CN102825560A - 一种陶瓷金刚石砂轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷金刚石砂轮，其是由重量份的金刚石磨料50-60、铬刚玉磨料10-20、废钢粉4-8、核桃壳粒1-3、聚酰胺蜡微粉2-3、偏苯三酸三辛酯1-2、膨润土2-5、白云石2-5、黑锰矿石3-6、石英砂2-5、废铁粉2-3组成。本发明中结合剂采用陶瓷料，可以使砂轮不易变形，耐热性好，具有很高的耐磨性；各种陶瓷料粘结性能好，可以有效地防止裂纹，解决了现有砂轮耐热性差，易变形的问题。解决了现有砂轮粘结剂性能不佳，磨料易脱落的问题。本发明陶瓷结合剂组分添加了废铁粉金属粉末，不但提高了砂轮的导热性能，散热快，磨削温度低，而且增大了砂轮的硬度和强度，减少刚性磨削形成的裂纹，其磨削效率和使用寿命远远超过传统砂轮，综合效益提高50%以上。

Description

一种陶瓷金刚石砂轮
技术领域
本发明公开了一种陶瓷金刚石砂轮及其制备方法，属于磨具加工技术领域。
背景技术
砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。砂轮中用以粘结磨料的物质称结合剂，结合剂的性能决定砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力。目前结合剂主要分为陶瓷、树脂、橡胶和金属四种，其中陶瓷结合剂耐热性、耐腐蚀性好、气孔率大、易保持轮廓，适用于v<35m/s的各种成形磨削、磨齿轮、磨螺纹等。
陶瓷结合剂金刚石砂轮是用配比好的陶瓷结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及修整而成的，具有很多气孔、用磨粒进行切削的磨具。陶瓷结合剂金刚石砂轮有高强度，耐热性能好，切削锋利，磨削效率高，磨削过程中不易发热和堵塞，热膨胀量小，以控制加工精度。同树脂结合剂砂轮相比，它他解决了树脂金刚石砂轮的低寿命，磨削效率低，磨具本身在磨削过程中易变性的问题。因此陶瓷结合剂金刚石砂轮在钻石、工业陶瓷、金刚石复合片，金刚石聚晶，金刚石刀具，立方氮化硼，硬质合金等高硬脆材料等一些特殊材料的磨削加工中，具有越来越明显的优势，在金刚石磨具的发展中有着良好的前景。被认为是高速、高效、高精、低磨削成本、低环境污染的高性能磨具，具有越来越广泛的应用，是近来世界各国磨削工具竞相研究开发的热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷金刚石砂轮，以增加陶瓷结合剂金刚石砂轮的强度和硬度，提高其性能。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：
    一种陶瓷金刚石砂轮，其特征在于，其是由下列重量份的原料制成：
    金刚石磨料50-60、铬刚玉磨料10-20、废钢粉4-8、核桃壳粒1-3、聚酰胺蜡微粉 2-3、偏苯三酸三辛酯1-2、膨润土2-5、白云石2-5、黑锰矿石3-6、石英砂2-5、废铁粉2-3。
    所述的陶瓷棕刚玉砂轮各原料组分的重量份如下表中各配方之一：
原料 棕刚玉磨 料 铬刚玉磨料 废钢粉 核桃壳粒 聚酰胺蜡微粉 偏苯三酸三辛酯 膨润土 白云石 黑锰矿石 石英砂 废铁粉
配方1 50 12 5 1.4 2.2 1.2 2 2 3 3 2.1
配方2 54 15 6 1.8 2.5 1.4 4 5 4 3 2.4
配方3 57 18 7 2.4 2.7 1.8 5 6 5 4 2.6
配方4 60 20 8 2.8 3.0 2.0 6 7 6 5 2.8
    所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2600-3000℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    所述的陶瓷棕刚玉砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和1-2小时，充分混匀；
（2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压1-2兆帕，压机上、下板加热温度300-350℃，时间2-4分钟，然后升压至11-12兆帕，保压3-5分钟，然后将处理温度升至720-750℃，保温2-3小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
（3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
本发明具有以下有益效果：
    1、本发明中结合剂采用陶瓷料，可以使砂轮不易变形，耐热性好，具有很高的耐磨性，解决了现有砂轮耐热性差，易变形的问题；各种陶瓷料粘结性能好，可以有效地防止裂纹，解决了现有砂轮粘结剂性能不佳，磨料易脱落的问题。
    2、本发明陶瓷结合剂组分添加了废铁粉金属粉末，不但提高了砂轮的导热性能，散热快，磨削温度低，而且增大了砂轮的硬度和强度，减少刚性磨削形成的裂纹，其磨削效率和使用寿命远远超过传统砂轮，综合效益提高50%以上。
具体实施方式
下列通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
    陶瓷金刚石砂轮由下列重量份的原料制成：金刚石磨料50、铬刚玉磨料12、废钢粉5、核桃壳粒1.4、聚酰胺蜡微粉 2.2、偏苯三酸三辛酯1.2、膨润土2、白云石2、黑锰矿石3、石英砂3、废铁粉2.1。所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2687℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
陶瓷金刚石砂轮的制备方法包括以下步骤：
    （1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和1小时，充分混匀；
    （2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压1兆帕，压机上、下板加热温度300℃，时间2钟，然后升压至11兆帕，保压3分钟，然后将处理温度升至720℃，保温2小时；
（3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
实施例2
    陶瓷金刚石砂轮由下列重量份的原料制成：金刚石磨料54、铬刚玉磨料15、废钢粉6、核桃壳粒1.8、聚酰胺蜡微粉 2.5、偏苯三酸三辛酯1.4、膨润土4、白云石5、黑锰矿石4、石英砂3、废铁粉2.4。所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2745℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    陶瓷金刚石砂轮的制备方法包括以下步骤：
    （1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和1小时，充分混匀；
    （2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压1兆帕，压机上、下板加热温度310℃，时间2钟，然后升压至11兆帕，保压3分钟，然后将处理温度升至730℃，保温2小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
    （3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
实施例3
    陶瓷金刚石砂轮由下列重量份的原料制成：金刚石磨料57、铬刚玉磨料18、废钢粉7、核桃壳粒2.4、聚酰胺蜡微粉 2.7、偏苯三酸三辛酯1.8、膨润土5、白云石6、黑锰矿石5、石英砂4、废铁粉2.6。所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2810℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    陶瓷金刚石砂轮的制备方法包括以下步骤：
    （1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和2小时，充分混匀；
    （2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压2兆帕，压机上、下板加热温度330℃，时间3钟，然后升压至12兆帕，保压4分钟，然后将处理温度升至740℃，保温3小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
    （3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
实施例4
陶瓷金刚石砂轮由下列重量份的原料制成：金刚石磨料60、铬刚玉磨料20、废钢粉8、核桃壳粒2.8、聚酰胺蜡微粉 3.0、偏苯三酸三辛酯2.0、膨润土6、白云石7、黑锰矿石6、石英砂5、废铁粉2.8。所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2902℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    陶瓷金刚石砂轮的制备方法包括以下步骤：
    （1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和2小时，充分混匀；
    （2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压2兆帕，压机上、下板加热温度350℃，时间4钟，然后升压至12兆帕，保压5分钟，然后将处理温度升至750℃，保温3小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
    （3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。

Claims (3)

1.一种陶瓷金刚石砂轮，其特征在于，其是由下列重量份的原料制成：
    金刚石磨料50-60、铬刚玉磨料10-20、废钢粉4-8、核桃壳粒1-3、聚酰胺蜡微粉 2-3、偏苯三酸三辛酯1-2、膨润土2-5、白云石2-5、黑锰矿石3-6、石英砂2-5、废铁粉2-3。
2.根据权利要求1所述的陶瓷棕刚玉砂轮，其特征在于，所述的陶瓷棕刚玉砂轮各原料组分的重量份如下表中各配方之一：
原料 棕刚玉磨 料 铬刚玉磨料 废钢粉 核桃壳粒 聚酰胺蜡微粉 偏苯三酸三辛酯 膨润土 白云石 黑锰矿石 石英砂 废铁粉 配方1 50 12 5 1.4 2.2 1.2 2 2 3 3 2.1 配方2 54 15 6 1.8 2.5 1.4 4 5 4 3 2.4 配方3 57 18 7 2.4 2.7 1.8 5 6 5 4 2.6 配方4 60 20 8 2.8 3.0 2.0 6 7 6 5 2.8
根据权利要求1或2所述的陶瓷棕刚玉砂轮，其特征在于，所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2600-3000℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
3.一种如权利要求1或2所述的陶瓷棕刚玉砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和1-2小时，充分混匀；
（2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压1-2兆帕，压机上、下板加热温度300-350℃，时间2-4分钟，然后升压至11-12兆帕，保压3-5分钟，然后将处理温度升至720-750℃，保温2-3小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
（3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
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