CN103786098A - 一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮 - Google Patents

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胡光胜
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Abstract

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮及其生产工艺，该砂轮由以下重量份的原料制成：白刚玉磨料45-50、单晶刚玉磨料24-27、铬刚玉磨料12-14、镁砂5-6、多聚磷酸钠2-3、乳酸铝1-2、蛭石粉2-3、石墨烯3-4、助剂7-9；本发明砂轮采用镁砂、蛭石粉等原料烧结制成的粉体与多聚磷酸钠、乳酸铝溶胶制成的复合结合剂，与磨料的把持强度大，增加了磨料间的粘结程度，再结合石墨烯、助剂等原料，有效的改善了砂轮的韧性和润滑性，本发明的砂轮强度增加，透气性良好，散热快，抗腐蚀，磨削性能优良，较传统白刚玉砂轮更耐用持久。

Description

一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮
技术领域
本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮及其生产工艺。 
背景技术
砂轮是磨具中使用范围最为广泛的一种工具，主要对金属或非金属工件的型面进行粗磨、半精磨、精磨以及开槽、切断等处理，在使用时处于高速旋转状态，需要承受较大的冲击力，因此对砂轮的强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能等均有较高的要求；砂轮主要由磨料和结合剂经压坯、干燥、焙烧制成，磨料的种类多种多样，常见的主要有刚玉、碳化硅、金刚石以及立方氮化硼等，这些磨料都有着良好的硬度以及一定的韧性，而其强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能均取决于结合剂，常见的结合剂为树脂结合剂、陶瓷结合剂、橡胶结合剂以及金属结合剂，各结合剂均有不同的特性，在实际应用中应根据砂轮工件使用条件，选择合适的结合剂，以增强磨料粘结牢固强度，提高磨具强度，改善磨削性能，赋予砂轮良好的使用性能。 
发明内容
本发明的目的在于，提供一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮，以提高砂轮强度，改善磨削性能，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 
一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮，其特征在于，本发明砂轮由以下重量份的原料制成：白刚玉磨料45-50、单晶刚玉磨料24-27、铬刚玉磨料12-14、镁砂5-6、多聚磷酸钠2-3、乳酸铝1-2、蛭石粉2-3、石墨烯3-4、助剂7-9。
所述的助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10-12、莫来石粉3-5、氧化锌1-2、氧化镁2-3、高岭土2-3、聚乙烯醇2-3、三聚磷酸钠1-2、N220炭黑3-4、木炭5-7；制备方法是将莫来石粉、氧化锌、氧化镁、高岭土、N220炭黑混合，研磨成200-300目粉末，然后加入聚乙烯醇混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入720-750℃下煅烧2-3小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 
所述的一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮，其生产工艺如下： 
（1）将镁砂、蛭石粉混合，加热至2800-2900℃时熔炼15-20min，熔炼结束后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入石墨烯、助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将多聚磷酸钠、乳酸铝混合，加入与混合料重量比为1:3-4的水，充分搅拌至混合料完全溶解后，加入步骤（1）得到的物料，搅拌20-30min；
（3）将白刚玉磨料、单晶刚玉磨料、铬刚玉磨料与步骤（2）所得的物料充分混合后，送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为250-300℃，在12-15MPa条件下保压10-12min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在20-25min内升温至350-380℃，保温6-8小时，再按10-12℃/min升温至1200-1300℃，保温9-10小时后取出，自然冷却后即得。
本发明的优点在于：采用镁砂、蛭石粉等原料烧结制成的粉体与多聚磷酸钠、乳酸铝溶胶制成的复合结合剂，不仅性能稳定，与磨料的把持强度大，在磨料间分散均匀，增加磨料间的粘结程度，再结合石墨烯、助剂等原料，改善了砂轮的润滑性，本发明的砂轮强度增加，透气性良好，散热快，抗腐蚀，磨削性能优良，较传统白刚玉砂轮更耐用持久。 
具体实施方式
实施例1 
本实施例砂轮由以下重量份原料制成：白刚玉磨料50、单晶刚玉磨料26、铬刚玉磨料14、镁砂6、多聚磷酸钠3、乳酸铝2、蛭石粉2、石墨烯4、助剂8。
助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10、莫来石粉5、氧化锌1、氧化镁2、高岭土3、聚乙烯醇2、三聚磷酸钠1、N220炭黑4、木炭7；制备方法是将莫来石粉、氧化锌、氧化镁、高岭土、N220炭黑混合，研磨成200-300目粉末，然后加入聚乙烯醇混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入720-750℃下煅烧2-3小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 
所述的一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮，其生产工艺如下： 
（1）将镁砂、蛭石粉混合，加热至2800℃时熔炼20min，熔炼结束后自然冷却至室温，球磨至300目粉体后，加入石墨烯、助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将多聚磷酸钠、乳酸铝混合，加入与混合料重量比为1:3的水，充分搅拌至混合料完全溶解后，加入步骤（1）得到的物料，搅拌30min；
（3）将白刚玉磨料、单晶刚玉磨料、铬刚玉磨料与步骤（2）所得的物料充分混合后，送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为300℃，在15MPa条件下保压10min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在25min内升温至380℃，保温8小时，再按12℃/min升温至1300℃，保温9小时后取出，自然冷却后即得。
性能测试： 
回转强度≥ 35 米/ 秒；静平衡K 系数≤ 0.25；
磨削钢结硬质合金材料磨除率可达2.6mm3/(mm .s) 以上；
硬度L 级。
实施例2 
本实施例砂轮由以下重量份原料制成：白刚玉磨料50、单晶刚玉磨料25、铬刚玉磨料12、镁砂5、多聚磷酸钠2、乳酸铝1、蛭石粉3、石墨烯3、助剂8。
助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10、莫来石粉5、氧化锌1、氧化镁2、高岭土3、聚乙烯醇2、三聚磷酸钠1、N220炭黑4、木炭7；制备方法是将莫来石粉、氧化锌、氧化镁、高岭土、N220炭黑混合，研磨成200-300目粉末，然后加入聚乙烯醇混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入720-750℃下煅烧2-3小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 
所述的一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮，其生产工艺如下： 
（1）将镁砂、蛭石粉混合，加热至2900℃时熔炼15min，熔炼结束后自然冷却至室温，球磨至300目粉体后，加入石墨烯、助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将多聚磷酸钠、乳酸铝混合，加入与混合料重量比为1:4的水，充分搅拌至混合料完全溶解后，加入步骤（1）得到的物料，搅拌25min；
（3）将白刚玉磨料、单晶刚玉磨料、铬刚玉磨料与步骤（2）所得的物料充分混合后，送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为300℃，在12MPa条件下保压12min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在25min内升温至350℃，保温6小时，再按12℃/min升温至1200℃，保温10小时后取出，自然冷却后即得。

Claims (2)

1.一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮，其特征在于，该砂轮由以下重量份的原料制成：白刚玉磨料45-50、单晶刚玉磨料24-27、铬刚玉磨料12-14、镁砂5-6、多聚磷酸钠2-3、乳酸铝1-2、蛭石粉2-3、石墨烯3-4、助剂7-9；
所述的助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10-12、莫来石粉3-5、氧化锌1-2、氧化镁2-3、高岭土2-3、聚乙烯醇2-3、三聚磷酸钠1-2、N220炭黑3-4、木炭5-7；制备方法是将莫来石粉、氧化锌、氧化镁、高岭土、N220炭黑混合，研磨成200-300目粉末，然后加入聚乙烯醇混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入720-750℃下煅烧2-3小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。
2.如权利要求1所述的一种含石墨烯的陶瓷白刚玉砂轮，其工艺如下：
（1）将镁砂、蛭石粉混合，加热至2800-2900℃时熔炼15-20min，熔炼结束后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入石墨烯、助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将多聚磷酸钠、乳酸铝混合，加入与混合料重量比为1:3-4的水，充分搅拌至混合料完全溶解后，加入步骤（1）得到的物料，搅拌20-30min；
（3）将白刚玉磨料、单晶刚玉磨料、铬刚玉磨料与步骤（2）所得的物料充分混合后，送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为250-300℃，在12-15MPa条件下保压10-12min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在20-25min内升温至350-380℃，保温6-8小时，再按10-12℃/min升温至1200-1300℃，保温9-10小时后取出，自然冷却后即得。
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