CN103846819A - 一种含独居石的陶瓷立方氮化硼砂轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种含独居石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45-50、白刚玉磨料24-28、五氧化二铌3-5、二硼化锆2-3、独居石粉末3-4、偏硅酸钠5-7、助剂7-9；本发明砂轮采用五氧化二铌、二硼化锆、独居石等原料结制成了化学性能稳定，硬度高，耐温性能优良，热膨胀系数小的陶瓷结合剂，偏硅酸钠水溶液增进了陶瓷结合剂与磨料的把持强度，粘结更为牢固，同时烧结温度降低，本发明制备的立方氮化硼砂轮具有良好的硬度和磨削性能，生产能耗得到降低。

Description

一种含独居石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，具体涉及一种含独居石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，提供一种含独居石的陶瓷立方氮化硼砂轮，以改善立方氮化硼砂轮的磨削性能，降低生产能耗，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种含独居石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45-50、白刚玉磨料24-28、五氧化二铌3-5、二硼化锆2-3、独居石粉末3-4、偏硅酸钠5-7、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。
所述的一种含独居石的陶瓷立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下：
（1）将五氧化二铌、二硼化锆、独居石粉末混合，加热至470-490℃搅拌10-15min，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）将偏硅酸钠与适量的水混合，搅拌至偏硅酸钠完全溶解即可，再加入步骤（1）的物料，搅拌均匀后备用；
（3）将其它剩余物料与步骤（2）的物料充分混合后，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为250-300℃，在25-30MPa条件下保压4-5min，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600-650℃，保温3-4小时，再按10-15℃/min升温至1380-1420℃，保温4-6小时后取出，自然冷却后即得。
本发明的优点在于：采用五氧化二铌、二硼化锆、独居石粉末等原料制成了陶瓷结合剂，这种含有独居石的陶瓷结合剂化学性能稳定，硬度高，耐温性能优良，热膨胀系数小，再结合偏硅酸钠水溶液，使得该陶瓷结合剂与磨料的把持强度大，粘结牢固，烧结温度降低，本发明制备的立方氮化硼砂轮具有良好的硬度和磨削性能，生产能耗得到降低。
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50、白刚玉磨料28、五氧化二铌5、二硼化锆2、独居石粉末4、偏硅酸钠5、助剂9。
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。
所述的一种含独居石的陶瓷立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下：
（1）将五氧化二铌、二硼化锆、独居石粉末混合，加热至470℃搅拌15min，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）将偏硅酸钠与适量的水混合，搅拌至偏硅酸钠完全溶解即可，再加入步骤（1）的物料，搅拌均匀后备用；
（3）将其它剩余物料与步骤（2）的物料充分混合后，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为300℃，在25MPa条件下保压5min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在25min内升温至650℃，保温3小时，再按15℃/min升温至1420℃，保温4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50、白刚玉磨料24、五氧化二铌3、二硼化锆3、独居石粉末3、偏硅酸钠7、助剂7。
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。
所述的一种含独居石的陶瓷立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下：
（1）将五氧化二铌、二硼化锆、独居石粉末混合，加热至490℃搅拌10min，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）将偏硅酸钠与适量的水混合，搅拌至偏硅酸钠完全溶解即可，再加入步骤（1）的物料，搅拌均匀后备用；
（3）将其它剩余物料与步骤（2）的物料充分混合后，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为250℃，在30MPa条件下保压4min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在20min内升温至600℃，保温4小时，再按10℃/min升温至1380℃，保温6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：
Figure BDA0000464971970000041
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工具，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、磨削性能等性能均获得提高，磨削比提高10-15%，烧结温度降低150-180℃，且修整间隔时间延长3-4倍，使用寿命延长5-6倍。

Claims (3)

1.一种含独居石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45-50、白刚玉磨料24-28、五氧化二铌3-5、二硼化锆2-3、独居石粉末3-4、偏硅酸钠5-7、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所述的一种含独居石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所述的一种含独居石的陶瓷立方氮化硼砂轮，其工艺如下：
（1）将五氧化二铌、二硼化锆、独居石粉末混合，加热至470-490℃搅拌10-15min，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）将偏硅酸钠与适量的水混合，搅拌至偏硅酸钠完全溶解即可，再加入步骤（1）的物料，搅拌均匀后备用；
（3）将其它剩余物料与步骤（2）的物料充分混合后，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为250-300℃，在25-30MPa条件下保压4-5min，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600-650℃，保温3-4小时，再按10-15℃/min升温至1380-1420℃，保温4-6小时后取出，自然冷却后即得。
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