CN101693627A - 纳米陶瓷复合结合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷结合剂，具体是涉及一种纳米陶瓷复合结合剂，适用于各种粒度的超硬磨具制造，属材料技术领域。该结合剂是在陶瓷结合剂基体中加入纳米级的颗粒、片晶、晶须和纤维等第二相而形成的一种纳米复合材料，在该材料中，至少一相为纳米尺寸。纳米陶瓷材料由于它的粒度小、比表面积大，而表现出明显的小尺寸效应、量子尺寸效应以及表面界面效应，使之具有不同于传统陶瓷的独特性能，如强度高、韧性好、烧结温度低等，因此采用纳米粉进行烧结，致密化的速度快、烧结温度低，比传统陶瓷低400℃-600℃，烧结过程也大大缩短。

Description

纳米陶瓷复合结合剂
技术领域
本发明涉及一种陶瓷结合剂，具体是涉及一种纳米陶瓷复合结合剂，适用于各种粒度的超硬磨具制造，属材料技术领域。
背景技术
金属结合剂对磨粒的把持较好，强度高，韧性较好，但其自锐性差，气孔率低，维修困难，尤其是在加工金属材料时，容易发生工件粘着、烧伤和工具堵塞的情况。树脂结合剂自锐性能良好，不易堵塞，磨削效率较高，磨削温度较低，但是其耐热性差，在磨削过程中产生的大量的热容易导致树脂软化或分解，致使其粘接力下降，陶瓷结合剂是目前应用日益广泛的一种结合剂，其性能介于金属结合剂和树脂结合剂之间，常见的陶瓷结合剂超硬磨具主要有砂轮、油石、研磨条、磨盘和磨头等。但是由于金刚石的热稳定性不好，在温度高于800℃的情况下，易发生氧化或石墨化等化学反应。多年来，业内人士都在研究开发一种低熔高强的陶瓷结合剂，既能最大限度的发挥超硬磨料的磨削能力，又能保证结合剂的把持强度。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足之处，提供一种纳米陶瓷复合结合剂，该结合剂是在陶瓷结合剂基体中加入纳米级的颗粒、片晶、晶须和纤维等第二相而形成的一种纳米复合材料，在该材料中，至少一相为纳米尺寸。纳米陶瓷材料由于它的粒度小、比表面积大，而表现出明显的小尺寸效应、量子尺寸效应以及表面界面效应，使之具有不同于传统陶瓷的独特性能，如强度高、韧性好、烧结温度低等，因此采用纳米粉进行烧结，致密化的速度快、烧结温度低，比传统陶瓷低400℃-600℃，烧结过程也大大缩短。
本发明是以如下技术方案实现的：一种纳米陶瓷复合结合剂，其特征是：该结合剂是在陶瓷结合剂基体中加入纳米级的颗粒、片晶、晶须和纤维等第二相而形成的一种纳米复合材料，在该材料中，至少一相为纳米尺寸。
所述的复合结合剂用于金刚石磨具的陶瓷结合剂烧结温度为800℃-850℃，用于立方氮化硼磨具的陶瓷结合剂烧结温度为850℃-900℃。
所述的复合结合剂包括有气孔的A类(气孔率约为30％)结合剂及无气孔的B类结合剂。
所述的复合结合剂中加入20％-30％的水和1％-2％的表面活性剂，烧结体抗折强度高于100MPa。
本发明的优点是：该复合结合剂采用的纳米陶瓷材料由于它的粒度小、比表面积大，而表现出明显的小尺寸效应、量子尺寸效应以及表面界面效应，使之具有不同于传统陶瓷的独特性能，如强度高、韧性好、烧结温度低等，因此采用纳米粉进行烧结，致密化的速度快、烧结温度低，比传统陶瓷低400℃-600℃，烧结过程也大大缩短。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明：
实施例1、
一种纳米陶瓷复合结合剂，是在陶瓷结合剂基体中加入纳米级的颗粒、片晶、晶须和纤维等第二相而形成的一种纳米复合材料，在该材料中，至少一相为纳米尺寸。
所述的复合结合剂用于金刚石磨具的陶瓷结合剂烧结温度为800℃，用于立方氮化硼磨具的陶瓷结合剂烧结温度为850℃。
所述的复合结合剂包括有气孔的A类(气孔率约为30％)结合剂及无气孔的B类结合剂。
所述的复合结合剂中加入20％的水和1％的表面活性剂，烧结体抗折强度高于100MPa。
实施例2、
一种纳米陶瓷复合结合剂，其特征是：该结合剂是在陶瓷结合剂基体中加入纳米级的颗粒、片晶、晶须和纤维等第二相而形成的一种纳米复合材料，在该材料中，至少一相为纳米尺寸。
所述的复合结合剂用于金刚石磨具的陶瓷结合剂烧结温度为850℃，用于立方氮化硼磨具的陶瓷结合剂烧结温度为900℃。
所述的复合结合剂包括有气孔的A类(气孔率约为30％)结合剂及无气孔的B类结合剂。
所述的复合结合剂中加入30％的水和1％-2％的表面活性剂，烧结体抗折强度高于100MPa。

Claims (4)

1.一种纳米陶瓷复合结合剂，其特征是：该结合剂是在陶瓷结合剂基体中加入纳米级的颗粒、片晶、晶须和纤维等第二相而形成的一种纳米复合材料，在该材料中，至少一相为纳米尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种纳米陶瓷复合结合剂，其特征是：所述的复合结合剂用于金刚石磨具的陶瓷结合剂烧结温度为800℃-850℃，用于立方氮化硼磨具的陶瓷结合剂烧结温度为850℃-900℃。
3.根据权利要求1所述的一种纳米陶瓷复合结合剂，其特征是：所述的复合结合剂包括有气孔的A类(气孔率约为30％)结合剂及无气孔的B类结合剂。
4.根据权利要求1所述的一种纳米陶瓷复合结合剂，其特征是：所述的复合结合剂中加入20％-30％的水和1％-2％的表面活性剂，烧结体抗折强度高于100MPa.
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