CN101993249B - 低温高强立方氮化硼磨具陶瓷结合剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种低温高强立方氮化硼磨具陶瓷结合剂的制备方法，按重量百分比取35～75％的a、2～15％的b、5～20％的c和5～25％的d混匀，研磨过筛，1200～1400℃熔炼1～6h，水淬，干燥，二次研磨，二次过筛，制得基础陶瓷结合剂；将制得的基础陶瓷结合剂与纳米氧化物混匀，纳米氧化物重量为基础陶瓷结合剂的0.2～15％，制得本发明的陶瓷结合剂；所述a为硅酸或二氧化硅，所述b为氢氧化铝或三氧化二铝，所述c为无水碳酸钠或氧化钠，所述d为硼酸或三氧化二硼。通过向基础陶瓷结合剂中添加纳米氧化物，可使基础陶瓷结合剂的耐火度降低10～50℃，流动性提高5～25％，抗折强度提高5～45％。

Description

低温高强立方氮化硼磨具陶瓷结合剂的制备方法
技术领域
本发明涉及立方氮化硼磨具陶瓷结合剂，具体涉及一种低温高强立方氮化硼磨具陶瓷结合剂的制备方法。
背景技术
常见的陶瓷结合剂磨具主要有砂轮、油石、珩磨条、磨盘和磨头等，决定陶瓷结合剂磨具性能的关键是结合剂的性能。结合剂性能的提高要求烧结温度较高，但由于CBN在高温下会转变为类石墨的六方结构失去其超硬性，并且陶瓷结合剂中的起催熔作用的碱金属氧化物会在800℃以上强烈腐蚀CBN。为充分发挥超硬磨料的磨削潜力，解决问题的思路之一是降低烧结温度，但是降低烧结温度往往意味着牺牲结合剂的强度。多年来，大家都在致力寻找这样一种低熔高强陶瓷结合剂，既能最大发挥磨料的磨削能力，又能保证结合剂的把持强度。但利用传统的方法制备比较困难，结合剂仍然烧结温度高，强度低，抗冲击、抗疲劳性能差。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种耐火度低、抗折强度高、流动性好的低温高强立方氮化硼磨具陶瓷结合剂的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种低温高强立方氮化硼磨具陶瓷结合剂的制备方法，其中，包括以下步骤：
1)按重量百分比取35～75％的a、2～15％的b、5～20％的c和5～25％的d混匀，研磨后过100～300目筛，得混合料；所述a为硅酸或二氧化硅，所述b为氢氧化铝或三氧化二铝，所述c为无水碳酸钠或氧化钠，所述d为硼酸或三氧化二硼；
2)将步骤1制得的混合料熔炼后水淬，所述熔炼的条件是：以2～10℃/min的速率升温到500℃，再以3～8℃/min的速率升温到700℃，然后以1～5℃/min的速率升温到900℃，最后以2～7℃/min的速率升温到1200～1400℃后熔炼1～6h；
3)将步骤2水淬后制得的产物于50～150℃下干燥1～6h，研磨，过100～300目筛，制得基础陶瓷结合剂；
4)将步骤3制得的基础陶瓷结合剂与纳米氧化物混匀，纳米氧化物重量为基础陶瓷结合剂的0.2～15％，制得本发明的陶瓷结合剂。
进一步，所述步骤4中的纳米氧化物为纳米Cr2O3或/和纳米ZrO2或/和纳米V2O3或/和纳米WO3。
本发明的积极效果是：
(1)耐火度低：本发明通过向基础陶瓷结合剂中添加纳米氧化物，可使基础陶瓷结合剂的耐火度降低10～50℃，达到650～700℃。
(2)流动性好：本发明通过向基础陶瓷结合剂中添加纳米氧化物，可使其流动性提高5～25％，达到110～145％。
(3)抗折强度高：本发明通过向基础陶瓷结合剂中添加纳米氧化物后，基础陶瓷结合剂的抗折强度可提高5～45％，达到40～100MPa。
具体实施方式
实施例1：
1)按重量百分比取47.5％的二氧化硅、11.5％的氢氧化铝、17.0％的无水碳酸钠和24.0％的硼酸混匀，研磨后过200目筛，得混合料；
2)将步骤1制得的混合料熔炼后水淬，所述熔炼的条件是：以5℃/min的速率升温到500℃，再以4℃/min的速率升温到700℃，然后以2℃/min的速率升温到900℃，最后以3℃/min的速率升温到1300℃后熔炼3h；
3)将步骤2水淬后制得的产物于100℃下干燥4h，然后在高能球磨机中研磨2h，过300目筛，制得基础陶瓷结合剂；
4)将步骤3制得的基础陶瓷结合剂与纳米Cr2O3混匀，纳米Cr2O3重量为基础陶瓷结合剂的6.0％，制得本发明的陶瓷结合剂。
本发明的陶瓷结合剂经压制、干燥、烧成等工艺，分别测定结合剂的耐火度、流动性和抗折强度。结果显示：添加6.0％的纳米Cr2O3后，结合剂的耐火度为650～700℃，流动性为110～145％，抗折强度为40～100MPa。
实施例2：
1)按重量百分比取65.0％的硅酸、8.0％的氢氧化铝、12.0％的无水碳酸钠和15.0％的硼酸混匀，研磨后过300目筛，得混合料；
2)将步骤1制得的混合料熔炼后水淬，所述熔炼的条件是：以4℃/min的速率升温到500℃，再以3℃/min的速率升温到700℃，然后以2℃/min的速率升温到900℃，最后以3℃/min的速率升温到1300℃后熔炼4h；
3)将步骤2水淬后制得的产物于150℃下干燥1h，然后在滚动球磨机中研磨12h，过200目筛，制得基础陶瓷结合剂；
4)将步骤3制得的基础陶瓷结合剂与纳米V2O3混匀，纳米V2O3重量为基础陶瓷结合剂的2.0％，制得本发明的陶瓷结合剂。
本发明的陶瓷结合剂经压制、干燥、烧成等工艺，分别测定结合剂的耐火度、流动性和抗折强度。结果显示：添加2.0％的纳米V2O3后，结合剂的耐火度为650～700℃，流动性为110～145％，抗折强度为40～100MPa。
实施例3：
1)按重量百分比取47.5％的二氧化硅、11.5％的氢氧化铝、17.0％的无水碳酸钠和24.0％的硼酸混匀，研磨后过100目筛，得混合料；
2)将步骤1制得的混合料熔炼后水淬，所述熔炼的条件是：以5℃/min的速率升温到500℃，再以4℃/min的速率升温到700℃，然后以3℃/min的速率升温到900℃，最后以2℃/min的速率升温到1400℃后熔炼2h；
3)将步骤2水淬后制得的产物于50℃下干燥6h，然后在研磨机中研磨7h，过100目筛，制得基础陶瓷结合剂；
4)将步骤3制得的基础陶瓷结合剂与纳米ZrO2混匀，纳米ZrO2重量为基础陶瓷结合剂的2.0％，制得本发明的陶瓷结合剂。
本发明的陶瓷结合剂经压制、干燥、烧成等工艺，分别测定结合剂的耐火度、流动性和抗折强度。结果显示：添加2.0％的纳米ZrO2后，结合剂的耐火度为650～700℃，流动性为110～145％，抗折强度为40～100MPa。
实施例4：
1)按重量百分比取47.5％的二氧化硅、11.5％的氢氧化铝、17.0％的无水碳酸钠和24.0％的硼酸混匀，研磨后过200目筛，得混合料；
2)将步骤1制得的混合料熔炼后水淬，所述熔炼的条件是：以6℃/min的速率升温到500℃，再以4℃/min的速率升温到700℃，然后以3℃/min的速率升温到900℃，最后以2℃/min的速率升温到1200℃后熔炼6h；
3)将步骤2水淬后制得的产物于80℃下干燥4h，然后在滚动球磨机中研磨6h，过200目筛，制得基础陶瓷结合剂；
4)将步骤3制得的基础陶瓷结合剂与纳米WO3混匀，纳米WO3重量为基础陶瓷结合剂的4.0％，制得本发明的陶瓷结合剂。
本发明的陶瓷结合剂经压制、干燥、烧成等工艺，分别测定结合剂的耐火度、流动性和抗折强度。结果显示：添加4.0％的纳米WO3后，结合剂的耐火度为650～700℃，流动性为110～145％，抗折强度为40～100MPa。
实施例5：
1)按重量百分比取60.6％的二氧化硅、9.5％的三氧化二铝、12.5％的氧化钠和17.4％的三氧化二硼混匀，研磨后过100目筛，得混合料；
2)将步骤1制得的混合料熔炼后水淬，所述熔炼的条件是：以5℃/min的速率升温到500℃，再以3℃/min的速率升温到700℃，然后以2℃/min的速率升温到900℃，最后以3℃/min的速率升温到1300℃后熔炼5h；
3)将步骤2水淬后制得的产物于100℃下干燥4h，然后在高能球磨机中研磨6h，过100目筛，制得基础陶瓷结合剂；
4)将步骤3制得的基础陶瓷结合剂与纳米Cr2O3混匀，纳米Cr2O3重量为基础陶瓷结合剂的6.0％，制得本发明的陶瓷结合剂。
本发明的陶瓷结合剂经压制、干燥、烧成等工艺，分别测定结合剂的耐火度、流动性和抗折强度。结果显示：添加6.0％纳米Cr2O3后，结合剂的耐火度为650～700℃，流动性为110～145％，抗折强度为40～100MPa。
实施例6：
1)按重量百分比取47.5％的二氧化硅、11.5％的氢氧化铝、17.0％的无水碳酸钠和24.0％的硼酸混匀，研磨后过200目筛，得混合料；
2)将步骤1制得的混合料熔炼后水淬，所述熔炼的条件是：以8℃/min的速率升温到500℃，再以5℃/min的速率升温到700℃，然后以3℃/min的速率升温到900℃，最后以2℃/min的速率升温到1300℃后熔炼4h；
3)将步骤2水淬后制得的产物于80℃下干燥6h，然后在滚动磨机中研磨8h，过200目筛，制得基础陶瓷结合剂；
4)将步骤3制得的基础陶瓷结合剂与纳米氧化物混匀，纳米氧化物包括Cr2O3和ZrO2，Cr2O3和ZrO2的重量分别为基础陶瓷结合剂的6.0％和2.0％，制得本发明的陶瓷结合剂。
本发明的陶瓷结合剂经压制、干燥、烧成等工艺，分别测定结合剂的耐火度、流动性和抗折强度。结果显示：添加6.0％的纳米Cr2O3和2.0％的纳米ZrO2后，结合剂的耐火度为650～700℃，流动性为110～145％，抗折强度为40～100MPa。

Claims (1)

1.一种低温高强立方氮化硼磨具陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）按重量百分比取35~75%的a、2~15%的b、5~20%的c和5~25%的d混匀，各组份之和为100%，研磨后过100~300目筛，得混合料；所述a为硅酸或二氧化硅，所述b为氢氧化铝或三氧化二铝，所述c为无水碳酸钠或氧化钠，所述d为硼酸或三氧化二硼；
2）将步骤1制得的混合料熔炼后水淬，所述熔炼的条件是：以2~10℃/min的速率升温到500℃，再以3~8℃/min的速率升温到700℃，然后以1~5℃/min的速率升温到900℃，最后以2~7℃/min的速率升温到1200~1400℃后熔炼1~6h； 
3）将步骤2水淬后制得的产物于50~150℃下干燥1~6h，研磨，过100~300目筛，制得基础陶瓷结合剂；
4）将步骤3制得的基础陶瓷结合剂与纳米氧化物混匀，纳米氧化物为纳米Cr2O3或/和纳米ZrO2或/和纳米V2O3或/和纳米WO3，纳米氧化物重量为基础陶瓷结合剂的0.2~15%，制得陶瓷结合剂。
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CN102229122A (zh) * 2011-06-29 2011-11-02 苏州赛力精密工具有限公司 陶瓷结合剂磨钻石专用金刚石砂轮
CN102729156B (zh) * 2012-01-18 2015-06-10 山东大学 一种低融高强微晶氧化铝陶瓷磨具用结合剂及其制备方法
CN103770035B (zh) * 2014-02-25 2016-08-17 武汉理工大学 一种低烧结温度高强金刚石砂轮陶瓷结合剂的制备方法
CN105084877B (zh) * 2015-07-10 2017-10-27 河南工业大学 一种微波法快速合成cbn磨具用陶瓷结合剂的制备方法
CN106737240B (zh) * 2016-12-10 2019-11-01 河南工业大学 一种纳米陶瓷结合剂的制备方法
CN106903618A (zh) * 2017-03-10 2017-06-30 山西钜星超硬工具制品有限公司 制备珩磨油石的陶瓷基结合剂及用其制成的珩磨油石
CN107042475B (zh) * 2017-05-27 2019-11-05 江苏赛扬精工科技有限责任公司 一种万向节球道磨用纳米陶瓷结合剂cBN砂轮
CN107540375A (zh) * 2017-09-13 2018-01-05 天津大学 一种低温高强微晶玻璃及其金刚石复合材料
CN110526577A (zh) * 2018-05-24 2019-12-03 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 含硼硅玻璃用组合物及其用途
CN108747855A (zh) * 2018-07-03 2018-11-06 贵州大学 一种磷石膏和粉煤灰制酸联产磨具陶瓷结合剂的工艺
CN109531445A (zh) * 2018-12-28 2019-03-29 山东泰广奕砂轮有限公司 一种高耐磨陶瓷cbn砂轮结合剂
CN111470871A (zh) * 2020-03-03 2020-07-31 江苏新砺河磨具科技有限公司 基于3d打印的低温共烧陶瓷超硬磨料聚合体的制备方法
CN114346921B (zh) * 2022-01-25 2023-03-31 苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司 一种陶瓷结合剂及其制备方法和陶瓷结合剂磨具

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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赵志伟等.纳米氧化物对CBN磨具陶瓷结合剂性能的影响.《金刚石与磨料磨具工程》.2009,(第5期),第59-61,65页. *

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