[发明专利]一种高强度高韧性砂轮陶瓷结合剂及其应用

说明书

本发明涉及一种高强度高韧性砂轮陶瓷结合剂及其应用，其包括如下步骤：混合二氧化硅、三氧化二硼、氧化铝、氧化锂、氧化钠、氧化钙、氧化锌、氧化钡、二氧化钛，得到配合料；将配合料以6～9℃/分钟的升温速率升温至600℃；然后以3～6℃/分钟的升温速率升温至1200℃；然后以2～3℃/分钟的升温速率升温至1450℃；然后保温；然后加入SG磨料，继续保温得到熔液；将熔液水淬后进行湿磨，然后烘干、粉碎、干磨后过200目筛获得高强度高韧性砂轮陶瓷结合剂。本发明以微晶增韧以及Al₂O₃作为网络中间体增强玻璃网络结构作为理论依据改善陶瓷结合剂制备方法，所获得的陶瓷结合剂具有强度高、韧性好的特点，满足CBN砂轮的制备使用。

本发明为发明名称为一种高强度高韧性砂轮陶瓷结合剂及其制备方法与应用、申请号为2017103937274、申请日为2017年5月27日发明申请的分案申请，为产品技术部分。

技术领域

本发明属于砂轮陶瓷结合剂领域，具体涉及一种高强度高韧性砂轮陶瓷结合剂及其制备方法与应用。

背景技术

CBN砂轮主要有树脂结合剂CBN砂轮、金属结合剂CBN砂轮、陶瓷结合剂CBN砂轮。由于CBN磨料所具有的特性（硬度高、韧性好、耐磨性好、热稳定性好、不亲铁性），使CBN砂轮成为在磨削加工铁质材料、硬质合金、粉末件的理想工具，不但效率高、精度高，而且粗糙度好、磨具消耗少、使用寿命长，同时还可改善劳动条件。随着现代化工业、科技的发展，CBN砂轮的应用日益广泛，尤其在高铁含量的金属材质工件（如活塞、缸盖、汽缸、万向节、轴承、滑片等）加工中体现出较佳的切割、磨削性能，CBN砂轮的生产规模也逐步扩大，显示出良好的市场发展前景。

CBN砂轮制备使用的结合剂主要有树脂结合剂、陶瓷结合剂、金属结合剂三种。目前，国内外市场最常见且应用广泛的是树脂结合剂砂轮和金属结合剂砂轮，但树脂结合剂耐热性、耐水性及耐老化性较差，导致树脂结合剂砂轮的耐用度较差，砂轮的加工效率低，磨损大，修整和更换频繁，加工工件的尺寸分散度大，加工刀具质量不稳定，同时金属结合剂CBN砂轮的结构紧密，修整困难，磨具内的气孔少，在磨削加工过程中砂轮的自锐性差、锋利性差，容易堵塞和发热，容易对工件产生冲击、烧伤等物理损伤。而目前，国内市场陶瓷结合剂砂轮需求量较大，大部分依靠国外进口满足工业生产需求，同时国内陶瓷结合剂砂轮的性能指标与国外产品比较而言，陶瓷结合剂的研发技术仍有较大提升的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高韧性砂轮陶瓷结合剂及其制备方法。该方法制备的陶瓷结合剂具有高强度高韧性的特点，满足CBN砂轮的制备使用，由此制备的陶瓷结合剂CBN砂轮中有可控的气孔，有利于冷却和排屑，磨削时不易堵塞，不易烧伤工件，有较好的自锐性，砂轮形状保持性好，易修整且修整间隔较长。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高强度高韧性砂轮陶瓷结合剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）混合二氧化硅、三氧化二硼、氧化铝、氧化锂、氧化钠、氧化钙、氧化锌、氧化钡、二氧化钛，得到配合料；

（2）将步骤（1）的配合料以6～9℃/分钟的升温速率升温至600℃；然后以3～6℃/分钟的升温速率升温至1200℃；然后以2～3℃/分钟的升温速率升温至1450℃；然后保温；然后加入SG磨料，继续保温得到熔液；

（3）将步骤（2）的熔液水淬后进行湿磨，然后烘干、粉碎、干磨后过200目筛获得高强度高韧性砂轮陶瓷结合剂。

上述技术方案中，步骤（1）中，二氧化硅、三氧化二硼、氧化铝、氧化锂、氧化钠、氧化钙、氧化锌、氧化钡、二氧化钛的质量比为（48～75）∶（5～30）∶（3～15）∶（1～8）∶（1～8）∶（2～11）∶（0.8～4）∶（0.8～3.5）∶（0.8～6）。