CN117428688A - 一种cbn砂轮陶瓷结合剂及制备方法 - Google Patents

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CN117428688A CN202311464784.9A CN202311464784A CN117428688A CN 117428688 A CN117428688 A CN 117428688A CN 202311464784 A CN202311464784 A CN 202311464784A CN 117428688 A CN117428688 A CN 117428688A
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Abstract

本发明公开了一种CBN砂轮陶瓷结合剂及制备方法，包括以下步骤：1将石英粉、氢氧化铝、硼酸、纯碱、碳酸锂、碳酸钙、氧化镁、硅酸锆、氧化锌和碳酸钡混合均匀，形成配合料；将配合料放入坩埚中，再将坩埚放入坩埚炉中，进行烧制与保温，完成后得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；将陶瓷结合剂碎块放入球磨机中进行球磨，得到结合剂浆料并筛选，将筛选后的结合剂浆料放入烘干箱内进行烘干，得到烘干结合剂料块；将烘干结合剂料块放入球磨机进行球磨，得到结合剂粉末并过筛网，最终获得结合剂粉。本发明具有工艺简单，降低生产成本，结合剂耐火度低的特点。

Description

一种CBN砂轮陶瓷结合剂及制备方法
技术领域
本发明涉及超硬磨具技术领域，具体涉及一种CBN砂轮陶瓷结合剂及制备方法。
背景技术
CBN磨具磨削是磨加工领域中的高新技术，其中陶瓷CBN砂轮是当代磨具产品发展的一个重要方向。目前,这种高效高精磨削技术在高硬度金属材料打磨领域正快速扩展，在机床、工具、模具、轴承等其它许多应用领域也在不断扩展。考虑到CBN磨料的热稳定性，陶瓷CBN砂轮的烧结温度以不超过900℃为宜，而降低CBN砂轮烧结温度的关键因素就是陶瓷结合剂的耐火度，否则会影响磨料强度，降低砂轮的使用性能。
CN10400225A(湖南大学.一种可精确调控硬度衰减数值的陶瓷结合剂CBN砂轮的制备方法:中国,CN10400225A[P].2014-06-10.)介绍了一种可精确调控硬度衰减数值的陶瓷结合剂CBN砂轮的制备方法。按重量百分比将16-20％硼酸、9％碳酸钠、5％碳酸钾、8％氧化铝、4％二氧化钛、54-58％二氧化硅进行预处理；熔炼结合剂；破碎结合剂；球磨结合剂；按重量百分比将15-23％结合剂粉末、72-80％CBN磨料、3％黄糊精粉和2％去离子水倒入磨坛中球磨制备砂轮成型料；砂轮加压干燥成型；烧结砂轮；配制缓冲溶液；利用缓冲溶液调控砂轮硬度制得可精确调控硬度衰减数值的陶瓷结合剂CBN砂轮。本发明使所制备陶瓷CBN砂轮的硬度精确可控，获得不同硬度的适用于磨削不同材质的陶瓷CBN砂轮，提高陶瓷CBN砂轮的磨削性能。但是此方法熔制温度高，工艺复杂，生产效率低，并不适合企业批量生产。
CN201310529215.8(乔卫东.制造陶瓷CBN砂轮的结合剂:中国,CN201310529215.8[P].2014-06-10.)介绍了一种制造陶瓷CBN砂轮的结合剂及其制备方法，其改进之处在于所述结合剂其基础配方由下列各组分制成，按重量份数比为：长石30-40份，粘土10-20份，膨润土10-20份，硼玻璃15-25份，萤石8-12份，石英粉4-6份；以基础配方为100％，加入氧化钛5-10％，冰晶石6-8％，碳酸锂8-12％。混合、球磨后进行煅烧，采用分段逐步加温和保温，由常温加温至1350℃，煅烧时间为36小时。本发明有效降低了结合剂的耐火度，提高了抗折强度，使热膨胀系数为与CBN磨料相匹配，所制作的砂轮具有耐热性好、强度高、自锐性好、磨削效率高、成品率高等优点，且不易堵塞和烧伤工件，综合磨削成本低。但是此方法，采用的是矿石原料会引入杂质，生产的砂轮结合剂品质不稳定，影响磨砂轮合格率和使用寿命。
CN200710057009.6(李志宏刘春久.立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂:中国,CN200710057009.6[P].207-09-19.)介绍了一种立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂。其特征是组成为(按重量份数计)：SiO2：45-70份；Al2O3：5-25份B2O3：1-15份、Na2O：2-12份、Li2O：2-12份、ZrO2：1-10份、P2O5：1-10份、BaO：1-10份，经熔炼研磨的粉末。技术指标达到：耐火度为740℃,抗折强度为85Mpa，热膨胀系数为3.8×10—6与CBN的热膨胀系数3.5×10—6相匹配。使立方氮化硼砂轮满足高速运转条件，提高磨削性能和延长砂轮的使用寿命。但是此方法，通过加入大量的碳酸锂，达到降低熔制温度，提高结合剂的把持力和磨砂轮的使用寿命。目前碳酸锂价格非常昂贵，这样增加了原料成本，压缩了企业利润。
CN201811288314.0(燕山大学.一种陶瓷结合剂及其制备方法与在CBN砂轮中的应用:中国,CN 201811288314.0[P].2018-10-31.)介绍了一种陶瓷结合剂及其制备方法与在CBN砂轮中的应用。陶瓷结合剂由如下重量份数计的组分制备而成：41.0-44.5份的石英、4.0-5.5份的氧化铝、19.0-21.0份的硼酸、3.0-5.0份的氧化锌、6.0-8.0份的碳酸锂、2.5-3.5份的碳酸钠、15.0-17.5份的碳酸钡、2.0-3.5份的碳酸锶。虽然该陶瓷结合剂对CBN磨粒进行很好的润湿包覆,增加结合剂对磨粒的把持力、提高结合剂的强度。但是该方法陶瓷结合剂的熔制温度熔制温度为约为1430℃熔炼成本高，陶瓷结合剂的耐火度较高会损伤CBN磨料。虽然该陶瓷结合剂对CBN磨粒有较好的润湿包覆,对磨粒有较好把持力、较高的强度。该方法是通过使用较大量的6.0～8份碳酸锂来降低熔制时的温度，降低结合剂的膨胀系数，提高结合剂的强度。而且目前碳酸锂价格非常昂贵，这样增加了原料成本。
CN201510733425.8(李变晓周涛付燕军.一种金属陶瓷结合剂及其制备方法，CBN砂轮及其制备方法:中国,CN 201510733425.8[P].2015-11-03.)介绍了一种金属陶瓷结合剂及其制备方法，CBN砂轮及其制备方法。该金属陶瓷结合剂，由质量分数为75-92％的陶瓷成分和8-25％的金属成分组成；所述陶瓷成分由以下质量分数的组分组成：SiO2：40-65％，B2O3：8-35％，Al2O3：6-20％，Na2O：5-18％，CaO：0.5-5％，K2O：3-10％，MgO：0.5-2％，TiO2：2-6％；所述金属成分由以下质量分数的组分组成：Cu：55-80％，Sn：15-30％，Ni：5-20％。该金属陶瓷结合剂，虽然可用作CBN砂轮的结合剂，解决陶瓷CBN砂轮在磨削过程中工件表面粗糙度大，易形成振纹、抗冲击性能差等缺陷，但是该方法没有使用碳酸锂，结合剂把持力弱，使用寿命短并不适合长时间工作。
CN100478307C公开了一种用于立方氮化硼砂轮的陶瓷金属复合结合剂，该结合剂由以下重量百分比原料组成：SiO2：45-50％、Al2O3：20-25％、K2O：6-8.5％、Na2O：2.5-6.5％、BaO：4-9％、Cu：2-6％、Sn：0.5-1.5％、Zn：0.3-1％，使用该结合剂的CBN砂轮的加工精度、形状保持性和砂轮的使用寿命，都得到了进一步提升。但是在磨削过程中砂轮易形成振纹，崩口等缺陷，更不适合磨削加工一些硬而脆的材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CBN砂轮陶瓷结合剂及制备方法，本方法具有工艺操作简单，降低生产成本的特点，本发明获得的结合剂具有耐火度低的特点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为一种CBN砂轮陶瓷结合剂及制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按重量百分比为：石英粉40-50％、氢氧化铝5-10％、硼酸20-25％、纯碱10-15％、碳酸锂1-3％、碳酸钙7-10％、氧化镁1-3％、硅酸锆1-3％、氧化锌1-3％和碳酸钡1-3％，将上述原料混合均匀，形成配合料；
步骤二，将步骤一获得的配合料放入坩埚炉以5℃/min的升温速率温度升至1300-1380℃进行烧制后保温，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将步骤二获得的陶瓷结合剂碎块按质量比为球：料：水＝3:2:1，进行球磨得到粒度小于5μm的结合剂浆料，再将结合剂浆料放入烘干箱内进行烘干，得到结合剂料块；
步骤四，将步骤三获得的结合剂料块按质量比为球：料＝2:1，进行球磨得到结合剂粉末并过筛网，最终获得结合剂粉。
所述步骤二中的配合料在埚炉中的填充容积比为6:7。
所述步骤二中的烧制时间为5-7h。
所述步骤二中的保温时间为40-70min。
所述步骤三中的球磨采用的是星型球磨机刚玉罐，球磨时间为150-180min。
所述步骤三中的烘干箱干燥温度为95℃，使结合剂料块水分含量为0.1-0.4％。
所述步骤四中的球磨采用的是滚轮球磨机橡胶球磨罐，磨球为玛瑙球，球磨时间为4h。
所述步骤四中的筛网使用120#筛网。
按以上制备方法获得的CBN砂轮陶瓷结合剂，其结合剂耐火度为820-890℃。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本发明所用的原料混合均匀后可以直接进行烧制，工艺操作简单，适合工业生产；
(2)本发明在烧制时控制炉内温度，由于降低了烧制时的温度并且控制碳酸锂的加入量，可以有效降低生产成本；
(3)本发明制备得到的结合剂由于添加了碳酸锂，能降低结合剂的热膨胀系数，并通过一定条件的筛选得到耐火度低的结合剂，而CBN砂轮烧结温度不宜超过900℃，因此在本结合剂在后续使用时不会影响磨料强度。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明采用熔点更低的氢氧化铝代替氧化铝，同时只需要使用1～3％的碳酸锂就能达到降低熔制温度(1300℃-1380℃)，降低耐火度和膨胀系数的目的，能有效降低生产成本。
(2)本发明采用5～10％的氢氧化铝来制备陶瓷结合剂，铝元素含量的提高能有效提升制备的CBN砂轮陶瓷结合剂的结合强度。
本发明通过提高碳酸钠的使用量，降低结合剂的高温粘度从而降低结合剂熔制温度；通过提高了硼酸的使用量，对结合剂高温熔制时更好的助熔作用，同时还能降低玻璃的膨胀系数，提高其结合剂的力学性能；通过使用熔制温度更低的氢氧化铝来代替氧化铝，来降低熔制的温度，同时提高铝元素的含量有助于提高结合剂的化学稳定性，热稳定性，机械强度和硬度有利于提升沙轮结合剂的结合强度；通过特别引入7.0～10.0份的碳酸钙使结合剂中起到稳定性提高，增强了结合剂的化学稳定性和强度；特别引入1.0～3.0份氧化镁，可以减缓结合剂的硬化速度，改善结合剂的成型性能，增加结合剂的高温粘度，提高结合剂的化学稳定性和强度；特别引入1.0～3.0份硅酸锆，来提高结合剂的粘度和硬度，弹性，提高化学稳定性，有利于提升剂合剂使用时的结合性能。因此我们的配方只需要用1.0～3.0份少量的碳酸锂的就可以制得润湿包覆性好,对磨粒的把持力好、强度高的结合剂。降低了价格昂贵碳酸锂的使用量，节省的企业的原材料和生产的成本，提高了企业利润。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1提供了一种CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，
步骤一，按重量份数比为石英粉40％、氢氧化铝9％、硼酸24％、纯碱11％、碳酸锂1％、碳酸钙8％、氧化镁2％、硅酸锆3％、氧化锌1％、碳酸钡1％，将上述原料放入自动混料机内混合，均匀度大于98％，形成配合料；
步骤二，将配合料放入容积700ml的坩埚中，配合料的体积与坩埚容积的比为6:7，在将坩埚放入坩埚炉中，坩埚炉以5℃/min的升温速率将炉内温度升至1300℃，烧制5h后保温40min，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将陶瓷结合剂碎块放入星型球磨机刚玉罐中按质量比球：料：水＝3:2:1，球磨150min得到粒度小于5μm的结合剂浆料，将其放入烘干箱中，干燥温度95℃，得到水分含量为0.1-0.4％的结合剂料块；
步骤四，将结合剂料块放入容积为5L的滚轮球磨机橡胶球磨罐中按质量比球：料＝2:1，加入玛瑙球，球磨4h，得到结合剂粉末并过120#筛网，最终获得结合剂粉。
结合剂性能检测：
1)通过CJY-1400影像式烧结点试验仪测得其耐火度为820℃。
2)通过高温卧式膨胀仪测得其膨胀系数为7.2×10-6。
3)通过抗折强度仪测得其抗折强度为80Mpa。
实施例2提供了一种CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，
步骤一，按重量份数比为石英粉43％、氢氧化铝9％、硼酸20％、纯碱11％、碳酸锂1.5％、碳酸钙9％、氧化镁1.5％、硅酸锆3％、氧化锌1％、碳酸钡1％，将上述原料放入自动混料机内混合，均匀度大于98％，形成配合料；
步骤二，将配合料放入容积700ml的坩埚中，配合料的体积与坩埚容积的比为6:7，在将坩埚放入坩埚炉中，坩埚炉以5℃/min的升温速率将炉内温度升至1320℃，烧制5.5h后保温45min，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将陶瓷结合剂碎块放入星型球磨机刚玉罐中按质量比球：料：水＝3:2:1，球磨180min得到粒度小于5μm的结合剂浆料，将其放入烘干箱中，干燥温度95℃，得到水分含量为0.1-0.4％的结合剂料块；
步骤四，将结合剂料块放入容积为5L的滚轮球磨机橡胶球磨罐中按质量比球：料＝2:1，加入玛瑙球，球磨4h，得到结合剂粉末并过120#筛网，最终获得结合剂粉。
结合剂性能检测：
1)通过CJY-1400影像式烧结点试验仪测得其耐火度为830℃。
2)通过高温卧式膨胀仪测得其膨胀系数为7.0×10-6。
3)通过抗折强度仪测得其抗折强度为82Mpa。
实施例3提供了一种CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，
步骤一，按重量份数比为石英粉45％、氢氧化铝8％、硼酸22％、纯碱10％、碳酸锂2％、碳酸钙8％、氧化镁1％、硅酸锆2％、氧化锌1％、碳酸钡1％，将上述原料放入自动混料机内混合，均匀度大于98％，形成配合料；
步骤二，将配合料放入容积700ml的坩埚中，配合料的体积与坩埚容积的比为6:7，在将坩埚放入坩埚炉中，坩埚炉以5℃/min的升温速率将炉内温度升至1330℃，烧制6h后保温50min，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将陶瓷结合剂碎块放入星型球磨机刚玉罐中按质量比球：料：水＝3:2:1，球磨160min得到粒度小于5μm的结合剂浆料，将其放入烘干箱中，干燥温度95℃，时间10h，得到水分含量为0.1-0.4％的结合剂料块；
步骤四，将结合剂料块放入容积为5L的滚轮球磨机橡胶球磨罐中按质量比球：料＝2:1，加入玛瑙球，球磨4h，得到结合剂粉末并过120#筛网，最终获得结合剂粉。
结合剂性能检测：
1)通过CJY-1400影像式烧结点试验仪测得其耐火度为850℃。
2)通过高温卧式膨胀仪测得其膨胀系数为6.9×10-6。
3)通过抗折强度仪测得其抗折强度为83Mpa。
实施例4提供了一种CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，
步骤一，按重量份数比为石英粉46％、氢氧化铝8％、硼酸22％、纯碱11％、碳酸锂1％、碳酸钙8％、氧化镁1％、硅酸锆1％、氧化锌1％、碳酸钡1％，将上述原料放入自动混料机内混合，均匀度大于98％，形成配合料；
步骤二，将配合料放入容积700ml的坩埚中，配合料的体积与坩埚容积的比为6:7，在将坩埚放入坩埚炉中，坩埚炉以5℃/min的升温速率将炉内温度升至1350℃，烧制6h后保温55min，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将陶瓷结合剂碎块放入星型球磨机刚玉罐中按质量比球：料：水＝3:2:1，球磨170min得到得到粒度小于5μm的结合剂浆料，将其放入烘干箱中，干燥温度95℃，时间11h，得到水分含量为0.1-0.4％的结合剂料块；
步骤四，将结合剂料块放入容积为5L的滚轮球磨机橡胶球磨罐中按质量比球：料＝2:1，加入玛瑙球，球磨4h，得到结合剂粉末并过120#筛网，最终获得结合剂粉。
结合剂性能检测：
1)通过CJY-1400影像式烧结点试验仪测得其耐火度为860℃。
2)通过高温卧式膨胀仪测得其膨胀系数为6.8×10-6。
3)通过抗折强度仪测得其抗折强度为86Mpa。
实施例5提供了一种CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，
步骤一，按重量份数比为石英粉40％、氢氧化铝10％、硼酸20％、纯碱15％、碳酸锂3％、碳酸钙7％、氧化镁1％、硅酸锆1％、氧化锌1％、碳酸钡2％，将上述原料放入自动混料机内混合，均匀度大于98％，形成配合料；
步骤二，将配合料放入容积700ml的坩埚中，配合料的体积与坩埚容积的比为6:7，在将坩埚放入坩埚炉中，坩埚炉以5℃/min的升温速率将炉内温度升至1360℃，烧制6.5h后保温56min，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将陶瓷结合剂碎块放入星型球磨机刚玉罐中按质量比球：料：水＝3:2:1，球磨160min得到粒度小于5μm的结合剂浆料，将其放入烘干箱中，干燥温度95℃，时间12h，得到水分含量为0.1-0.4％的结合剂料块；
步骤四，将结合剂料块放入容积为5L的滚轮球磨机橡胶球磨罐中按质量比球：料＝2:1，加入玛瑙球，球磨4h，得到结合剂粉末并过120#筛网，最终获得结合剂粉。
结合剂性能检测：
1)通过CJY-1400影像式烧结点试验仪测得其耐火度为880℃。
2)通过高温卧式膨胀仪测得其膨胀系数为6.7×10-6。
3)通过抗折强度仪测得其抗折强度为88Mpa。
实施例6提供了一种CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，
步骤一，按重量份数比为石英粉50％、氢氧化铝8％、硼酸20％、纯碱10％、碳酸锂1％、碳酸钙7％、氧化镁1％、硅酸锆1％、氧化锌1％、碳酸钡1％，将上述原料放入自动混料机内混合，均匀度大于98％，形成配合料；
步骤二，将配合料放入容积700ml的坩埚中，配合料的体积与坩埚容积的比为6:7，在将坩埚放入坩埚炉中，坩埚炉以5℃/min的升温速率将炉内温度升至1380℃，烧制7h后保温70min，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将陶瓷结合剂碎块放入星型球磨机刚玉罐中按质量比球：料：水＝3:2:1，球磨165min得到粒度小于5μm的结合剂浆料，将其放入烘干箱中，干燥温度95℃，时间10h，得到水分含量为0.1-0.4％的结合剂料块；
步骤四，将结合剂料块放入容积为5L的滚轮球磨机橡胶球磨罐中按质量比球：料＝2:1，加入玛瑙球，球磨4h，得到结合剂粉末并过120#筛网，最终获得结合剂粉。
结合剂性能检测
1)通过CJY-1400影像式烧结点试验仪测得其耐火度为890℃。
2)通过高温卧式膨胀仪测得其膨胀系数为6.5×10-6。
3)通过抗折强度仪测得其抗折强度为90Mpa。
实施例7提供了一种CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，
步骤一，按重量份数比为石英粉40％、氢氧化铝5％、硼酸25％、纯碱12％、碳酸锂3％、碳酸钙7％、氧化镁2％、硅酸锆1％、氧化锌2％、碳酸钡3％，将上述原料放入自动混料机内混合，均匀度大于98％，形成配合料；
步骤二，将配合料放入容积700ml的坩埚中，配合料的体积与坩埚容积的比为6:7，在将坩埚放入坩埚炉中，坩埚炉以5℃/min的升温速率将炉内温度升至1310℃，烧制5h后保温60min，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将陶瓷结合剂碎块放入星型球磨机刚玉罐中按质量比球：料：水＝3:2:1，球磨155min得到粒度小于5μm的结合剂浆料，将其放入烘干箱中，干燥温度95℃，时间11h，得到水分含量为0.1-0.4％的结合剂料块；
步骤四，将结合剂料块放入容积为5L的滚轮球磨机橡胶球磨罐中按质量比球：料＝2:1，加入玛瑙球，球磨4h，得到结合剂粉末并过120#筛网，最终获得结合剂粉。
实施例8提供了一种CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，
步骤一，按重量份数比为石英粉40％、氢氧化铝10％、硼酸20％、纯碱13％、碳酸锂1％、碳酸钙10％、氧化镁1％、硅酸锆1％、氧化锌3％、碳酸钡1％，将上述原料放入自动混料机内混合，均匀度大于98％，形成配合料；
步骤二，将配合料放入容积700ml的坩埚中，配合料的体积与坩埚容积的比为6:7，在将坩埚放入坩埚炉中，坩埚炉以5℃/min的升温速率将炉内温度升至1340℃，烧制6h后保温65min，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将陶瓷结合剂碎块放入星型球磨机刚玉罐中按质量比球：料：水＝3:2:1，球磨175min得到粒度小于5μm的结合剂浆料，将其放入烘干箱中，干燥温度95℃，时间12h，得到水分含量为0.1-0.4％的结合剂料块；
步骤四，将结合剂料块放入容积为5L的滚轮球磨机橡胶球磨罐中按质量比球：料＝2:1，加入玛瑙球，球磨4h，得到结合剂粉末并过120#筛网，最终获得结合剂粉。
实施例9提供了一种CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，
步骤一，按重量份数比为石英粉41％、氢氧化铝7％、硼酸22％、纯碱15％、碳酸锂1％、碳酸钙7％、氧化镁3％、硅酸锆1％、氧化锌1％、碳酸钡2％，将上述原料放入自动混料机内混合，均匀度大于98％，形成配合料；
步骤二，将配合料放入容积700ml的坩埚中，配合料的体积与坩埚容积的比为6:7，在将坩埚放入坩埚炉中，坩埚炉以5℃/min的升温速率将炉内温度升至1370℃，烧制7h后保温70min，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将陶瓷结合剂碎块放入星型球磨机刚玉罐中按质量比球：料：水＝3:2:1，球磨170min得到粒度小于5μm的结合剂浆料，将其放入烘干箱中，干燥温度95℃，时间11h，得到水分含量为0.1-0.4％的结合剂料块；
步骤四，将结合剂料块放入容积为5L的滚轮球磨机橡胶球磨罐中按质量比球：料＝2:1，加入玛瑙球，球磨4h，得到结合剂粉末并过120#筛网，最终获得结合剂粉。
本发明所述结合剂的耐火度为820-890℃，抗折强度为80-90Mpa，热膨胀系数为6.5-7.2×10-6。
本发明制备获得的结合剂与CBN磨料及其他附料即可制成CBN砂轮。步骤如下，按其重量百分比为：CBN50-60％、陶瓷结合剂20-25％、刚玉粉20-25％、糊精粉1-3％、湿润剂2-5％。将配制好的料冷压成型，在820-880℃(根据结合剂的耐火度选择合适的烧结温度)温度下烧结。生产流程为：配料—成型—烧结—整形—粘结—加工—检验—成品，即得陶瓷CBN砂轮。利用本发明结合剂制作的CBN砂轮具有耐热性好、强度高、自锐性好、磨削效率高、打磨光洁度好，成品率高等优点，且不易堵塞和烧伤工件，综合磨削成本低。
本发明提供的CBN砂轮结合剂制备方法，减少了对价格昂贵的碳酸锂的使用，降低了原材料的成本。且性能优越对CBN磨料包覆性好，使CBN砂轮在磨削硬度较高的材料时，不易堵塞，自锐性好，磨削锋利。具有耐热性好、强度高、自锐性好、磨削效率高、打磨光洁度好、成品率高的优点，提高了砂轮的整体性能，降低了综合磨削成本低。烧制的温度低，减少能耗节约资源，制备工艺简单，适合企业大规模生产，企业总的生产成本低，有良好的经济效益，且所得砂轮结合剂质量稳定性好，适合市场大规模推广应用。利用本发明结合剂制作的砂轮，主要用于磨削高硬度金属材料，例如打磨机床、工具、模具、轴承等许多应用领域。

Claims (9)

1.一种CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按重量百分比为：石英粉40-50％、氢氧化铝5-10％、硼酸20-25％、纯碱10-15％、碳酸锂1-3％、碳酸钙7-10％、氧化镁1-3％、硅酸锆1-3％、氧化锌1-3％和碳酸钡1-3％，将上述原料混合均匀，形成配合料；
步骤二，将步骤一获得的配合料放入坩埚炉以5℃/min的升温速率温度升至1300-1380℃进行烧制后保温，得到熔化结合剂，将熔化结合剂进行水淬急冷得到陶瓷结合剂碎块；
步骤三，将步骤二获得的陶瓷结合剂碎块按质量比为球：料：水＝3:2:1，进行球磨得到粒度小于5μm的结合剂浆料，再将结合剂浆料放入烘干箱内进行烘干，得到结合剂料块；
步骤四，将步骤三获得的结合剂料块按质量比为球：料＝2:1，进行球磨得到结合剂粉末并过筛网，最终获得结合剂粉。
2.如权利要求1所述的CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的配合料在埚炉中的填充容积比为6:7。
3.如权利要求1所述的CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的烧制时间为5-7h。
4.如权利要求1所述的CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的保温时间为40-70min。
5.如权利要求1所述的CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的球磨采用的是星型球磨机刚玉罐，球磨时间为150-180min。
6.如权利要求1所述的CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的烘干箱干燥温度为95℃，使结合剂料块水分含量为0.1-0.4％。
7.如权利要求1所述的CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤四中的球磨采用的是滚轮球磨机橡胶球磨罐，磨球为玛瑙球，球磨时间为4h。
8.如权利要求1所述的CBN砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤四中的筛网使用120#筛网。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法获得的CBN砂轮陶瓷结合剂，其特征在于，所述结合剂耐火度为820-890℃。
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