CN111002234A - 一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮及其制造方法 - Google Patents

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周崇毅
张海涛
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Abstract

本发明公开了一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮及其制造方法，包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25—45质量份；三氧化二硼为15—25质量份；三氧化二铝为30—40质量份；二氧化硅为35—45质量份；氧化锂为10—20质量份。本发明是以优化后的陶瓷低温结合剂进行研发的，在原有低温结合剂组分中引入适量的Li2O成分，增强结合剂的高温浸润性，提高与磨料的反应能力，与传统陶瓷砂轮的烧成温度(烧成温度1330℃)相比，其烧制温度在870℃～980℃范围，大大降低了烧成温度，大幅节约能源和缩短烧成周期。

Description

一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮及其制造方法
技术领域
本发明涉及高速砂轮技术领域，具体为一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮及其制造方法。
背景技术
高速磨削加工是机械加工中不可缺少的加工方法，是工件表面质量提高和获取高精度几何尺寸的最主要的手段，是现代磨削的主要发展方向。我国陶瓷高速砂轮目前广泛运用的仍然是60m/s磨削速度，这一磨削速度与我国机床制造水平是一致的。
目前磨削技术中高速磨削无疑是最具代表性的磨削方式，也是磨削的发展方向，传统定义把具有等于或者高于45m/s磨削速度的砂轮称为高速砂轮，就我国的磨削加工技术以及我国磨床制造水平而言，60m/s高速砂轮已在广泛运用，但却已经不能够达到更好的效果，为此进行研制80m/s高速砂轮。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮及其制造方法，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮及其制造方法，包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25—45质量份；三氧化二硼为15—25质量份；三氧化二铝为30—40质量份；二氧化硅为35—45质量份；氧化锂为10—20质量份。
作为本发明的一种优选实施方式，所述的低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25质量份；三氧化二硼为15质量份；三氧化二铝为35质量份；二氧化硅为35质量份。
作为本发明的一种优选实施方式，所述的低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25质量份；三氧化二硼为15质量份；三氧化二铝为30质量份；二氧化硅为35质量份；氧化锂为15质量份。
作为本发明的一种优选实施方式，所述的低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，制造步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
b.待步骤a完成后，再将称取后的氧化钾、三氧化二硼、三氧化二铝、二氧化硅放入到混合器中进行混合，得到混合原料A；
c.待步骤b完成后，再向混合原料中添加氧化锂进行混合，得到混合原料B；
d.待步骤c完成后，再将混合原料A放入到熔炼炉中进行熔炼，然后再将熔炼后的液体放入到磨具中；
e.待步骤d完成后，再将磨具放入到煅烧炉中进行烧制，最后再将烧制好的砂轮进行冷却。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤b中混合器混合时的转速为1120r/min—1785r/min，混合时的温度为45-60℃，混合的时间为1.5h—2.5h。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤d中放入到熔炼炉中进行熔炼时的温度为980-1050℃。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤e中烧制的温度为870℃～980℃，烧制的时间为30h—40h。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明是以优化后的陶瓷低温结合剂进行研发的，在原有低温结合剂组分中引入适量的Li2O成分，增强结合剂的高温浸润性，提高与磨料的反应能力。
2.本发明与传统陶瓷砂轮的烧成温度(烧成温度1330℃)相比，其烧制温度在870℃～980℃范围，大大降低了烧成温度，大幅节约能源和缩短烧成周期。
3.本发明烧成曲线的优化：在烧成的保温段结束后曲线有一个短时的急降温过程，即从最高烧成温度900℃短时降至750℃，以使结合剂中生成更多的玻璃相和细小的晶粒尺寸。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明提供一种技术方案：一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮及其制造方法，包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25—45质量份；三氧化二硼为15—25质量份；三氧化二铝为30—40质量份；二氧化硅为35—45质量份；氧化锂为10—20质量份。
进一步，所述的低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25质量份；三氧化二硼为15质量份；三氧化二铝为35质量份；二氧化硅为35质量份。
进一步，所述的低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25质量份；三氧化二硼为15质量份；三氧化二铝为30质量份；二氧化硅为35质量份；氧化锂为15质量份。
进一步，所述的低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，制造步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
b.待步骤a完成后，再将称取后的氧化钾、三氧化二硼、三氧化二铝、二氧化硅放入到混合器中进行混合，得到混合原料A；
c.待步骤b完成后，再向混合原料中添加氧化锂进行混合，得到混合原料B；
d.待步骤c完成后，再将混合原料A放入到熔炼炉中进行熔炼，然后再将熔炼后的液体放入到磨具中；
e.待步骤d完成后，再将磨具放入到煅烧炉中进行烧制，最后再将烧制好的砂轮进行冷却。
进一步，所述步骤b中混合器混合时的转速为1120r/min—1785r/min，混合时的温度为45-60℃，混合的时间为1.5h—2.5h。
进一步，所述步骤d中放入到熔炼炉中进行熔炼时的温度为980-1050℃。
进一步，所述步骤e中烧制的温度为870℃～980℃，烧制的时间为30h—40h。
实施例一
所述的低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25质量份；三氧化二硼为15质量份；三氧化二铝为35质量份；二氧化硅为35质量份。
制造步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
b.待步骤a完成后，再将称取后的氧化钾、三氧化二硼、三氧化二铝、二氧化硅放入到混合器中进行混合，得到混合原料A；
c.待步骤b完成后，再向混合原料中添加氧化锂进行混合，得到混合原料B；
d.待步骤c完成后，再将混合原料A放入到熔炼炉中进行熔炼，然后再将熔炼后的液体放入到磨具中；
e.待步骤d完成后，再将磨具放入到煅烧炉中进行烧制，最后再将烧制好的砂轮进行冷却。
实施例二
所述的低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25质量份；三氧化二硼为15质量份；三氧化二铝为30质量份；二氧化硅为35质量份；氧化锂为15质量份。
制造步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
b.待步骤a完成后，再将称取后的氧化钾、三氧化二硼、三氧化二铝、二氧化硅放入到混合器中进行混合，得到混合原料A；
c.待步骤b完成后，再向混合原料中添加氧化锂进行混合，得到混合原料B；
d.待步骤c完成后，再将混合原料A放入到熔炼炉中进行熔炼，然后再将熔炼后的液体放入到磨具中；
e.待步骤d完成后，再将磨具放入到煅烧炉中进行烧制，最后再将烧制好的砂轮进行冷却。
传统高速砂轮数据参数表1如下：
测试项目 砂轮强度 烧制温度 能源消耗 烧成周期
参数指标 低 高 多 长
实施例一高速砂轮数据参数表2如下：
测试项目 砂轮强度 烧制温度 能源消耗 烧成周期
参数指标 一般 较高 一般 较长
实施例二高速砂轮数据参数表3如下：
测试项目 砂轮强度 烧制温度 能源消耗 烧成周期
参数指标 高 低 少 短
综上述，参照表1、表2和表3的数据对比得到，本发明是以优化后的陶瓷低温结合剂进行研发的，在原有低温结合剂组分中引入适量的Li2O成分，增强结合剂的高温浸润性，提高与磨料的反应能力，本发明与传统陶瓷砂轮的烧成温度(烧成温度1330℃)相比，其烧制温度在870℃～980℃范围，大大降低了烧成温度，大幅节约能源和缩短烧成周期，本发明烧成曲线的优化：在烧成的保温段结束后曲线有一个短时的急降温过程，即从最高烧成温度900℃短时降至750℃，以使结合剂中生成更多的玻璃相和细小的晶粒尺寸。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，其特征在于：包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25—45质量份；三氧化二硼为15—25质量份；三氧化二铝为30—40质量份；二氧化硅为35—45质量份；氧化锂为10—20质量份。
2.根据权利要求1所述的一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，其特征在于：包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25质量份；三氧化二硼为15质量份；三氧化二铝为35质量份；二氧化硅为35质量份。
3.根据权利要求1所述的一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，其特征在于：包括以下原料及其重量分数：氧化钾为25质量份；三氧化二硼为15质量份；三氧化二铝为30质量份；二氧化硅为35质量份；氧化锂为15质量份。
4.根据权利要求1所述的一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，其特征在于：加工步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
b.待步骤a完成后，再将称取后的氧化钾、三氧化二硼、三氧化二铝、二氧化硅放入到混合器中进行混合，得到混合原料A；
c.待步骤b完成后，再向混合原料中添加氧化锂进行混合，得到混合原料B；
d.待步骤c完成后，再将混合原料A放入到熔炼炉中进行熔炼，然后再将熔炼后的液体放入到磨具中；
e.待步骤d完成后，再将磨具放入到煅烧炉中进行烧制，最后再将烧制好的砂轮进行冷却。
5.根据权利要求4所述的一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，其特征在于：所述步骤b中混合器混合时的转速为1120r/min—1785r/min，混合时的温度为45-60℃，混合的时间为1.5h—2.5h。
6.根据权利要求4所述的一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，其特征在于：所述步骤d中放入到熔炼炉中进行熔炼时的温度为980-1050℃。
7.根据权利要求4所述的一种低温烧成陶瓷结合剂的普通磨料高速砂轮，其特征在于：所述步骤e中烧制的温度为870℃～980℃，烧制的时间为30h—40h。
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