CN105948507B - 一种磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂及其制备方法，它包含以下重量分数的组分：无机玻璃陶瓷主料90～95％、玻璃软化点调节添加剂1～5％、成核剂1～5％。通过采用特定比例的无机玻璃陶瓷主料、玻璃软化点调节添加剂和成核剂，能够得到烧结温度低、软化温度低、强度高的微晶玻璃陶瓷结合剂。

Description

一种磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂及其制备方法
技术领域
本发明属于磨具用陶瓷结合剂技术领域，涉及一种磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂及其制备方法。
背景技术
磨料是指锐利、坚硬的材料，用以磨削较软的材料表面。磨料有天然磨料和人造磨料两大类。按硬度分类有超硬磨料和普通磨料两大类。磨料的范围很广，从较软的家用去垢剂、宝石磨料到最硬的金刚石材料。随着我国机械工业的发展，高精密磨床和数控磨床应用越来越多，现有的普通磨料已不能满足高效、精密磨削的要求，因此新型的陶瓷结合剂磨具越来越成为人们关注的焦点。陶瓷结合剂磨具一般用于粗磨、半精磨、精磨及某些产品的抛光，接触面积较大的成型磨削，超硬磨料烧结体的磨削等。陶瓷结合剂磨具广泛应用于机械制造行业，许多重要的机器零件都要进行磨加工，如喷汽发动机，水压汽轮机，一般用螺旋浆，轴承部件等。在这些零件的加工中陶瓷结合剂磨具都发挥了很好的作用。陶瓷结合剂磨具具有强度较高，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、易控制加工精度且容易修整等特点，是世界各国磨削工具竞相研究开发的热点。
微晶玻璃陶瓷，是指将特定组成的基础玻璃，在加热熔炼后进行退火处理或者是加热过程中通过控制晶化而获得，含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。微晶玻璃陶瓷的组成很大程度上决定了其结构和性能。微晶玻璃陶瓷的种类繁多，按化学组成有铝硅酸盐微晶玻璃、硅酸盐微晶玻璃、磷酸微晶玻璃、氟硅酸盐微晶玻璃等；按使用性能又有高强度、耐酸耐碱、耐热冲击、低膨胀、低介电消耗微晶玻璃等。
磨料用微晶玻璃陶瓷结合剂的研究向着低熔高强度方面发展，过去国内研究者大多集中在硼硅酸盐玻璃的改性来达到低熔高强的目的，而近来国内外研究者大多集中在陶瓷结合剂中形成微晶玻璃陶瓷来提高其强度，其中硼铝硅酸盐系微晶玻璃陶瓷结合剂能够很好的满足这些条件。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种烧结温度低、软化温度低、强度高的微晶玻璃陶瓷结合剂。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，它包含以下重量分数的组分：
无机玻璃陶瓷主料 90～95％；
玻璃软化点调节添加剂 1～5％；
成核剂 1～5％。
优化地，所述无机玻璃陶瓷主料包含以下重量分数的组分：
优化地，所述玻璃软化点调节添加剂为铈、钇和镨氧化物中的一种或多种。
优化地，所述成核剂为锌、锆和镧氧化物中的一种或多种。
本发明的又一目的在于提供一种上述磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂的制备方法，它包括以下步骤：
(a)将配方量的无机玻璃陶瓷主料、玻璃软化点调节添加剂和成核剂进行混合得微晶玻璃陶瓷结合剂原料，混合5～10h备用；
(b)将所述微晶玻璃陶瓷结合剂原料装入坩锅内，在空气气氛、1300～1500℃的条件下，熔炼1～3h，倒入钢制容器中水淬得到碎玻璃；
(c)将水淬得到的玻璃经过烘干、球磨、过筛即可。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，通过采用特定比例的无机玻璃陶瓷主料、玻璃软化点调节添加剂和成核剂，能够得到烧结温度低、软化温度低、强度高的微晶玻璃陶瓷结合剂。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
本实施例提供一种磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，它包括以下质量分数(wt％)的组分：无机玻璃陶瓷主料占92％、玻璃软化点调节添加剂占4％和成核剂占4％；其中，无机玻璃陶瓷主料中各组份的重量百分比为：CaO 25％、SiO2 35％、B2O3 25％、Al2O35％、CeO2 5％、TiO2 5％；玻璃软化点调节添加剂为氧化铈，成核剂为氧化锌；
其制备方法包括以下步骤：
(a)将配方量的无机玻璃陶瓷主料、玻璃软化点调节添加剂和成核剂进行混合得微晶玻璃陶瓷结合剂原料，混合8h备用；
(b)将微晶玻璃陶瓷结合剂原料装入铂金坩锅内，在空气气氛、1450℃的条件下，熔炼1h至熔融均匀，倒入钢制容器中水淬得到碎玻璃；
(c)将水淬得到的玻璃经过烘干、球磨、过筛制得平均粒径为5μm的低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，其软化温度为592℃、析晶温度为680℃、抗折强度为80MPa。
实施例2
本实施例提供一种磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，它包括以下质量分数(wt％)的组分：无机玻璃陶瓷主料占93％、玻璃软化点调节添加剂占3％和成核剂占4％；其中，无机玻璃陶瓷主料中各组份的重量百分比为：CaO 22％、SiO2 36％、B2O3 20％、Al2O39％、CeO2 7％、TiO2 6％；玻璃软化点调节添加剂为氧化铈，成核剂为氧化锌；
其制备方法包括以下步骤：
(a)将配方量的无机玻璃陶瓷主料、玻璃软化点调节添加剂和成核剂进行混合得微晶玻璃陶瓷结合剂原料，混合10h备用；
(b)将微晶玻璃陶瓷结合剂原料装入铂金坩锅内，在空气气氛、1500℃的条件下，熔炼3h至熔融均匀，倒入钢制容器中水淬得到碎玻璃；
(c)将水淬得到的玻璃经过烘干、球磨、过筛制得平均粒径为5μm的低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，其软化温度为624℃、析晶温度为710℃、抗折强度为108MPa。
实施例3
本实施例提供一种磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，它包括以下质量分数(wt％)的组分：无机玻璃陶瓷主料占95％、玻璃软化点调节添加剂占2％和成核剂占3％；其中，无机玻璃陶瓷主料中各组份的重量百分比为：CaO 30％、SiO2 45％、B2O3 10％、Al2O35％、CeO2 5％、TiO2 5％；玻璃软化点调节添加剂为氧化铈和氧化镨按质量比1∶1组成的混合物，成核剂为氧化锌和氧化锆按质量比1∶1组成的混合物；
其制备方法包括以下步骤：
(a)将配方量的无机玻璃陶瓷主料、玻璃软化点调节添加剂和成核剂进行混合得微晶玻璃陶瓷结合剂原料，混合5h备用；
(b)将微晶玻璃陶瓷结合剂原料装入铂金坩锅内，在空气气氛、1300℃的条件下，熔炼2h至熔融均匀，倒入钢制容器中水淬得到碎玻璃；
(c)将水淬得到的玻璃经过烘干、球磨、过筛制得平均粒径为5μm的低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，其软化温度为590℃、析晶温度为670℃、抗折强度为118MPa。
实施例4
本实施例提供一种磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，它包括以下质量分数(wt％)的组分：无机玻璃陶瓷主料占90％、玻璃软化点调节添加剂占5％和成核剂占5％；其中，无机玻璃陶瓷主料中各组份的重量百分比为：CaO 20％、SiO2 35％、B2O3 10％、Al2O315％、CeO2 10％、TiO2 10％；玻璃软化点调节添加剂为氧化铈和氧化镨按质量比1∶1组成的混合物，成核剂为氧化锌和氧化锆按质量比1∶1组成的混合物；
其制备方法包括以下步骤：
(a)将配方量的无机玻璃陶瓷主料、玻璃软化点调节添加剂和成核剂进行混合得微晶玻璃陶瓷结合剂原料，混合8h备用；
(b)将微晶玻璃陶瓷结合剂原料装入铂金坩锅内，在空气气氛、1400℃的条件下，熔炼2h至熔融均匀，倒入钢制容器中水淬得到碎玻璃；
(c)将水淬得到的玻璃经过烘干、球磨、过筛制得平均粒径为5μm的低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，其软化温度为600℃、析晶温度为700℃、抗折强度为100MPa。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂，其特征在于，它包含以下重量分数的组分：
无机玻璃陶瓷主料 90～95％；
玻璃软化点调节添加剂 1～5％；
成核剂 1～5％；
所述无机玻璃陶瓷主料包含以下重量分数的组分：
所述玻璃软化点调节添加剂为铈、钇和镨氧化物中的一种或多种；所述成核剂为锌、锆和镧氧化物中的一种或多种。
2.权利要求1中所述磨具用低温低软化微晶玻璃陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(a)将配方量的无机玻璃陶瓷主料、玻璃软化点调节添加剂和成核剂进行混合得微晶玻璃陶瓷结合剂原料，混合5～10h备用；
(b)将所述微晶玻璃陶瓷结合剂原料装入坩锅内，在空气气氛、1300～1500℃的条件下，熔炼1～3h，倒入钢制容器中水淬得到碎玻璃；
(c)将水淬得到的玻璃经过烘干、球磨、过筛即可。
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