和裝飾工藝，有必要對現有建筑陶瓷生產工藝進行研究，開發具有仿天然麻石的瓷磚。且真正做到媲美石材的自然通體效果，解決了加工受限、磨損而造成的美觀仿石磚，因其與石材高度相似，所以應用場景與方法基本一致，主要用于幕墻干掛和室外鋪裝。
3、但是仿麻石磚一般比較厚，厚度可以達到2cm厚，其厚度通常是普通的瓷磚的一倍以上；強度是普通石材的3-5倍；吸水率低，小于0.05％，加工起來容易崩邊角。這樣給磨具廠家加工造成很大的難度，磨輪的壽命和鋒利度很難達到平衡，壽命普遍偏低，是磨削普通瓷磚的1/3-1/2的壽命。此外，傳統的磨具加工廠家，使用石墨模具通過熱壓方式制備的金剛石刀具，很容易受石墨的氧化程度，導熱率的影響，加之模具的中心和邊的溫度差異較大，同一模燒結出來的流失高度都會有些差異，導致質量不穩定。
4、因此需要進一步優化
技術實現思路
1、為了克服現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，本專利技術的制備方法更適合以高熵合金粉末及磷鐵合金粉、鐵銅磷合金粉為主要骨架結構的金剛石刀具制備過程中，使制備的金剛石刀具的硬度、耐磨性、致密度等性能得以提升，使其更適用于厚度達到2cm的仿麻石厚磚的磨削應用中。
2、本專利技術的目的采用以下方案實現：
3、一種用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，包括以下步驟：
4、步驟1：底料粉末的制備
5、分別稱取配方量的銅粉、鐵粉、錫粉置于三維混料機中設定轉速為350rpm，混料時長為2h，充分混合均勻制得底料粉末；
6、步驟2：高熵合金粉的制備
7、分別稱取配方量的鈷粉、鉻粉、鎳粉、銅粉、鐵粉、鋁粉，將稱取的原料放入行星式球磨裝置中，設定球磨裝置轉速為340-360rpm，混料2h后，接著球磨6-6.5h二次機械合金化，制得高熵合金粉；
8、步驟3：磨削面料的制備
9、分別稱取配方量的金剛石粉、銅粉、錫粉、高熵合金粉、磷鐵合金粉、鐵銅磷合金粉置于三維混料機中設定轉速為500rpm，混料時長為1.5h，混合均勻得到磨削面料；
10、步驟4：預壓成型
11、往模具中倒入按配方量稱取好的底粉，刮平后倒入面料，使用工裝壓制，取出工裝后再次刮平；接著將壓環放在刮平的面料上，并將模具整體放入壓機，設定壓力為12-15mpa進行冷壓預壓；
12、步驟5：隧道爐燒結
13、將完成預壓的模具推入隧道爐中燒結，出爐后冷卻，脫模，并進行車床、開刃、鉆孔處理，制得用于仿麻石厚磚的金剛石刀具。
14、優選地，所述步驟3中，先將金剛石粉末進行表面清潔，稱取高熵合金粉原料中鉻粉用量的1/2，與金剛石一同加入三維混料機中混合均勻，并制備冷壓生坯、燒結、粉碎后制得鉻包覆的金剛石粉末。
15、作為上述方案的進一步說明，所述步驟5中，設定隧道爐燒結溫度區分別為：加熱一區、加熱二區、加熱三區、加熱四區、加熱五區、加熱六區、加熱七區、加熱八區、加熱九區；從所述加熱一區至加熱九區的燒結溫度依次為：550℃、650℃、700℃、750℃、800℃、825℃、825℃、825℃、825℃；推舟頻率為15min/次。
16、作為上述方案的進一步說明，所述步驟5中，所述加熱一區至加熱五區的壓力及保壓時長分別為：加熱一區壓力為5.5mpa，保壓時長為4.5min；加熱二區-加熱四區的壓力均為5.6mpa，保壓時長均為5min；加熱五區壓力為5.8mpa，保壓時長為5.5min；加熱六區-加熱九區的壓力均為6mpa，保壓時長均為6min。
17、作為上述方案的進一步說明，所述步驟3中的磨削面料由如下質量份計的組分制備而成：金剛石粉末3-4％、銅粉12-15％、錫粉1-5％、高熵合金粉35-40％、磷鐵合金粉3-6％、鐵銅磷合金粉30-35％；上述組分質量百分數之和為100％；
18、所述高熵合金粉與所述磷鐵合金粉、鐵銅磷合金粉的質量比為(8-10)：
19、(1-2)：(5-7)。
20、作為上述方案的進一步說明，所述步驟2中，所述高熵合金粉由以下質量份計的原料制備而成：鈷粉15-20％、鉻粉18-22％、鎳粉10-20％、銅粉10-20％、鐵粉10-15％、鋁粉4-6％；上述組分質量百分數之和為100％。
21、作為上述方案的進一步說明，所述步驟2的行星式球磨球磨裝置的球料比為10：1，公轉與自轉的傳動比為1：2；所述高熵合金粉的粒度為12-14nm。
22、作為上述方案的進一步說明，所述步驟3的磨削面料由如下重量份計的組分制備而成：金剛石粉末3.5％、銅粉15％、錫粉4％、高熵合金粉40％、磷鐵合金粉5％、鐵銅磷合金粉32.5％。
23、作為上述方案的進一步說明，所述步驟3磨削面料的原料中，金剛石粉末的粒度為5-15μm，金剛石純度為99.8％；所述銅粉、錫粉的目數為300-400目；所述磷鐵合金粉的粒度為2-15μm；所述鐵銅磷合金粉的粒度為3-8μm。
24、作為上述方案的進一步說明，所述步驟1中，所述底料由如下質量份計的組分制備而成：銅粉50-60％、鐵粉25-30％、錫粉15-20％；上述組分質量百分數之和為100％。
25、相比現有技術，本專利技術的有益效果在于：
26、1、本專利技術改良用于仿麻石厚磚的金剛石刀具制備工藝，在磨削面料的制備過程中引入高熵合金粉搭配鐵銅磷合金粉、磷鐵合金粉，高熵合金粉和鐵銅磷合金粉等在面料中形成強化相，從而提高整體金剛石刀具的結構強度，使其更具抗沖擊能力及耐磨性；此外，在鐵銅磷合金粉及磷鐵合金粉的協同作用下，可以使高熵合金粉的擴散效應、嚴重的晶格畸變效應以及晶粒的抑制效應得到進一步的提高，在金剛石刀具制備過程中獲得更細小且均勻的晶粒結構，有助于提高刀具的硬度和耐磨性；另一方面，本專利技術采用隧道爐燒結方式，并設定多個不同溫度的加熱區，優化升溫速率、燒結壓力及保壓時長，這樣在不同的溫度區域控制下，進一步地形成更加溫度且有利于提升金剛石刀具性能的晶體結構本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，先將金剛石粉末進行表面清潔，稱取高熵合金粉原料中鉻粉用量的1/2，與金剛石一同加入三維混料機中混合均勻，并制備冷壓生坯、燒結、粉碎后制得鉻包覆的金剛石粉末。
3.如權利要求1所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟5中，設定隧道爐燒結溫度區分別為：加熱一區、加熱二區、加熱三區、加熱四區、加熱五區、加熱六區、加熱七區、加熱八區、加熱九區；從所述加熱一區至加熱九區的燒結溫度依次為：550℃、650℃、700℃、750℃、800℃、825℃、825℃、825℃、825℃；推舟頻率為15min/次。
4.如權利要求3所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟5中，所述加熱一區至加熱五區的壓力及保壓時長分別為：加熱一區壓力為5.5Mpa，保壓時長為4.5min；加熱二區-加熱四區的壓力均為5.6Mpa，保壓時長均為5min；加熱五區壓力為5.8Mpa，
5.如權利要求1所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟3中的磨削面料由如下質量份計的組分制備而成：金剛石粉末3-4％、銅粉12-15％、錫粉1-5％、高熵合金粉35-40％、磷鐵合金粉3-6％、鐵銅磷合金粉30-35％；上述組分質量百分數之和為100％；
6.如權利要求5所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，所述高熵合金粉由以下質量份計的原料制備而成：鈷粉15-20％、鉻粉18-22％、鎳粉10-20％、銅粉10-20％、鐵粉10-15％、鋁粉4-6％；上述組分質量百分數之和為100％。
7.如權利要求5所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟2的行星式球磨球磨裝置的球料比為10：1，公轉與自轉的傳動比為1：2；所述高熵合金粉的粒度為12-14nm。
8.如權利要求5所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟3的磨削面料由如下重量份計的組分制備而成：金剛石粉末3.5％、銅粉15％、錫粉4％、高熵合金粉40％、磷鐵合金粉5％、鐵銅磷合金粉32.5％。
9.如權利要求1所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟3磨削面料的原料中，金剛石粉末的粒度為5-15μm，金剛石純度為99.8％；所述銅粉、錫粉的目數為300-400目；所述磷鐵合金粉的粒度為2-15μm；所述鐵銅磷合金粉的粒度為3-8μm。
10.如權利要求1所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟1中，所述底料由如下質量份計的組分制備而成：銅粉50-60％、鐵粉25-30％、錫粉15-20％；上述組分質量百分數之和為100％。
...【技術特征摘要】
1.一種用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，先將金剛石粉末進行表面清潔，稱取高熵合金粉原料中鉻粉用量的1/2，與金剛石一同加入三維混料機中混合均勻，并制備冷壓生坯、燒結、粉碎后制得鉻包覆的金剛石粉末。
3.如權利要求1所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟5中，設定隧道爐燒結溫度區分別為：加熱一區、加熱二區、加熱三區、加熱四區、加熱五區、加熱六區、加熱七區、加熱八區、加熱九區；從所述加熱一區至加熱九區的燒結溫度依次為：550℃、650℃、700℃、750℃、800℃、825℃、825℃、825℃、825℃；推舟頻率為15min/次。
4.如權利要求3所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟5中，所述加熱一區至加熱五區的壓力及保壓時長分別為：加熱一區壓力為5.5mpa，保壓時長為4.5min；加熱二區-加熱四區的壓力均為5.6mpa，保壓時長均為5min；加熱五區壓力為5.8mpa，保壓時長為5.5min；加熱六區-加熱九區的壓力均為6mpa，保壓時長均為6min。
5.如權利要求1所述的用于仿麻石厚磚的金剛石刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟3中的磨削面料由如下質量份計的組分制備而成：金剛石粉末3-4％、銅粉12-15％、錫粉1-5％、高熵合金粉35-40％、磷鐵合金粉...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王祥慧，葛寶路，陳饒文，莫浩文，全任茂，
申請(專利權)人：廣東納德新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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