[发明专利]一种超临界流体浸渗陶瓷磨具的方法

说明书

一种超临界流体浸渗陶瓷磨具的方法，属于磨具制备技术领域，包括如下步骤：（1）按照砂轮块、浸渗剂重量比为（65~80）︰（4~12），先将要浸渗的陶瓷磨具和浸渗剂放入高压釜内，密封；（2）向高压釜中注入二氧化碳，并将压力和温度分别调到72.8 atm、31.1℃以上，使二氧化碳达到超临界状态；（3）将搅拌浸渗0.5‑1h；（4）浸渗完成后，减压使超临界二氧化碳转化为气体，并释放，冷却至常温后取出磨具即可。本发明采用超临界流体浸渗陶瓷磨具，一方面提高砂轮浸渗的效率和浸渗的均匀性，同时解决了常规方法浸渗后陶瓷砂轮气孔被完全堵塞的难题。

技术领域

本发明属于磨具制备技术领域，具体涉及一种超临界流体浸渗陶瓷磨具的方法。

背景技术

砂轮浸渗是利用浸渗剂渗入到多孔性的陶瓷结合剂砂轮孔隙中，使砂轮孔隙内部填充一层固体润滑膜，一方面增加结合剂对磨料的把持力，防止磨料过早脱落，另一方面，磨削时能起到磨粒与切屑以及磨粒与工件表面间的润滑作用，改善磨削条件，达到降低工件粗糙度的目的。

目前常用的浸渗方法有常压浸渗、真空浸渗、压力浸渗和真空压力浸渗等。浸渗剂多为有机物或有机物加固体润滑剂组成，一般呈粘流态存在，自然状态下粘度较大，采用常压自然浸渗方法有时无法完全浸透，造成砂轮内外浸渗效果不一致，采用真空浸渗或压力浸渗可以强制使浸渗剂进入到砂轮内部，但浸渗后浸渗剂在砂轮中的附着量难以控制，且砂轮表面粘附的浸渗剂很难清理，浸渗后陶瓷砂轮气孔被完全堵塞，在一定程度上会影响。尤其当陶瓷磨具粒度低于W10时，磨具内部气孔孔径急剧变小，上述常规方法要大幅延长浸渗时间，且难以达到预设效果。

超临界二氧化碳其密度近于液体，粘度近于气体，具有极强的渗透能力，能更加快速的渗入固体材料的缝隙中；且通过修饰剂调整液体极性后，已成为多种有机物质的良好溶剂，这完全满足砂轮浸渗工艺中对载体溶液的要求。其次，超临界二氧化碳流体凭借超强的渗透能力能快速渗入无机润滑剂团聚颗粒缝隙中，弱化颗粒之间的结合强度，在剪切、碰撞、挤压过程中将无机润滑剂团聚体打散，提高润滑剂颗粒分散的均匀性，进而改善磨具整体磨削性能的稳定性。再次，砂轮浸渗完成后，通过减压即可使超临界二氧化碳完全转变为气体，在排出的过程中会在浸渗剂内形成气体排出通道，有效避免把砂轮气孔完全堵塞，从而避免造成负面影响。

超临界流体浸渗陶瓷磨具的方法一方面提高砂轮浸渗的效率，同时解决了常规方法浸渗后陶瓷砂轮气孔被完全堵塞的难题。尤其是在细粒度磨具浸渗中，更是发挥出常规方法难以企及的高效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超临界流体浸渗陶瓷磨具的方法。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种超临界流体浸渗陶瓷磨具的方法，包括如下步骤：

（1）按照砂轮块、浸渗剂重量比为（65~80）︰（4~12），先将要浸渗的陶瓷磨具和浸渗剂放入高压釜内，密封；

（2）向高压釜中注入二氧化碳，并将压力和温度分别调到72.8 atm、31.1 ℃以上，使二氧化碳达到超临界状态；

（3）将搅拌浸渗0.5-1h；

（4）浸渗完成后，减压使超临界二氧化碳转化为气体，并释放，冷却至常温后取出磨具即可。

进一步地，浸渗剂组分由硫磺、石蜡、醇酸树脂和硬脂酸中的一种或者两种以上任意比例的混合物。

进一步地，浸渗剂中还可加入润滑剂，润滑剂为石墨、二硫化钼和六方氮化硼中的一种或者两种以上任意比例的混合物，浸渗剂和润滑剂的质量比为（8~10）︰（2~3）。

进一步地，浸渗剂中还可加入用以调整超临界二氧化碳极性的修饰剂，所述修饰剂为二硫化碳、乙醇和己烷中的一种或两种以上任意比例的混合物，所述浸渗剂和修饰剂的质量比为（8~11）︰（2~5）。