[发明专利]一种低温烧结陶瓷结合剂、砂轮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种低温烧结陶瓷结合剂，同时还涉及采用该低温烧结陶瓷结合剂的 砂轮以及砂轮的制备方法，属于磨料、磨具技术领域。

背景技术

超硬材料磨具被广泛的应用于机械加工领域，例如：汽车、电子、空调、光学镜片等 行业的精加工，尤其是金刚石和立方氮化硼固结砂轮，在当前的磨削加工技术中占有主导 地位，目前的陶瓷结合剂砂轮主要由超硬磨料和陶瓷结合剂以及填充料混合呈一定的形状 烧结而成。而传统的陶瓷结合剂的制备工艺都是通过含有各种不同的金属氧化物的原料， 按照一定的配比混合均匀，经过熔融、快淬、粉碎、球墨等制备工艺，然后获得的某一特 定烧结温度的结合剂。例如中国专利CN103072094公开了一种大规格陶瓷高速砂轮用结合 剂，由粘土、常识份、高硼玻璃为原料烧结而成。传统的陶瓷结合剂的冶炼工艺较复杂， 而且费时费力，成本较高，而且现有的陶瓷结合剂由于具有特定的烧结温度，只能够针对 特定的磨料，不具有普适性，而且烧结温度调节费时费力。

玻璃粉的制备工艺与陶瓷结合剂的冶炼工艺类似，组分的差异，大致两者性能上得差 别，但是目前玻璃粉种类众多，例如石英玻璃、高硅氧玻璃、钠硅玻璃、铅硅酸盐玻璃、 铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷硅酸盐玻璃灯，可将不同种类的玻璃粉复配调整玻璃粉 的组成，形成具有结合剂性能的组合物，作为陶瓷结合剂，使陶瓷结合剂研制的新方向。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种烧结温度在680℃～720℃之间 的低温烧结陶瓷结合剂。

同时，本发明还提供一种上述低温烧结陶瓷结合剂的制备方法。

再者，本发明提供一种采用上述低温烧结陶瓷结合剂的砂轮。

最后，本发明提供一种上述砂轮的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低温烧结陶瓷结合剂，由以下质量百分数的组分组成：铝硅酸盐玻璃粉20％～25％， 钠钙硅玻璃粉28％～33％，硼硅酸盐玻璃粉44％～49％。

优选的，低温烧结陶瓷结合剂，由以下质量百分数的组分组成：铝硅酸盐玻璃粉23％， 钠钙硅玻璃粉31％，硼硅酸盐玻璃粉46％。

低温烧结陶瓷结合剂的制备方法，包括以下步骤：按照质量百分数准确取各组分，混 匀、过筛，即得。

所述混匀为在混料机中混合3～5h。

所述过筛为过300目筛。

一种采用上述低温烧结陶瓷结合剂的砂轮，由以下质量百分数的原料制成：超硬磨料 50％～55％，普通磨料18％～26％，低温烧结陶瓷结合剂20％～25％，润湿剂3％～6％。

所述超硬磨料为金刚石或立方氮化硼。

所述普通磨料为白刚玉。

所述润湿剂为糊精液，糊精液的溶度为20％～30％。

砂轮的制备方法，包括以下步骤：按照质量百分数准确取各原料，混匀后压制成型， 烧结，冷却即得。

所述烧结的升温速率为2～5℃/min，烧结温度(即陶瓷结合剂的烧结温度)为 680～720℃，保温时间2.5～3.5h。

本发明的有益效果：

本发明中低温烧结陶瓷结合剂由铝硅酸盐玻璃粉、钠钙硅玻璃粉和硼硅酸盐玻璃粉组 成，其中铝硅酸盐玻璃的软化温度为900～950℃，钠钙硅玻璃的软化温度为800～900℃， 硼硅酸盐玻璃的软化温度为600～700℃，并且这3种玻璃粉的强度、硬度和性能均有差异。 本发明将上述3种玻璃粉复配，各组分在限定的用量范围内相互协同，能够满足结合剂流 动性、强度、硬度等性能指标，并可通过调节各组分用量比例改变其烧结温度，使结合剂 在680～720℃之间具有可调烧结温度，适用于多种磨料。该陶瓷结合剂对磨料的保持力好， 具有普适性，且原料易得，成本低，适于工业化生产使用。

本发明中陶瓷结合剂的制备工艺简单，操作简便，只需将原料混合、过筛即可得到， 省去了传统制备工艺中烧结、快淬、球磨破碎等操作步骤，更易于实现，利于工业化推广 应用。

本发明中砂轮以超硬磨料、普通磨料、润湿剂和上述低温烧结陶瓷结合剂为原料制备， 所得砂轮表面质量高(无损伤)，满足磨削工件所需强度和硬度，磨削效率高，使用寿命 长。并且，该砂轮的制备工艺简单，操作简便，以陶瓷结合剂的烧结温度为烧制温度，易 于操作实现。

具体实施方式