CN110861008B - 利用提取磨料制备砂轮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提取陶瓷结合剂CBN砂轮中磨料的方法，将砂轮高温灼烧，再迅速降温，然后将砂轮放入球磨机中带水进行球磨，将粉末放入装有自制溶液的塑料瓶中，密封。用恒温振荡器进行震荡，再放入超声波清洗机中。纯水过滤成中性，然后，将粉末放入氢氧化钾溶液中，放入恒温振荡器中震荡。再放入超声波清洗机中清洗。纯水过滤呈中性。烘干。用分样筛分样。不同粒度分类收集。本发明提取周期短，提取效率高。不影响磨料的二次使用。

Description

利用提取磨料制备砂轮的方法
本发明为发明名称为一种提取陶瓷结合剂CBN砂轮中磨料的方法、申请日为2018年5月31日、申请号为2018105568175发明申请的分案申请，属于产品的制备方法。
技术领域
本发明涉及陶瓷结合剂CBN砂轮中磨料提取技术，该方法提取出的CBN磨料纯度高，晶型好，不影响二次使用。
背景技术
陶瓷结合剂CBN砂轮，以其优越的磨削性能，而被广泛使用。但在实际生产的过程，因为工艺的控制和产品稳定性不足，往往会造成很多的不良品。而陶瓷结合剂CBN砂轮中成本最高的就是CBN磨料，能把废品砂轮中的磨料提取出来，可以大大降低生产成本。在现有的技术中，经常用HF酸提取陶瓷结合剂CBN砂轮的磨料，但是实际操作时，单纯用HF酸提取磨料周期比较长，而且纯度也不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种提取陶瓷结合剂CBN砂轮中磨料的方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种提取陶瓷结合剂CBN砂轮中磨料的方法，包括以下步骤：
（1）陶瓷结合剂CBN砂轮经700℃～1000℃处理后放入水中急冷；然后带水球磨，再过筛，取筛下物烘干，得到固体物；
（2）将固体物加入强酸腐蚀液，于50℃～90℃下震荡，得到混合物；然后将混合物超声清洗后经纯水过滤至中性，再烘干得到粉末；
（3）将粉末加入碱液中，于50℃～90℃下震荡，得到混合体系；然后将混合体系超声清洗后经纯水过滤至中性，再烘干得到磨料。
本发明还公开了一种利用提取磨料制备砂轮的方法，包括以下步骤：
（1）陶瓷结合剂CBN砂轮经700℃～1000℃处理后放入水中急冷；然后带水球磨，再过筛，取筛下物烘干，得到固体物；
（2）将固体物加入强酸腐蚀液，于50℃～90℃下震荡，得到混合物；然后将混合物超声清洗后经纯水过滤至中性，再烘干得到粉末；
（3）将粉末加入碱液中，于50℃～90℃下震荡，得到混合体系；然后将混合体系超声清洗后经纯水过滤至中性，再烘干得到提取磨料；
（4）将提取磨料、陶瓷结合剂粉末、碳粉、树脂液放入容器中，再倒入丙酮，搅拌均匀；待丙酮完全挥发后，用60目的筛网过筛后压制成生坯，将生坯放入马弗炉中，以920℃保温2小时的流程进行烧结，出炉后修整得到利用提取磨料制备的砂轮。
上述技术方案中，步骤（1）中，带水球磨的时间为3～10分钟；筛为325#筛；烘干的温度为200℃～300℃。带水球磨可以防止破碎料附着在球上，影响破碎效果，烘干是为了去除水分，为了使加入强酸溶液时操作更为安全。
上述技术方案中，步骤（2）中，强酸腐蚀液包括氢氟酸、硝酸、硫酸、磷酸；优选的氢氟酸、硝酸、硫酸、磷酸的质量比为（1～40）∶（1～15）∶（1～20）∶（1～10），进一步优选的，强酸腐蚀液中，氢氟酸、硝酸、硫酸、磷酸的质量百分数分别为15%、10%、10%、20%，其余为水。优点在于硝酸和硫酸可以腐蚀陶瓷结合剂边缘产生的附着物，磷酸可以在腐蚀中起到缓释作用，保持溶液的PH值，维持溶液的酸性，加快溶液与陶瓷结合剂的反应速率。
上述技术方案中，步骤（2）中，震荡的时间为4～6小时，超声清洗的时间为2～3小时，烘干的温度为200℃～300℃。
上述技术方案中，步骤（3）中，震荡的时间为4～6小时，超声清洗的时间为2～3小时，烘干的温度为200℃～300℃。
上述技术方案中，步骤（3）中，碱液为氢氧化钾溶液，优选质量浓度为10%～30%的氢氧化钾水溶液。
上述技术方案中，步骤（4）中，提取磨料、陶瓷结合剂粉末、碳粉、树脂液的质量比为20∶5∶1∶1，陶瓷结合剂粉末、碳粉、树脂液都为现有常规产品。
本发明采用化腐蚀的方法来提取陶瓷结合剂砂轮中的CBN磨料，工艺流程为：将回收的砂轮700℃～1000℃高温灼烧，迅速放到冷水中，再将砂轮放入球磨机中带水进行球磨3～10分钟，将粉末用325#筛网过筛，200℃～300℃烘干。将粉末放入装有自制溶液的塑料瓶中，密封。用50℃～90℃恒温振荡器进行震荡4～6小时，再放入超声波清洗机中2～3小时。纯水过滤成中性，200℃～300℃烘干。将粉末放入浓度为10%～30%的氢氧化钾溶液中，放入50℃～90℃恒温振荡器中震荡4～6小时。再放入超声波清洗机中清洗2～3小时。纯水过滤呈中性。200℃～300℃烘干。用分样筛分样，不同粒度分类收集。
为解决现有技术不足，发明创造性的公开一种提取陶瓷结合剂CBN砂轮中磨料的方法，用自制的强酸腐蚀液可以很快的除掉CBN磨料以外的成份，按照工艺流程操作可以在不影响陶瓷结合剂CBN磨料性能的情况下，可以把CBN磨料高效提取出来。
由于上述技术方案运用，本发明具有下列优点：
1、本发明提取成本低，提取周期比较短。
2、本发明在不影响磨料性质的情况下，磨料提取率能达80%。
3、本发明不影响CBN磨料的二次使用。
附图说明
图1是新CBN磨料样品图；
图2是提取出的CBN磨料图。
具体实施方式
下面对本发明专利做进一步描述：
实施例一
一种提取陶瓷结合剂CBN砂轮中磨料的方法，包括以下步骤：
（1）将砂轮放入真空烧结炉，以5℃/min升温速度升到800℃保温2小时。
（2）将砂轮放入球磨机中带水进行球磨5分钟，转速60转/分，将粉末用325#筛网过筛，250℃烘干。
（3）将粉末放入装有自制强酸腐蚀液的塑料瓶中，密封。用60℃恒温振荡器进行震荡5小时，再放入频率为30kHZ超声波清洗机中2小时。频率为30KHz，再将粉末用纯水过滤成中性，280℃烘干。
按质量百分数，强酸腐蚀液包括15%的氢氟酸、10%的硝酸、10%的硫酸、20%的磷酸，其余为水。
（4）将粉末放入浓度为20wt%的氢氧化钾水溶液中，放入70℃恒温振荡器中震荡5小时。再放入频率为频率30kHZ超声波清洗机中清洗3小时，再将粉末用纯水过滤呈中性，240℃烘干。
完成陶瓷结合剂CBN砂轮中磨料的提取。
（5）用分样筛分样，不同粒度分类收集。
图1是新CBN磨料样品图；图2是上述方法提取出的CBN磨料图。对比图一和图二，可以看出所未使用磨料和提取磨料颗粒外观均为黑色的单晶，而且晶体多棱角，晶体粒径都在105μm-125μm范围之间，两种磨料外观并无差别。
实施例二
用提取出的磨料与新磨料做成砂轮进行性能进行对比。
以CBN磨料、陶瓷结合剂粉末、碳粉、树脂液质量之比为20:5:1:1的量进行称料，将其放入烧杯中。再往烧杯中倒入一定量的丙酮溶液，搅拌均匀。待丙酮溶液完全挥发后。用60目的筛网过筛装盒待用。用模具将装盒的料以ρ＝2.3的成型密度压制成φ28×23×φ14的圆环形状的生坯，将生坯放入马弗炉中，以920℃保温2小时的流程进行烧结。出炉后修整到图纸尺寸即可；其中陶瓷结合剂粉末、碳粉、树脂液都为现有常规产品。砂轮使用对比数据如表1。
Figure 379391DEST_PATH_IMAGE001
从对比数据可以看出提取磨料做成的砂轮无论在硬度、粗糙度、圆度、寿命，均与新磨料近似，因此提取磨料与新磨料具有相同的品质。不影响CBN磨料的二次使用。
对比例一
一种提取陶瓷结合剂CBN砂轮中磨料的方法，包括以下步骤：
（1）将砂轮放入真空烧结炉，以5℃/min升温速度升到800℃保温2小时。
（2）将砂轮放入球磨机中带水进行球磨5分钟，转速60转/分，将粉末用325#筛网过筛，250℃烘干。
（3）将粉末放入装有质量百分数为20%的氢氟酸水溶液的塑料瓶中，密封。用60℃恒温振荡器进行震荡15小时，再放入频率为30kHZ超声波清洗机中2小时。频率为30KHz，再将粉末用纯水过滤成中性，280℃烘干。
（4）将粉末放入浓度为20wt%的氢氧化钾水溶液中，放入70℃恒温振荡器中震荡5小时。再放入频率为频率30kHZ超声波清洗机中清洗3小时，再将粉末用纯水过滤呈中性，240℃烘干。
完成陶瓷结合剂CBN砂轮中磨料的提取。
根据实施例一的方法制备砂轮，硬度81、粗糙度0.81、圆1.0度、寿命6486，与新磨料相差太大。

Claims (4)

1.一种利用提取磨料制备砂轮的方法，包括以下步骤：
（1）陶瓷结合剂CBN砂轮经700℃～1000℃处理后放入水中急冷；然后带水球磨，再过筛，取筛下物烘干，得到固体物；
（2）将固体物加入强酸腐蚀液，于50℃～90℃下震荡，得到混合物；然后将混合物超声清洗后经纯水过滤至中性，再烘干得到粉末；
（3）将粉末加入碱液中，于50℃～90℃下震荡，得到混合体系；然后将混合体系超声清洗后经纯水过滤至中性，再烘干得到提取磨料；
（4）将提取磨料、陶瓷结合剂粉末、碳粉、树脂液放入容器中，再倒入丙酮，搅拌均匀；待丙酮完全挥发后，用60目的筛网过筛后压制成生坯，将生坯放入马弗炉中，以920℃保温2小时的流程进行烧结，出炉后修整得到利用提取磨料制备的砂轮；
步骤（1）中，带水球磨的时间为3～10分钟；筛为325#筛；烘干的温度为200℃～300℃；
步骤（2）中，强酸腐蚀液包括氢氟酸、硝酸、硫酸、磷酸，氢氟酸、硝酸、硫酸、磷酸的质量比为（1～40）∶（1～15）∶（1～20）∶（1～10）；
步骤（4）中，提取磨料、陶瓷结合剂粉末、碳粉、树脂液的质量比为20∶5∶1∶1。
2.根据权利要求1所述利用提取磨料制备砂轮的方法，其特征在于，步骤（2）中，震荡的时间为4～6小时，超声清洗的时间为2～3小时，烘干的温度为200℃～300℃。
3.根据权利要求1所述利用提取磨料制备砂轮的方法，其特征在于，步骤（3）中，震荡的时间为4～6小时，超声清洗的时间为2～3小时，烘干的温度为200℃～300℃。
4.根据权利要求1所述利用提取磨料制备砂轮的方法，其特征在于，步骤（3）中，碱液为氢氧化钾溶液。
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