CN104478422B - 一种无钠新型高强陶瓷结合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无钠高强陶瓷结合剂及其制备方法，其原料按组分及含量为:Li2O:1-7wt%，B2O3：8-18wt%，Al2O3：10-18wt%，P2O3：3-12wt%，SiO2：45-60%，ZnO：4-10wt%，BaO、CaO、MgO中的任意两种：3-7wt%，Bi2O3：2-6wt%，增强相：TiO2、ZrO2、La2O3中的一种或两种：1-4wt%。步骤一、配料,并进行混合；步骤二、将步骤一的配料置于刚玉坩埚中，温度得到熔融的液体；步骤三、将步骤二所得熔融的液体水淬后烘干，再研磨成粉末，得到无钠高强陶瓷结合剂。本发明的制备方法简易，制备得到的无钠高强陶瓷结合剂耐火度为700-850℃，抗折强度为90-110Mpa，适合于金刚石刀具、立方氮化硼刀具，金刚石复合片等磨削加工。
Description
技术领域
本发明属于材料工程技术领域，具体涉及一种无钠高强陶瓷结合剂及其制备方法。
背景技术
目前陶瓷结合剂体系主要有B-Zn-Si系、Na-B-Al-Si系、Li-Al-Si系及铅玻璃系。研究内容主要集中在陶瓷结合剂的组成上，研究目的主要是为获得低热膨胀系数，低耐火度及高强度的陶瓷结合剂。特别是金刚石陶瓷结合剂，烧结温度一般不超过850摄氏度，否则金刚石由于热失重而破坏金刚石磨料的磨削能力，目前超硬材料磨具的低温陶瓷结合剂普遍通过引入钠元素来降低结合剂温度，以降低烧结温度，保护磨料不被氧化。而钠的引入虽然降低了烧结温度，但同时破坏了结合剂的强度，使得磨具在较高磨削力作用下寿命严重缩短。此新型结合剂即能保证较大烧结温度，同时大大提高结合剂强度。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能保证较大烧结温度的同时，大大提高结合剂强度的无钠高强陶瓷结合剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种无钠高强陶瓷结合剂，其原料按组分及重量百分比含量为:Li2O:1-7wt%，B2O3：8-18wt%，Al2O3：10-18wt%，P2O3：3-12wt%，SiO2：45-60%，ZnO：4-10wt%，BaO、CaO、MgO中的任意两种：3-7wt%，Bi2O3：2-6wt%，
增强相：TiO2、ZrO2、La2O3中的一种或两种：1-4%wt。
一种无钠高强陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于:
步骤一、配料,并进行混合；
步骤二、将步骤一的配料置于刚玉坩埚中，温度至1200-1400℃后保温1-3h，得到熔融的液体；
步骤三、将步骤二所得熔融的液体水淬后烘干，再通过球磨机研磨6-8h后成粉末，用筛网筛分得到无钠高强陶瓷结合剂。
所述筛网为300目。
本发明的制备方法简易，制备得到的无钠高强陶瓷结合剂耐火度为700-850℃，抗折强度为90-110Mpa，适合于金刚石刀具、立方氮化硼刀具，金刚石复合片等磨削加工。
具体实施方式
实施例1
一种无钠高强陶瓷结合剂，其原料按组分及重量百分比含量为:Li2O:1-7wt%，B2O3：8-18wt%，Al2O3：10-18wt%，P2O3：3-12wt%，SiO2：45-60%，ZnO：4-10wt%，BaO、CaO、MgO中的任意两种：3-7wt%，Bi2O3：2-6wt%，
增强相：TiO2、ZrO2、La2O3中的一种或两种：1-4wt%。
一种无钠高强陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于:
步骤一、配料,并进行混合；
步骤二、将步骤一的配料置于刚玉坩埚中，温度至1200-1400℃后保温1-3h，得到熔融的液体；
步骤三、将步骤二所得熔融的液体水淬后烘干，再通过球磨机研磨6-8h后成粉末，用筛网筛分得到无钠高强陶瓷结合剂。
所述筛网为300目。
将上述无钠高强陶瓷结合剂经检测，耐火度为700-850℃，抗折强度为90-110Mpa。
实施例2
一种无钠高强陶瓷结合剂，原料配比如下：2kgLi2O3，18kgB2O3，11kgAl2O3，4kgP2O3，47kgSiO2，6kgZnO，2kgBaO，5kgCaO，3kgBi2O3，增强相：3kgTiO2、3kgZrO2。
一种无钠高强陶瓷结合剂的制备方法，
步骤一、配料,并进行混合；
步骤二、将步骤一的配料置于刚玉坩埚中，温度至1300℃后保温2h，得到熔融的液体；
步骤三、将步骤二所得熔融的液体水淬后烘干，再通过球磨机研磨7h后成粉末，用300目筛网筛分得到无钠高强陶瓷结合剂。
将上述无钠高强陶瓷结合剂经检测，耐火度为705℃，抗折强度为99Mpa。
实施例3
一种无钠高强陶瓷结合剂，原料配比如下：3kgLi2O3，16kgB2O3，12kgAl2O3，4kgP2O3，50kgSiO2，7kgZnO，4kgCaO，4kgMgO，3kgBi2O3：，增强相：6kgZrO2、1kgLa2O3。
一种无钠高强陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于:
步骤一、配料,并进行混合；
步骤二、将步骤一的配料置于刚玉坩埚中，温度至1350℃后保温3h，得到熔融的液体；
步骤三、将步骤二所得熔融的液体水淬后烘干，再通过球磨机研磨8h后成粉末，用300目筛网筛分得到无钠高强陶瓷结合剂。
将上述无钠高强陶瓷结合剂经检测，耐火度为745℃，抗折强度为100Mpa。
实施例4
具体步骤如实施例2，原料质量与工艺参数如表1所示：
表1（单位：质量kg温度℃时间h）
Claims (3)
1.一种无钠高强陶瓷结合剂，其特征在于，其原料按组分及含量为:Li2O:1-7wt%，B2O3：8-18wt%，Al2O3：10-18wt%，P2O3：3-12wt%，SiO2：45-60%，ZnO：4-10wt%，BaO、CaO、MgO中的任意两种：3-7wt%，Bi2O3：2-6wt%，增强相：TiO2、ZrO2、La2O3中的一种或两种：1-4wt%。
2.根据权利要求1所述的无钠高强陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于:
步骤一、配料,并进行混合；
步骤二、将步骤一的配料置于刚玉坩埚中，温度至1200-1400℃后保温1-3h，得到熔融的液体；
步骤三、将步骤二所得熔融的液体水淬后烘干，再通过球磨机研磨6-8h后成粉末，用筛网筛分得到无钠高强陶瓷结合剂。
3.根据权利要求2所述的无钠高强陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于:所述筛网为300目。
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