CN106145946A - 一种液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法 - Google Patents
一种液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106145946A CN106145946A CN201610512404.8A CN201610512404A CN106145946A CN 106145946 A CN106145946 A CN 106145946A CN 201610512404 A CN201610512404 A CN 201610512404A CN 106145946 A CN106145946 A CN 106145946A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grinding wheel
- liquid phase
- bonded grinding
- vitrified bonded
- phase feed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 14
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 7
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims abstract description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 7
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- DGVVJWXRCWCCOD-UHFFFAOYSA-N naphthalene;hydrate Chemical compound O.C1=CC=CC2=CC=CC=C21 DGVVJWXRCWCCOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 abstract description 27
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 abstract description 19
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 22
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 13
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 13
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910003130 ZrOCl2·8H2O Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 3
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 229910007948 ZrB2 Inorganic materials 0.000 description 2
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N aluminium nitrate Chemical compound [Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000007863 gel particle Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- CQIOFKRONDXZJC-UHFFFAOYSA-N n-methylideneprop-2-enamide Chemical compound C=CC(=O)N=C CQIOFKRONDXZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000008279 sol Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
- B24D18/009—Tools not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
- B24D3/14—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/624—Sol-gel processing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3203—Lithium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/606—Drying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
本发明公开了一种液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，该方法为将二氧化硅溶胶与含硝酸钠、硝酸锂、氯氧化锆、硝酸锌及硝酸铝的溶液混合均匀，形成混合溶胶，所述混合溶胶调节pH后与包括磨料在内的组分混合均匀，得到混合浆料，混合浆料调节pH后注入模具中，加热使混合浆料原位凝聚固化，得到坯体；所述坯体依次经过干燥、脱模、粗加工、烧结及精密加工，即得；该方法能有效的提高结合剂对磨料的包覆率，细化砂轮的微观结构，提高砂轮的组织均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备陶瓷结合剂砂轮的方法，特别涉及一种采用液相原料技术制备结合剂对磨料包覆完整，结构细致、均匀，强度高、机械性能好、气孔率可控的陶瓷结合剂砂轮，属于材料工程领域。
背景技术
溶胶-凝胶法主要用来制备粉体和涂层。目前国内外相关的研究情况如下：采用溶胶－凝胶技术已成功制备出颗粒均匀的刚玉磨料。法国圣戈班集团和美国诺顿公司开发了以氧化铝溶胶经特殊引晶凝胶系统烧结而成的刚玉微晶磨料，即所谓的s-g(Seeded-GelAbrasive)磨料，其断裂韧性较电熔法白刚玉磨料提高一倍。国内，鲁信高新等也采用溶胶-凝胶法研制出了白刚玉微晶磨料(s-g)，目前已工业化生产并获得了应用(诺顿公司.具有改善圆角保持性能的溶胶-凝胶法氧化铝砂轮[P].中国专利:CN94108540.6,1996.01.31.)。采用溶胶－凝胶技术制备出单组分陶瓷结合剂粉体。日本学者(李合庆译.超细粒度陶瓷结合剂金刚石砂轮及其应用技术[J].Abrasives News,2005(2):5-7.)采用溶胶-凝胶法制备了低温陶瓷结合剂，将其与24000#的金刚石混合制备成砂轮后对硅片表面进行抛光，其表面粗糙度可以达到约3nm以下；与树脂结合剂砂轮相比，该陶瓷结合剂砂轮的磨耗量稍稍多一点，但锋利性及磨耗量稳定。国内赵玉成(赵玉成,王明智,张贝贝.纳米陶瓷结合剂粉体的网络凝胶法制备与表征[J].金刚石与磨料磨具工程,2012(3):55-58,73.)等采用高分子网络凝胶法制备了陶瓷结合剂的单组分纳米氧化物粉体，然后将不同组分混合配制成结合剂，再采用传统方法制备砂轮。但因为纳米氧化物粉体表面能较大，易团聚，难分散，多种纳米粉末混合时，易出现混合不均匀的现象，且团聚在一起的纳米粉末在烧结过程中会长大，形成大颗粒结合剂，无法从根本上达到细化陶瓷结合剂的目的。采用有机胶凝材料和凝胶注模成形，成功应用于陶瓷材料的制备。凝胶注模成形是新兴的胶态成型技术，多用于高性能陶瓷的制备。其原理是通过浆料中有机单体的交联聚合形成三维网状结构，从而使注模后的陶瓷浆料快速凝固为陶瓷坯体。许多国内外学者[如(GuanweiLiu,Zhipeng Xie,Yin Wu.Fabrication and mechanical properties of homogeneouszirconia toughened alumina ceramics via cyclic solution infiltration and insitu precipitation[J].Materials&Design,2011,32(6):3440–3447.)、(武七德,李美娟,邸永高,郭兵健.淀粉原位凝固成型纯碳反应烧结碳化硅坯体的研究[J].硅酸盐学报,2003，3(3):224-225.)、(杨金龙,戴春雷,马天等.高可靠性陶瓷部件胶态注射成型关键技术及装备[J].有色金属学报,2004,14(1):243-249.)、(杜蛟.超细二氧化锆凝胶注模成型研究[D].河北:河北理工大学理学院,2008:32-48.)、(张存满,徐政.直接凝胶凝固成型SiC(M,Y)-Al2O3复合陶瓷材料的研究[J]，中国陶瓷,2002,38(1):4-6.)、(Liang Xu,ChuanzhenHuang,Hanlian Liu,Bin Zou,Hongtao Zhu,Guolong Zhao,Jun Wang.In-situ synthesisof ZrB2-ZrCx ceramic tool materials toughened by elongated ZrB2grains[J].Materials&Design,Available online 13February 201.)
]以陶瓷粉、有机单体丙烯酰胺和N，N-亚甲基丙烯酰胺等为原料，利用有机单体的交联反应，将陶瓷粉体原料颗粒均匀凝固在高分子弹性体中，得到了均匀性好、强度高、有机物含量低和烧结性能优异的SiC、Al2O3、ZrB2陶瓷及SiC/Al2O3、ZrO2/Al2O3复相陶瓷坯体。利用相同的原理，谢志鹏、武七德等[如(谢志鹏,杨金龙,陈亚丽,黄勇.琼脂糖凝胶大分子在陶瓷原位凝固成型中的应用[J].硅酸盐学报,1999,27(1):224-228.)、(武七德,李美娟,鄢永高,郭兵健.淀粉原位凝固成型纯碳反应烧结碳化硅坯体的研究[J].硅酸盐学报,2003,31(3):16-21.)]将琼脂、淀粉替代有机单体，实现了陶瓷的原位凝固成型。此外，为了增强陶瓷悬浮液的稳定性，单组分无机溶胶[如(罗杰盛,谢志鹏,马景陶,黄勇,程一兵.硅溶胶-凝胶化反应在陶瓷胶态成型中的应用[J].无机材学报,2003,18(6):1205-1209.)、(Prabhkaarna K,Ananthakumar S andPavithran C.Gel Casting of Alumina usingBoehmite as a Binder[J].JeurCeramSoe,1999,19(16):2875-2880.)被引入陶瓷胶态成型，但相关的报道并不多。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种通过采用液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，该方法能有效的提高结合剂对磨料的包覆率，细化砂轮的微观结构，提高砂轮的组织均匀性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，该方法包括以下步骤：
1)将二氧化硅溶胶与含硝酸钠、硝酸锂、氯氧化锆、硝酸锌及硝酸铝的溶液混合均匀，形成混合溶胶，调整所述混合溶胶的pH至2～3；
2)所述混合溶胶与包括磨料在内的组分混合均匀，得到混合浆料；调节所述混合浆料的pH至4～5后，注入模具中，在70～90℃温度下，使混合浆料原位凝聚固化，得到坯体；
3)所述坯体依次经过干燥、脱模、粗加工、烧结及精密加工，即得。
本发明的技术方案针对现有技术中通过溶胶-凝胶法制备陶瓷结合剂，再采用陶瓷结合剂制备砂轮的思路进行改进。关键在于先制备混合溶胶，在混合溶胶中直接加入金刚石等超细磨料及填料，注入模具中，转换溶胶形成凝胶，再干燥、烧结和加工，制备出组织均匀、结构细致的陶瓷结合剂砂轮。混合溶胶中各组分结构细小，可达到纳米级别，从而细化、均化了砂轮的微观结构，且磨料也是通过液相与混合溶胶中的结合剂组分混合，不但均匀性好，而且可在磨料表面形成均匀的结合剂层，从而可提高结合剂对金刚石等磨料的结合强度和砂轮的整体强度，同时还可提高砂轮磨削过程中工作面的形状保持性和实现高速磨削。溶胶和凝胶之间通过原位转化，能将磨料固定住，使砂轮坯体结构非常均匀，磨削性能稳定，磨削形面同步性和保持性好。
优选的方案，混合溶胶中各组分的摩尔百分比组成为：
以各组分的摩尔量总和为100％计量；
二氧化硅溶胶，以SiO2计量，占48～53％；
硝酸钠，以Na2O计量，占8～12％；
硝酸锂，以Li2O计量，占18～24％；
氯氧化锆，以ZrO2计量，占2～6％；
硝酸锌，以ZnO计量，占7～11％；
硝酸铝，以Al2O3计量，占5～9％。
本发明优选的结合剂配方能提高对金刚石等磨料的结合强度以及砂轮的整体强度，改善砂轮磨削过程中工作面的形状保持性和实现高速磨削。
优选的方案，混合溶胶固含量为50～55％。
优选的方案，在所述混合溶胶中依次加入N,N-二甲基甲酰胺和萘系减水剂，混合均匀，再加入磨料，进一步混合均匀，得到混合浆料。
较优选的方案，所述N,N-二甲基甲酰胺的用量为所述混合溶胶体积的8～12％。化学添加剂DMF的加入不仅可抑制凝胶颗粒的生长，使凝胶网络的间隙和质点大小均匀，降低干燥时产生的不均匀的毛细管力，减小干燥应力和孔隙中液体的蒸汽压，还可以增加凝胶骨架的强度，使之能够更好的抵抗毛细管力的作用，从而避免在干燥过程中因应力不均而引起的开裂和收缩。
较优选的方案，所述萘系减水剂的用量为磨料质量的0.2～0.8％。使磨料分散更加均匀，提高砂轮强度。
较优选的方案，所述磨料的用量占陶瓷结合剂砂轮质量的70～80％；磨料为本领域常规的磨料。
优选的方案，干燥采用常压阶梯加热干燥方式：在室温下自然干燥20～28h后，依次在45～55℃干燥2.5～3.5h、在55～65℃干燥1.5～2.5h、在65～75℃干燥1.5～2.5h、在75～85℃干燥0.5～2.5h、在95～105℃干燥0.5～1.5h、在115～125℃干燥0.5～1.5h，自然降温至30～40℃。较优选的常压阶梯加热干燥方式：在室温下自然干燥24h，在50℃干燥3h、在60℃干燥2h、在70℃干燥2h、在80℃干燥2h、在100℃干燥1h、在120℃干燥1h，自然降温至35℃。本发明的技术方案经过常压阶梯干燥工艺，坯体中气孔分布均匀，制得的砂轮坯体显微结构均匀，强度高，可有效提高使用寿命。
优选的方案，烧结采取阶梯升温烧结方式：室温～220℃，升温速率为2～3℃/min，于220℃保温25～35min；380℃～450℃，升温速率为2～3℃/min，于450℃保温25～35min；450℃～620℃，升温速率为1.5～2.5℃/min，于620℃保温55～65min；620℃～850℃，升温速率为1.5～2.0℃/min，于850℃保温115～125min；随炉冷却至室温。较优选的烧结采取阶梯升温烧结方式：室温～220℃，升温速率为2～3℃/min，于220℃保温30min；220℃～450℃，升温速率为2～3℃/min，于450℃保温30min；450℃～620℃，升温速率为1.5～2.5℃/min，于620℃保温60min；620℃～850℃，升温速率为1.5～2.0℃/min，于850℃保温120min；最后随炉冷却至室温。本发明的技术方案由于结合剂中的不同组分在液相中混合，混合均匀程度可达到分子级别，可加快不同组分之间的反应速度，砂轮烧成温度可降低近200℃，并大大缩短烧成时间，节能的同时减少了金刚石等磨料的热损伤。
优选的方案，混合浆料在注模之前进行抽真空排除气泡处理。通过排除气泡处理，能使坯体中气孔分布均匀，制得的砂轮坯体显微结构均匀，强度高，可有效提高使用寿命。
本发明采用的二氧化硅溶胶为工业级SiO2溶胶。其主要由无机醇盐制得，不含有机物。克服了传统湿法成形的不足，制得的砂轮缺陷较少。
本发明的制备陶瓷结合剂砂轮的方法，包括以下具体步骤：
1)制备混合溶胶：先将工业级SiO2溶胶和分析纯级LiNO3、ZrOCl2·8H2O、NaNO3、Zn(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O按照下表：
比例称取相应质量，将盐溶解再与二氧化硅溶胶进行机械搅拌混合，为促进盐溶解及混合均匀，可适当加热至40～60℃，并调节混合溶胶的pH为2～3；混合溶胶中结合剂的固含量为50～55wt％；
2)在步骤1)中制备的混合溶胶中加入8～12vol％N,N-二甲基甲酰胺，再加入0.2～0.8wt％萘系减水剂，调节搅拌速度，混合均匀；其中N,N-二甲基甲酰胺的体积分数是混合溶胶的总体积，萘系减水剂的质量分数是相对于需加入磨料的质量；
3)在步骤2)中加入了N,N-二甲基甲酰胺及萘系减水剂后的混合溶胶中，在机械搅拌条件下加入磨料，磨料的质量占成型砂轮总质量的70％～80％，搅拌30min，调节混合浆料的pH为4～5，真空除泡，再把混合浆料倒入成型模具中在70～90℃温度下固化成型，得到坯体；
4)坯体连同模具一起先在室温下自然干燥24h后，进行程序升温干燥：50℃/3h、60℃/2h、70℃/2h、80℃/2h、100℃/1h、120℃/1h，最后自然降温至35℃；脱模，粗加工；
5)粗加工后的坯体按以下烧成曲线烧成：室温～220℃，升温速率为2～3℃/min，保温30min；220℃～450℃，升温速率为2～3℃/min，保温30min；450℃～620℃，升温速率为1.5～2.5℃/min，保温60min；620℃～850℃，升温速率为1.5～2.0℃/min，保温120min；最后随炉冷却至室温；烧成后的坯体进行精密加工制得陶瓷结合剂砂轮。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
1)本发明的技术方案中结合剂的形成及与磨料的混合都在液相中进行。一方面，各组分之间的混合均匀程度可达到分子级别，可加快不同组分之间的反应速度，砂轮烧成温度可降低近200℃，并大大缩短烧成时间，节能的同时减少了金刚石等磨料的热损伤；另一方面，混合溶胶形成的结合剂结构细小，可达到纳米级别，从而细化、均化了砂轮的微观结构，可完全避免传统方法粗颗粒结合剂对加工表面形成划伤等；第三方面，混合溶胶以液态形式与磨料混合，均匀性好，特别是混合溶胶中的结合剂组分可以在磨料表面形成均匀的结合剂层，结合剂层对磨料表面的覆盖率接近100％(如图1所示)，从而可提高结合剂对金刚石等磨料的结合强度和砂轮的整体强度，同时还可提高砂轮磨削过程中工作面的形状保持性和实现高速磨削。
2)本发明的技术方案中溶胶与磨料混合后一起快速形成固定态的凝胶，能够将磨料固定住，使制得砂轮坯体结构非常均匀，磨削性能稳定，磨削形面同步性和保持性好。
3)本发明的技术方案通过添加干燥控制化学添加剂，使坯体中气孔分布均匀，制得的砂轮坯体显微结构均匀(如图2所示)，强度高，可有效提高使用寿命；
4)相对于干法成型，本发明的技术方案磨料及结合剂各组分都是在溶液中混合，可以比较容易的控制坯体中粉料之间的团聚及杂质，减少内部缺陷，并可制备各种复杂形状的砂轮；
5)本发明的技术方案所需设备为常规设备、操作简单、成本低，相对于陶瓷结合剂和磨料在临时润湿剂的作用下冷压成型相比，不再需要添加临时粘结剂，可简化烧成工艺。
附图说明：
【图1】为陶瓷结合剂与金刚石磨料之间界面结合微观形貌图；
【图2】为砂轮组织均匀性显微形貌图；
【图3】为金刚石/陶瓷结合剂砂轮磨削硬质合金工件表面形貌图；
【图4】为砂轮制备的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明专利制备SiO2-Al2O3-Li2O-Na2O-ZnO-ZrO2系陶瓷结合剂砂轮采用的原料有：工业级SiO2溶胶(固相含量25wt％)，分析纯硝酸锂、氯氧化锆、硝酸铝、硝酸钠、硝酸锌等，并采用稀硝酸和稀释氨水调节pH值。
实施例1
1)制备多组分溶胶：按照上表所示配方，将Zn(NO3)2·6H2O，LiNO3，NaNO3，Al(NO3)3·9H2O、ZrOCl2·8H2O溶于43.9克去离子水中制成混合溶液；称取工业级SiO2溶胶，在匀速搅拌条件缓慢滴入上述混合溶液，在恒温加热磁力搅拌器上搅拌混合，设定温度为50℃，用10％稀HNO3溶液调整多组分溶胶pH为2；
2)在多组分溶胶中加入10vol％N,N-二甲基甲酰胺，再加入2.16克聚萘系高效减水剂，混合均匀；
3)按2中所述制备的多组分溶胶中，固定转速340r/min，加入金刚石磨料(磨料的质量占成型砂轮总质量的70％)，搅拌30min，调节混合浆料的pH为4，把所得浆料经真空除泡后倒入所要求的成型模具中，加热模具温度至75℃，进行凝聚固化成型，得到坯体；
4)坯体连同模具一起先在室温下自然干燥24h，再以50℃/3h、60℃/2h、70℃/2h、80℃/2h、100℃/1h、120℃/1h常压干燥，最后自然降温至35℃；脱模，粗加工；
5)粗加工后的坯体按以下烧成曲线烧成：室温～220℃，2.5℃/min，220℃保温30min；220℃～450℃，2℃/min，450℃保温30min；450℃～620℃，2℃/min，620℃保温60min，620℃～850℃，1.5℃/min，850℃保温120min，最后随炉冷却至室温；烧成后的坯体进行精密加工制得陶瓷结合剂砂轮。
本实施例所制砂轮的直线收缩率为10％～20％，体积密度为1.3～2.0g/cm3,气孔率为20～26％，硬度为85～102。
实施例2
1)制备多组分溶胶：按照上表所示配方，将Zn(NO3)2·6H2O，LiNO3，NaNO3，Al(NO3)3·9H2O、ZrOCl2·8H2O溶于44.2克去离子水中制成混合溶液；称取工业级SiO2溶胶，在匀速搅拌条件缓慢滴入上述混合溶液，在恒温加热磁力搅拌器上搅拌混合，设定温度为55℃，用稀释的氨水溶液调整多组分溶胶pH为2.5；
2)在多组分溶胶中加入10vol％N,N-二甲基甲酰胺，再加入2.14克萘系高效减水剂，混合均匀；
3)按2中所述制备的多组分溶胶中，固定转速为400r/min，加入金刚石磨料(磨料的质量占成型砂轮总质量的75％)，搅拌30min，调节混合浆料的pH为4，把所得浆料经真空除泡后倒入所要求的成型模具中，加热模具温度至85℃，进行凝聚固化成型，得到坯体；
4)坯体连同模具一起先在室温下自然干燥24h，再以50℃/3h、60℃/2h、70℃/2h、80℃/2h、100℃/1h、120℃/1h常压干燥，最后自然降温至35℃；脱模，粗加工；
5)粗加工后的坯体按以下烧成曲线烧成：室温～220℃，2.5℃/min，220℃保温30min；220℃～450℃，2℃/min，450℃保温30min；450℃～620℃，2℃/min，620℃保温60min，620℃～850℃，1.5℃/min，850℃保温120min，最后随炉冷却至室温；烧成后的坯体进行精密加工制得陶瓷结合剂砂轮。
本实施例所制砂轮的直线收缩率为15％～20％，体积密度为1.6～2.4g/cm3,气孔率为23～28％，硬度为85～102。
实施例3
1)制备多组分溶胶：按照上表所示配方，将Zn(NO3)2·6H2O，LiNO3，NaNO3，Al(NO3)3·9H2O、ZrOCl2·8H2O溶于45.4克去离子水中制成混合溶液；称取工业级SiO2溶胶，在搅拌条件下缓慢滴入混合溶液，在恒温加热磁力搅拌器上搅拌混合，温度设定在60℃，用稀释氨水溶液调整多组分溶胶pH为3；
2)在多组分溶胶中加入10vol％N,N-二甲基甲酰胺，再加入2.11克萘系高效减水剂，混合均匀；
3)按2中所述制备的多组分溶胶中，固定转速为360r/min，加入金刚石磨料(磨料的质量占成型砂轮总质量的80％)，搅拌30min，调节混合浆料的pH为5，把所得浆料经真空除泡后倒入所要求的成型模具中，加热模具温度至80℃，进行凝聚固化成型，得到坯体；
4)坯体连同模具一起先在室温下自然干燥24h，再以50℃/3h、60℃/2h、70℃/2h、80℃/2h、100℃/1h、120℃/1h常压干燥，最后自然降温至35℃；脱模，粗加工；
5)粗加工后的坯体按以下烧成曲线烧成：室温～220℃，2.5℃/min，220℃保温30min；220℃～450℃，2℃/min，450℃保温30min；450℃～620℃，2℃/min，620℃保温60min，620℃～850℃，1.5℃/min，850℃保温120min，最后随炉冷却至室温；烧成后的坯体进行精密加工制得陶瓷结合剂砂轮。
本实施例所制砂轮的直线收缩率为14％～18％，体积密度为1.5～2.2g/cm3,气孔率为21～26％，硬度为85～102。
Claims (8)
1.一种液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将二氧化硅溶胶与含硝酸钠、硝酸锂、氯氧化锆、硝酸锌及硝酸铝的溶液混合均匀，形成混合溶胶，调整所述混合溶胶的pH至2～3；
2)所述混合溶胶与包括磨料在内的组分混合均匀，得到混合浆料；调节所述混合浆料的pH至4～5后，注入模具中，在70～90℃温度下，使混合浆料原位凝聚固化，得到坯体；
3)所述坯体依次经过干燥、脱模、粗加工、烧结及精密加工，即得。
2.根据权利要求1所述的液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，其特征在于：所述的混合溶胶中各组分的摩尔百分比组成为：
二氧化硅溶胶，以SiO2计量，占48～53％；
硝酸钠，以Na2O计量，占8～12％；
硝酸锂，以Li2O计量，占18～24％；
氯氧化锆，以ZrO2计量，占2～6％；
硝酸锌，以ZnO计量，占7～11％；
硝酸铝，以Al2O3计量，占5～9％。
3.根据权利要求1或2所述的液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，其特征在于：所述的混合溶胶固含量为50～55％。
4.根据权利要求1所述的液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，其特征在于：在所述混合溶胶中依次加入N,N-二甲基甲酰胺和萘系减水剂，混合均匀，再加入磨料，进一步混合均匀，得到混合浆料。
5.根据权利要求4所述的液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，其特征在于：
所述N,N-二甲基甲酰胺的用量为所述混合溶胶体积的8～12％；
所述萘系减水剂的用量为磨料质量的0.2～0.8％；
所述磨料的用量占陶瓷结合剂砂轮质量的70～80％。
6.根据权利要求1所述的液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，其特征在于：所述的干燥采用常压阶梯加热干燥方式：在室温下自然干燥20～28h后，依次在45～55℃干燥2.5～3.5h、在55～65℃干燥1.5～2.5h、在65～75℃干燥1.5～2.5h、在75～85℃干燥0.5～2.5h、在95～105℃干燥0.5～1.5h、在115～125℃干燥0.5～1.5h，自然降温至30～40℃。
7.根据权利要求1所述的液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，其特征在于：所述的烧结采取阶梯升温烧结方式：
室温～220℃，升温速率为2～3℃/min，于220℃保温25～35min；
380℃～450℃，升温速率为2～3℃/min，于450℃保温25～35min；
450℃～620℃，升温速率为1.5～2.5℃/min，于620℃保温55～65min；
620℃～850℃，升温速率为1.5～2.0℃/min，于850℃保温115～125min；
随炉冷却至室温。
8.根据权利要求1所述的液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法，其特征在于：所述混合浆料在注模之前进行抽真空排除气泡处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610512404.8A CN106145946B (zh) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | 一种液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610512404.8A CN106145946B (zh) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | 一种液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106145946A true CN106145946A (zh) | 2016-11-23 |
| CN106145946B CN106145946B (zh) | 2019-01-01 |
Family
ID=57349717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610512404.8A Active CN106145946B (zh) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | 一种液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106145946B (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107674646A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-02-09 | 天津大学 | 一种宏观形貌可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料及其制备方法 |
| CN107685294A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-02-13 | 郑州博特硬质材料有限公司 | 一种陶瓷结合剂及其制备方法 |
| CN108081159A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 衢州学院 | 一种聚乙烯醇缩醛树脂磨具有机凝胶成型方法 |
| CN109129214A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-04 | 芜湖瑞德机械科技有限公司 | 耐磨pcd复合片结合剂及其制备方法 |
| CN110509198A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-29 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 一种内圆磨砂轮加工方法及预加工装置 |
| CN110759734A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-07 | 郑州伯利森新材料科技有限公司 | 一种单晶硅片背面减薄用砂轮及其制备方法 |
| CN111331526A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-06-26 | 中北大学 | 一种氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂cbn砂轮及其制备方法 |
| CN112123223A (zh) * | 2020-10-09 | 2020-12-25 | 河南工业大学 | 采用凝胶注模成型工艺制备高精密抛光陶瓷结合剂磨具的方法 |
| CN114211415A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-22 | 江苏华东砂轮有限公司 | 一种晶片精密减薄加工砂轮及其制备方法 |
| EP3814053A4 (en) * | 2018-06-29 | 2022-04-06 | Saint-gobain Abrasives, Inc | ABRASIVE ARTICLES AND FORMING METHOD THEREOF |
| EP3814052A4 (en) * | 2018-06-29 | 2022-07-13 | Saint-gobain Abrasives, Inc | ABRASIVE ARTICLES AND FORMING METHOD THEREOF |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101596745A (zh) * | 2009-07-15 | 2009-12-09 | 湖南大学 | 金刚石砂轮陶瓷结合剂及金刚石砂轮的制备方法 |
-
2016
- 2016-07-01 CN CN201610512404.8A patent/CN106145946B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101596745A (zh) * | 2009-07-15 | 2009-12-09 | 湖南大学 | 金刚石砂轮陶瓷结合剂及金刚石砂轮的制备方法 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107685294A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-02-13 | 郑州博特硬质材料有限公司 | 一种陶瓷结合剂及其制备方法 |
| CN107674646A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-02-09 | 天津大学 | 一种宏观形貌可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料及其制备方法 |
| CN108081159A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 衢州学院 | 一种聚乙烯醇缩醛树脂磨具有机凝胶成型方法 |
| CN108081159B (zh) * | 2017-12-13 | 2019-12-06 | 衢州学院 | 一种聚乙烯醇缩醛树脂磨具有机凝胶成型方法 |
| EP3814053A4 (en) * | 2018-06-29 | 2022-04-06 | Saint-gobain Abrasives, Inc | ABRASIVE ARTICLES AND FORMING METHOD THEREOF |
| US11999029B2 (en) | 2018-06-29 | 2024-06-04 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles and methods for forming same |
| EP3814052A4 (en) * | 2018-06-29 | 2022-07-13 | Saint-gobain Abrasives, Inc | ABRASIVE ARTICLES AND FORMING METHOD THEREOF |
| CN109129214A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-04 | 芜湖瑞德机械科技有限公司 | 耐磨pcd复合片结合剂及其制备方法 |
| CN110509198A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-29 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 一种内圆磨砂轮加工方法及预加工装置 |
| CN110759734A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-07 | 郑州伯利森新材料科技有限公司 | 一种单晶硅片背面减薄用砂轮及其制备方法 |
| CN110759734B (zh) * | 2019-10-31 | 2022-08-30 | 郑州伯利森新材料科技有限公司 | 一种单晶硅片背面减薄用砂轮及其制备方法 |
| CN111331526A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-06-26 | 中北大学 | 一种氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂cbn砂轮及其制备方法 |
| CN112123223A (zh) * | 2020-10-09 | 2020-12-25 | 河南工业大学 | 采用凝胶注模成型工艺制备高精密抛光陶瓷结合剂磨具的方法 |
| CN114211415A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-22 | 江苏华东砂轮有限公司 | 一种晶片精密减薄加工砂轮及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106145946B (zh) | 2019-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106145946B (zh) | 一种液相原料技术制备陶瓷结合剂砂轮的方法 | |
| CN103274674B (zh) | 一种干法球磨用氧化铝瓷球制备方法 | |
| CN103273434B (zh) | 一种超细金刚石陶瓷结合剂堆积磨料及其制备方法 | |
| WO2022127429A1 (zh) | 雾化芯用纳米多孔陶瓷及其制备方法 | |
| CN101460587B (zh) | 基于经熔融的球形刚玉的磨粒 | |
| TW200538237A (en) | Porous vitrified grinding wheel and method for production thereof | |
| WO2010121488A1 (zh) | 一种制备空心微珠的方法和装置 | |
| CN102725102A (zh) | 用于轧辊研磨的方法以及装置 | |
| CN104829218B (zh) | 一种双峰活性氧化铝微粉及其制备方法 | |
| CN109851376B (zh) | 一种锡槽底砖及其制备方法、用于制备锡槽底砖的组合物 | |
| CN104529506B (zh) | 一种复合天然多孔矿物陶瓷微珠的制备方法 | |
| CN108439987B (zh) | 一种3d成型制备孔径可控的碳化硅陶瓷的方法 | |
| Zhang et al. | Improvement of thermal stability of diamond by adding Ti powder during sintering of diamond/borosilicate glass composites | |
| CN107010964A (zh) | 一种增强超轻泡沫陶瓷坯体强度的方法 | |
| CN108101574A (zh) | 一种3d打印制备陶瓷多孔件的方法及陶瓷多孔件 | |
| CN110002893A (zh) | 一种陶瓷超滤膜的制备方法 | |
| CN107266025A (zh) | 一种陶瓷微珠研磨介质的制备方法 | |
| CN107685294A (zh) | 一种陶瓷结合剂及其制备方法 | |
| CN107904467A (zh) | 一种耐腐蚀陶瓷金属复合材料 | |
| CN111993297A (zh) | 一种陶瓷金属复合金刚石修整器的制备方法 | |
| CN113214790A (zh) | 一种空心氧化铝球基复合磨料及其制备方法、磨具 | |
| CN107584439B (zh) | 一种纳米金刚石磨具的制备方法 | |
| CN109551381A (zh) | 一种金属结合剂金刚石砂轮的加工工艺 | |
| CN205953917U (zh) | 一种制备超细水煤浆的耐磨研磨介质 | |
| CN104261821A (zh) | 一种超耐磨氧化锆陶瓷挤头的制造工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240515 Address after: Gate 1, No. 33-26 Punan Road, Shenbei New District, Shenyang City, Liaoning Province, 110164 Patentee after: Shenyang Younai Precision Grinding Materials Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: Yuelu District City, Hunan province 410082 Changsha Lushan Road No. 2 Patentee before: HUNAN University Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right |