[发明专利]一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮

说明书

技术领域

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮及其生产工艺。

背景技术

砂轮是磨具中使用范围最为广泛的一种工具，主要对金属或非金属工件的型面进行粗磨、半精磨、精磨以及开槽、切断等处理，在使用时处于高速旋转状态，需要承受较大的冲击力，因此对砂轮的强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能等均有较高的要求；砂轮主要由磨料和结合剂经压坯、干燥、焙烧制成，磨料的种类多种多样，常见的主要有刚玉、碳化硅、金刚石以及立方氮化硼等，这些磨料都有着良好的硬度以及一定的韧性，而其强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能均取决于结合剂，常见的结合剂为树脂结合剂、陶瓷结合剂、橡胶结合剂以及金属结合剂，各结合剂均有不同的特性，在实际应用中应根据砂轮工件使用条件，选择合适的结合剂，以增强磨料粘结牢固强度，提高磨具强度，改善磨削性能，赋予砂轮良好的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮，以改善金刚石砂轮的硬度，提高磨削性能，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮，其特征在于，本发明砂轮由以下重量份的原料制成：金刚石磨料45-50、碳化硅磨料20-23、二硼化钛3-4、ZrO₂1-2、HfO₂3-4、聚乙二醇3-4、电气石粉末4-5、氟硅酸钾2-3、助剂7-9。

所述的助剂由以下重量份的原料制成：冰晶石15-20、铝酸钙6-8、木质素磺酸钠2-3、纸浆废液6-8、硅酸铝3-4、铁粉10-12、锰粉2-3、膨润土22-25、粘土粉25-28、白垩12-15，制备方法如下：先将冰晶石、铝酸钙、硅酸铝、膨润土、粘土粉、白垩充分混合均匀后，在2200-2300℃下保温2-3h，经自然冷却后，球磨至200-300目粉体，再将木质素磺酸钠与适量的水混合，搅拌至木质素磺酸钠完全溶解后，加入上述粉体及其它剩余成分，球磨3-4h，烘干、即得。

所述磨料的粒径为80-200目。

所述的一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮，其生产工艺如下：

（1）将二硼化钛、ZrO₂、HfO₂、电气石粉末混合，加热至580-620℃搅拌10-12min，随后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入氟硅酸钾、助剂，充分搅拌均匀备用；

（2）将聚乙二醇与其它剩余物料混合搅拌均匀后，加入步骤（1）所得的物料，充分混合后送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为150-180℃，在25-30MPa条件下保压6-8min，出模得胚体；

（3）将胚体进行烧结处理，胚体先在15-20min内升温至460-480℃，保温5-8小时，再按10-12℃/min升温至1280-1320℃，保温8-10小时后取出，自然冷却后即得。

本发明的优点在于：采用二硼化钛、ZrO₂、HfO₂、电气石等原料制成了陶瓷结合剂，这种陶瓷结合剂化学性能稳定，强度高，热膨胀系数小，再结合聚乙二醇等原料，使得该陶瓷结合剂与磨料的把持强度大，烧结后的成品无裂纹，且存在气孔间隙，散热良好，避免在高速磨削时烧伤工件，本发明制备的金刚石砂轮具有良好的硬度和磨削性能，较传统金刚石砂轮使用寿命更长。

具体实施方式

实施例1

本实施例砂轮由以下重量份原料制成：金刚石磨料50、碳化硅磨料20、二硼化钛4、ZrO₂2、HfO₂4、聚乙二醇4、电气石粉末4、氟硅酸钾3、助剂9。

助剂由以下重量份的原料制成：冰晶石20、铝酸钙8、木质素磺酸钠2、纸浆废液6、硅酸铝4、铁粉10、锰粉3、膨润土25、粘土粉25、白垩15，制备方法如下：先将冰晶石、铝酸钙、硅酸铝、膨润土、粘土粉、白垩充分混合均匀后，在2300℃下保温2h，经自然冷却后，球磨至300目粉体，再将木质素磺酸钠与适量的水混合，搅拌至木质素磺酸钠完全溶解后，加入上述粉体及其它剩余成分，球磨3h，烘干、即得。

所述磨料的粒径均为80目。

所述的一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮，其生产工艺如下：

（1）将二硼化钛、ZrO₂、HfO₂、电气石粉末混合，加热至580℃搅拌12min，随后自然冷却至室温，球磨至300目粉体后，加入氟硅酸钾、助剂，充分搅拌均匀备用；