CN103831741A - 一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮及其生产工艺，该砂轮由以下重量份的原料制成：立方氮化硼磨料40-45、白刚玉磨料30-34、氧化镁4-5、二氧化硅2-3、石墨1-2、淀粉2-3、活性炭2-3、氧化铜2-3、氯化铜5-6、助剂7-9；本发明砂轮采用氧化镁、石墨、活性炭等原料进行制成了化学性能稳定、热膨胀系数小、有自润滑性的陶瓷结合剂，再结合淀粉等原料，使得该结合剂与磨料的把持强度大，有效的提高了磨料间的粘结牢固程度，本发明制备的立方氮化硼砂轮具有良好的韧性和磨削性能，较传统立方氮化硼砂轮使用寿命更长。

Description

一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮

技术领域

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮及其生产工艺。

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，提供一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮，以改善传统立方氮化硼砂轮的磨削性能，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮，其特征在于，本发明砂轮由以下重量份的原料制成：立方氮化硼磨料40-45、白刚玉磨料30-34、氧化镁4-5、二氧化硅2-3、石墨1-2、淀粉2-3、活性炭2-3、氧化铜2-3、氯化铜5-6、助剂7-9。

所述的助剂由以下重量份的原料制成：冰晶石15-20、铝酸钙6-8、木质素磺酸钠2-3、纸浆废液6-8、硅酸铝3-4、铁粉10-12、锰粉2-3、膨润土22-25、粘土粉25-28、白垩12-15，制备方法如下：先将冰晶石、铝酸钙、硅酸铝、膨润土、粘土粉、白垩充分混合均匀后，在2200-2300℃下保温2-3h，经自然冷却后，球磨至200-300目粉体，再将木质素磺酸钠与适量的水混合，搅拌至木质素磺酸钠完全溶解后，加入上述粉体及其它剩余成分，球磨3-4h，烘干、即得。

所述磨料的粒径为80-200目。

所述的一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下：

（1）将氧化镁、二氧化硅、石墨、活性炭、氧化铜混合，加热至850-890℃搅拌10-12min，随后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；

（2）将淀粉、氯化铜混合，加入适量60-80℃的水，搅拌均匀后加入其它剩余物料，混合搅拌10-12min；

（3）将步骤（1）与步骤（2）的物料混合均匀后，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为100-110℃，在28-32MPa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450-500℃，保温2-3小时，再按10-15℃/min升温至1200-1250℃，保温7-8小时后取出，自然冷却后即得。

本发明的优点在于：采用氧化镁、二氧化硅、石墨、活性炭、氧化铜等原料进行制成了陶瓷结合剂，这种陶瓷结合剂化学性能稳定、热膨胀系数小、有自润滑性，结合淀粉等原料，使得该结合剂与磨料的把持强度大，有效的提高了磨料间的粘结牢固程度，本发明制备的立方氮化硼砂轮具有良好的韧性和磨削性能，较传统立方氮化硼砂轮使用寿命更长。

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：立方氮化硼磨料45、白刚玉磨料34、氧化镁4、二氧化硅2、石墨2、淀粉3、活性炭2、氧化铜3、氯化铜6、助剂7。

助剂由以下重量份的原料制成：冰晶石20、铝酸钙8、木质素磺酸钠2、纸浆废液6、硅酸铝4、铁粉10、锰粉3、膨润土25、粘土粉25、白垩15，制备方法如下：先将冰晶石、铝酸钙、硅酸铝、膨润土、粘土粉、白垩充分混合均匀后，在2300℃下保温2h，经自然冷却后，球磨至300目粉体，再将木质素磺酸钠与适量的水混合，搅拌至木质素磺酸钠完全溶解后，加入上述粉体及其它剩余成分，球磨3h，烘干、即得。

所述磨料的粒径均为80目。

所述的一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下：

（1）将氧化镁、二氧化硅、石墨、活性炭、氧化铜混合，加热至890℃搅拌10min，随后自然冷却至室温，球磨至300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；

（2）将淀粉、氯化铜混合，加入适量60-80℃的水，搅拌均匀后加入其它剩余物料，混合搅拌10min；

（3）将步骤（1）与步骤（2）的物料混合均匀后，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为110℃，在32MPa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500℃，保温2小时，再按15℃/min升温至1250℃，保温8小时后取出，自然冷却后即得。

实施例2

本实施例砂轮由以下重量份原料制成：立方氮化硼磨料45、白刚玉磨料30、氧化镁5、二氧化硅3、石墨1、淀粉2、活性炭3、氧化铜2、氯化铜5、助剂9。

助剂由以下重量份的原料制成：冰晶石15、铝酸钙6、木质素磺酸钠3、纸浆废液8、硅酸铝3、铁粉12、锰粉2、膨润土22、粘土粉28、白垩12，制备方法如下：先将冰晶石、铝酸钙、硅酸铝、膨润土、粘土粉、白垩充分混合均匀后，在2200℃下保温3h，经自然冷却后，球磨至200目粉体，再将木质素磺酸钠与适量的水混合，搅拌至木质素磺酸钠完全溶解后，加入上述粉体及其它剩余成分，球磨4h，烘干、即得。

所述磨料的粒径均为200目。

所述的一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下：

（1）将氧化镁、二氧化硅、石墨、活性炭、氧化铜混合，加热至850℃搅拌12min，随后自然冷却至室温，球磨至200目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；

（2）将淀粉、氯化铜混合，加入适量60-80℃的水，搅拌均匀后加入其它剩余物料，混合搅拌12min；

（3）将步骤（1）与步骤（2）的物料混合均匀后，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为100℃，在28MPa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20min内升温至450℃，保温3小时，再按10℃/min升温至1200℃，保温7小时后取出，自然冷却后即得。

上述实施例砂轮测试得到的技术指标如下：

砂轮的性能测试均遵循相关标准进行，测试中被磨削材料为合金钢，磨削方式为横向磨削，砂轮圆周速度：30m/s，工作台速度：0.05m/s，磨削深度：0.025mm。本发明制备的砂轮较普通立方氮化硼砂轮的硬度、磨削性能等均获得提高，磨削比提高18-22%，抗弯强度提高8-10%，气孔率更高，更易散热，且修整间隔时间延长5-6倍，使用寿命延长8-10倍。

Claims (3)

1.一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮，其特征在于，该砂轮由以下重量份的原料制成：立方氮化硼磨料40-45、白刚玉磨料30-34、氧化镁4-5、二氧化硅2-3、石墨1-2、淀粉2-3、活性炭2-3、氧化铜2-3、氯化铜5-6、助剂7-9；

所述的助剂由以下重量份的原料制成：冰晶石15-20、铝酸钙6-8、木质素磺酸钠2-3、纸浆废液6-8、硅酸铝3-4、铁粉10-12、锰粉2-3、膨润土22-25、粘土粉25-28、白垩12-15，制备方法如下：先将冰晶石、铝酸钙、硅酸铝、膨润土、粘土粉、白垩充分混合均匀后，在2200-2300℃下保温2-3h，经自然冷却后，球磨至200-300目粉体，再将木质素磺酸钠与适量的水混合，搅拌至木质素磺酸钠完全溶解后，加入上述粉体及其它剩余成分，球磨3-4h，烘干、即得。

2.如权利要求1所述的一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮，其特征在于，所述磨料的粒径为80-200目。

3.如权利要求1所述的一种含活性炭的陶瓷立方氮化硼砂轮，其工艺如下：

（1）将氧化镁、二氧化硅、石墨、活性炭、氧化铜混合，加热至850-890℃搅拌10-12min，随后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；

（2）将淀粉、氯化铜混合，加入适量60-80℃的水，搅拌均匀后加入其它剩余物料，混合搅拌10-12min；

（3）将步骤（1）与步骤（2）的物料混合均匀后，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为100-110℃，在28-32MPa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450-500℃，保温2-3小时，再按10-15℃/min升温至1200-1250℃，保温7-8小时后取出，自然冷却后即得。