[发明专利]一种纳米陶瓷结合剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷结合剂，具体涉及一种纳米陶瓷结合剂，属机械加工技术领域。

背景技术

金属结合剂对磨粒的把持较好，强度高，韧性较好，但其自锐性差，气孔率低，修整困难，尤其是在加工金属材料时，容易发生工件粘着、烧伤和工具堵塞的情况；树脂结合剂自锐性能良好，不易堵塞，很少修整，磨削效率较高，磨削温度较低，而且本身具有一定弹性，能起抛光作用，但其耐热性差，在磨削过程中产生的大量的热容易导致树脂软化或分解，致使其粘结力下降，导致昂贵的磨料还没有完全发挥作用就大量脱落；常见的陶瓷结合剂超硬磨具主要有杪轮、油石、研磨条、磨盘和磨头等。这些制品已在工具、汽车、轴承、机床、航天、军工等行业中得到了不同程度的应用。但是，陶瓷结合剂超硬磨具的发展缓慢，产品质量低，应用效果不理想，而决定陶瓷结合剂磨具性能的关键是结合剂的性能。而结合剂性能的提高要求的烧结温度较高，但由于金刚石的热稳定性不好，在温度高于800℃的情况下，易发生氧化或石墨化等化学反应。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足之处，提供一种纳米陶瓷结合剂，陶瓷结合剂是目前应用日益广泛的一种结合剂，其性能介于金属结合剂和树脂结合剂之间，由于陶瓷结合剂超硬磨具具有较多的气孔，有利于冷却、容屑和排屑，故磨削时不易堵塞，不易烧伤工件，能够很好地满足难加工材料和一般材料的磨削和高效磨削的需要。随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷材料也随之产生变化，因而用纳米粉进行烧结，致密化的速度快、烧结温度低，具有在较低温度下烧结就能达到致密化的优越性。纳米陶瓷烧结温度约比传统晶粒陶瓷低400-600℃，烧结过程也大大缩短。

本发明是以如下技术方案实现的：一种纳米陶瓷结合剂，其特征是：在陶瓷结合剂基体中引入纳米级的颗粒、片晶、晶须和纤维等第二相而形成的一种纳米复合材料，在该材料中，至少一相为纳米尺寸，其烧结温度低，用于金刚石磨具的陶瓷结合剂烧结温度800-850℃；用于立方氮化硼砂轮磨具的陶瓷结合剂烧结温度850-900℃；结合剂抗折强度高于100MPa。

所述的纳米陶瓷复合结合剂分为有气孔的A类(气孔率约为30)结合剂及无气孔的B类结合剂两种。

所述的结合剂与超硬磨粒混合均匀，混料时间大于2小时，纳米陶瓷复合结合剂烧结在空气下进行，金刚石磨具烧结温度800-850℃；立方氮化硼砂轮结合剂850-900℃，为了防止软化变形，成型块可以埋在石英砂或刚玉粉中烧结，保温1～3小时，对于简单形状及小尺寸磨具，可以随炉升温，随炉冷却；对于复杂形状及大尺寸磨具，可以在升温和降温过程中，500-700℃区间设置保温平台。

本发明的优点是：该结合剂利用纳米粉进行烧结，致密化的速度快、烧结温度低，具有在较低温度下烧结就能达到致密化的优越性。纳米陶瓷烧结温度约比传统晶粒陶瓷低400-600℃，烧结过程也大大缩短。

具体实施方式

实施例、

一种纳米陶瓷结合剂，其特征是：在陶瓷结合剂基体中引入纳米级的颗粒、片晶、晶须和纤维等第二相而形成的一种纳米复合材料，在该材料中，至少一相为纳米尺寸，其烧结温度低，用于金刚石磨具的陶瓷结合剂烧结温度800-850℃；用于立方氮化硼砂轮磨具的陶瓷结合剂烧结温度850-900℃；结合剂抗折强度高于100MPa。

所述的纳米陶瓷复合结合剂分为有气孔的A类(气孔率约为30)结合剂及无气孔的B类结合剂两种。

所述的结合剂与超硬磨粒混合均匀，混料时间大于2小时，纳米陶瓷复合结合剂烧结在空气下进行，金刚石磨具烧结温度800-850℃；立方氮化硼砂轮结合剂850-900℃，为了防止软化变形，成型块可以埋在石英砂或刚玉粉中烧结，保温1～3小时，对于简单形状及小尺寸磨具，可以随炉升温，随炉冷却；对于复杂形状及大尺寸磨具，可以在升温和降温过程中，500-700℃区间设置保温平台。