CN106493831A - 一种耐磨陶瓷磨砂轮的制备方法 - Google Patents

一种耐磨陶瓷磨砂轮的制备方法 Download PDF

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宋豪
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Abstract

本发明涉及一种耐磨陶瓷磨砂轮的制备方法，属于磨具技术领域。本发明将拟薄水铝石、柠檬酸三铵溶液等混合后加入氧化铝晶须，制得氧化铝溶胶，经喷雾造粒、煅烧制得陶瓷磨料，再以二氧化硅，氧化硼，氧化铝，氧化钠，氧化钙为原料，熔融混合后粉碎球磨成粉，制得结合剂，最后将陶瓷磨料，结合剂，与酚醛树脂装入模具中热压成型，固化后制得耐磨陶瓷磨砂轮。本发明制备的耐磨陶瓷磨砂轮，耐磨性好，且在使用过程中，磨粒表面层被磨钝的微小晶粒在磨削力的作用下从磨粒上脱落时，不断暴露出新的锋利的磨削刃，使磨粒始终处于锋利状态，延长使用寿命，有效提高生产效率。

Description

一种耐磨陶瓷磨砂轮的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐磨陶瓷磨砂轮的制备方法，属于磨具技术领域。
背景技术
树脂薄片切割砂轮是磨具产品中最常见的品种之一。它是以树脂为粘结剂，将松散的磨料粘结起来，固结成厚度为l～5mm或更薄的薄片切割砂轮。树脂切割砂轮主要应用于冶金工业的钢棒、钢管、扁钢、角铁、槽钢、钢轨、钢板等金属材料的切割加工；半导体行业的硅、锗、蓝宝石、铁索体、石墨、陶瓷、石英等金属和非金属材料的精密开槽或切断加工以及建筑材料工业、化学工业、航空航天工业、机械工业、汽车工业、船舶工业的金属材料和非金属材料的切割加工。
传统的树脂砂轮不能用于干磨，干磨时发热量大，树脂很快被烧坏，金刚石未发挥作用即脱落。在使用过程中磨损非常的快，研磨材料消耗量很大，产生粉尘也非常大，不利于生产环境，且生产加工难度大，加工一个工件重复研磨耗时1分钟左右，生产效率非常低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对加工过程中砂轮磨损过快，生产效率低的问题，本发明提供了一种耐磨陶瓷磨砂轮的制备方法，本发明将拟薄水铝石、柠檬酸三铵溶液等混合后加入氧化铝晶须，制得氧化铝溶胶，经喷雾造粒、煅烧制得陶瓷磨料，再以二氧化硅，氧化硼，氧化铝，氧化钠，氧化钙为原料，熔融混合后粉碎球磨成粉，制得结合剂，最后将陶瓷磨料，结合剂，与酚醛树脂装入模具中热压成型，固化后制得耐磨陶瓷磨砂轮。本发明制备的耐磨陶瓷磨砂轮，耐磨性好，且在使用过程中，磨粒表面层被磨钝的微小晶粒在磨削力的作用下从磨粒上脱落时，不断暴露出新的锋利的磨削刃，使磨粒始终处于锋利状态，延长使用寿命，有效提高生产效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取32~35g拟薄水铝石，加入64~70mL质量分数为0.3%柠檬酸三铵溶液中，以400~500r/min搅拌混合20~30min，再加入12~15mL质量分数为10%硝酸溶液，在70~80℃恒温水浴下，静置10~15min，再加入3~5g氧化铝晶须，继续搅拌1~2h，得氧化铝溶胶；
（2）将上述氧化铝溶胶装入喷雾干燥器中喷雾造粒，控制喷雾气体压力为0.3~0.4MPa，干燥器温度为180~200℃，得球形氧化铝凝胶颗粒，随后将球形氧化铝凝胶颗粒置于电阻炉中，在1000~1200℃下煅烧2~3h，冷却至室温后出料，得陶瓷磨料，备用；
（3）称取50~52g二氧化硅，2.5~3.0g氧化硼，35~37g氧化铝，5~6g氧化钠，3.6~4.0g氧化钙，装入混料机中混匀后转入熔块炉中，加热至1200~1300℃熔融1~2h，随后冷却至室温出料，得混合物料，将混合物料加入粉碎机中粉碎，过60目筛，再将过筛后的混合物料粉末装入球磨机中球磨40~50min，得低温陶瓷结合剂；
（4）按重量份数计，称取25~30份步骤（2）制备的陶瓷磨料，45~48份酚醛树脂，28~30份上述低温陶瓷结合剂，装入混料机中混料15~30min，随后装入模具中，并置于热压机中，在180~240℃下，以5~12MPa压力压制成型，脱模得砂轮坯，将砂轮坯放入烘箱中，在210~220℃下固化3~5h后，冷却至室温，得耐磨陶瓷磨砂轮。
本发明的应用方法是：在准力油压平面磨床上，使用本发明制备的耐磨陶瓷磨砂轮进行磨削加工，生产效率提高25~30%，耐热性提高10~12%，砂轮寿命延长至360~400件/片。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明制备的耐磨陶瓷磨砂轮耐磨性能好，可延长使用寿命，有效提高生产效率；
（2）本发明制备的耐磨陶瓷磨砂轮，成分均匀，性能稳定性好，且制备工艺简单，方便。
具体实施方式
称取32~35g拟薄水铝石，加入64~70mL质量分数为0.3%柠檬酸三铵溶液中，以400~500r/min搅拌混合20~30min，再加入12~15mL质量分数为10%硝酸溶液，在70~80℃恒温水浴下，静置10~15min，再加入3~5g氧化铝晶须，继续搅拌1~2h，得氧化铝溶胶；将上述氧化铝溶胶装入喷雾干燥器中喷雾造粒，控制喷雾气体压力为0.3~0.4MPa，干燥器温度为180~200℃，得球形氧化铝凝胶颗粒，随后将球形氧化铝凝胶颗粒置于电阻炉中，在1000~1200℃下煅烧2~3h，冷却至室温后出料，得陶瓷磨料；称取50~52g二氧化硅，2.5~3.0g氧化硼，35~37g氧化铝，5~6g氧化钠，3.6~4.0g氧化钙，装入混料机中混匀后转入熔块炉中，加热至1200~1300℃熔融1~2h，随后冷却至室温出料，得混合物料，将混合物料加入粉碎机中粉碎，过60目筛，再将过筛后的混合物料粉末装入球磨机中球磨40~50min，得低温陶瓷结合剂；按重量份数计，称取25~30份步骤（2）制备的陶瓷磨料，45~48份酚醛树脂，28~30份上述低温陶瓷结合剂，装入混料机中混料15~30min，随后装入模具中，并置于热压机中，在180~240℃下，以5~12MPa压力压制成型，脱模得砂轮坯，将砂轮坯放入烘箱中，在210~220℃下固化3~5h后，冷却至室温，得耐磨陶瓷磨砂轮。
实例1
称取32g拟薄水铝石，加入64mL质量分数为0.3%柠檬酸三铵溶液中，以400r/min搅拌混合20min，再加入12mL质量分数为10%硝酸溶液，在70℃恒温水浴下，静置10min，再加入3g氧化铝晶须，继续搅拌1h，得氧化铝溶胶；将上述氧化铝溶胶装入喷雾干燥器中喷雾造粒，控制喷雾气体压力为0.3MPa，干燥器温度为180℃，得球形氧化铝凝胶颗粒，随后将球形氧化铝凝胶颗粒置于电阻炉中，在1000℃下煅烧2h，冷却至室温后出料，得陶瓷磨料；称取50g二氧化硅，2.5g氧化硼，35g氧化铝，5g氧化钠，3.6g氧化钙，装入混料机中混匀后转入熔块炉中，加热至1200℃熔融1h，随后冷却至室温出料，得混合物料，将混合物料加入粉碎机中粉碎，过60目筛，再将过筛后的混合物料粉末装入球磨机中球磨40min，得低温陶瓷结合剂；按重量份数计，称取25份步骤（2）制备的陶瓷磨料，45份酚醛树脂，28份上述低温陶瓷结合剂，装入混料机中混料15min，随后装入模具中，并置于热压机中，在180℃下，以5MPa压力压制成型，脱模得砂轮坯，将砂轮坯放入烘箱中，在210℃下固化3h后，冷却至室温，得耐磨陶瓷磨砂轮。
本发明的应用方法是：在准力油压平面磨床上，使用本发明制备的耐磨陶瓷磨砂轮进行磨削加工，生产效率提高25%，耐热性提高10%，砂轮寿命延长至360件/片。
实例2
称取33g拟薄水铝石，加入66mL质量分数为0.3%柠檬酸三铵溶液中，以450r/min搅拌混合25min，再加入13mL质量分数为10%硝酸溶液，在75℃恒温水浴下，静置12min，再加入4g氧化铝晶须，继续搅拌1.5h，得氧化铝溶胶；将上述氧化铝溶胶装入喷雾干燥器中喷雾造粒，控制喷雾气体压力为0.3MPa，干燥器温度为190℃，得球形氧化铝凝胶颗粒，随后将球形氧化铝凝胶颗粒置于电阻炉中，在1100℃下煅烧2.5h，冷却至室温后出料，得陶瓷磨料；称取51g二氧化硅，2.8g氧化硼，36g氧化铝，5.5g氧化钠，3.8g氧化钙，装入混料机中混匀后转入熔块炉中，加热至1250℃熔融1.5h，随后冷却至室温出料，得混合物料，将混合物料加入粉碎机中粉碎，过60目筛，再将过筛后的混合物料粉末装入球磨机中球磨45min，得低温陶瓷结合剂；按重量份数计，称取28份步骤（2）制备的陶瓷磨料，46份酚醛树脂，29份上述低温陶瓷结合剂，装入混料机中混料20min，随后装入模具中，并置于热压机中，在200℃下，以8MPa压力压制成型，脱模得砂轮坯，将砂轮坯放入烘箱中，在215℃下固化4h后，冷却至室温，得耐磨陶瓷磨砂轮。
本发明的应用方法是：在准力油压平面磨床上，使用本发明制备的耐磨陶瓷磨砂轮进行磨削加工，生产效率提高28%，耐热性提高11%，砂轮寿命延长至380件/片。
实例3
称取35g拟薄水铝石，加入70mL质量分数为0.3%柠檬酸三铵溶液中，以500r/min搅拌混合30min，再加入15mL质量分数为10%硝酸溶液，在80℃恒温水浴下，静置15min，再加入5g氧化铝晶须，继续搅拌2h，得氧化铝溶胶；将上述氧化铝溶胶装入喷雾干燥器中喷雾造粒，控制喷雾气体压力为0.4MPa，干燥器温度为200℃，得球形氧化铝凝胶颗粒，随后将球形氧化铝凝胶颗粒置于电阻炉中，在1200℃下煅烧3h，冷却至室温后出料，得陶瓷磨料；称取52g二氧化硅， 3.0g氧化硼，37g氧化铝，6g氧化钠，4.0g氧化钙，装入混料机中混匀后转入熔块炉中，加热至1300℃熔融2h，随后冷却至室温出料，得混合物料，将混合物料加入粉碎机中粉碎，过60目筛，再将过筛后的混合物料粉末装入球磨机中球磨50min，得低温陶瓷结合剂；按重量份数计，称取30份步骤（2）制备的陶瓷磨料，48份酚醛树脂，30份上述低温陶瓷结合剂，装入混料机中混料30min，随后装入模具中，并置于热压机中，在240℃下，以12MPa压力压制成型，脱模得砂轮坯，将砂轮坯放入烘箱中，在220℃下固化5h后，冷却至室温，得耐磨陶瓷磨砂轮。
本发明的应用方法是：在准力油压平面磨床上，使用本发明制备的耐磨陶瓷磨砂轮进行磨削加工，生产效率提高30%，耐热性提高12%，砂轮寿命延长至400件/片。

Claims (1)

1.一种耐磨陶瓷磨砂轮的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取32~35g拟薄水铝石，加入64~70mL质量分数为0.3%柠檬酸三铵溶液中，以400~500r/min搅拌混合20~30min，再加入12~15mL质量分数为10%硝酸溶液，在70~80℃恒温水浴下，静置10~15min，再加入3~5g氧化铝晶须，继续搅拌1~2h，得氧化铝溶胶；
（2）将上述氧化铝溶胶装入喷雾干燥器中喷雾造粒，控制喷雾气体压力为0.3~0.4MPa，干燥器温度为180~200℃，得球形氧化铝凝胶颗粒，随后将球形氧化铝凝胶颗粒置于电阻炉中，在1000~1200℃下煅烧2~3h，冷却至室温后出料，得陶瓷磨料，备用；
（3）称取50~52g二氧化硅，2.5~3.0g氧化硼，35~37g氧化铝，5~6g氧化钠，3.6~4.0g氧化钙，装入混料机中混匀后转入熔块炉中，加热至1200~1300℃熔融1~2h，随后冷却至室温出料，得混合物料，将混合物料加入粉碎机中粉碎，过60目筛，再将过筛后的混合物料粉末装入球磨机中球磨40~50min，得低温陶瓷结合剂；
（4）按重量份数计，称取25~30份步骤（2）制备的陶瓷磨料，45~48份酚醛树脂，28~30份上述低温陶瓷结合剂，装入混料机中混料15~30min，随后装入模具中，并置于热压机中，在180~240℃下，以5~12MPa压力压制成型，脱模得砂轮坯，将砂轮坯放入烘箱中，在210~220℃下固化3~5h后，冷却至室温，得耐磨陶瓷磨砂轮。
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