[发明专利]一种利用固体废弃物制备的陶瓷结合剂砂轮及方法

说明书

本发明涉及砂轮制备技术，具体涉及一种利用固体废弃物制备的陶瓷结合剂砂轮及方法。针对当前固体废弃物存量逐年增长的情况，本发明陶瓷结合剂砂轮由下述重量份数的原料制备而成：陶瓷结合剂18～23份、磨料62～70份、造孔剂1～3份和临时粘结剂6～8份。所用到的陶瓷结合剂的部分原料来自固体废弃物粉煤灰、煤矸石和矿渣粉，这些原料来源广泛，存量巨大，价格低廉，一定程度上降低了固体废弃物对环境的污染。所制砂轮的粗糙度控制在2.5μm以内，砂轮硬度等级为M以上，抗拉强度介于160～188N/mm²，最高可达188N/mm²。

技术领域

本发明涉及砂轮制备技术，具体涉及一种利用固体废弃物制备的陶瓷结合剂砂轮及方法。

背景技术

粉煤灰是燃料(主要是煤)在燃烧过程中排出的微小灰粒，煤矸石是采煤过程和洗煤过程中产生的固体废物，在成煤过程伴煤而生的一种废弃岩石，属于煤炭的一种共伴生矿物，矿渣粉是粒化高炉矿渣粉的简称，是一种优质的混凝土掺合料。相关数据表明，煤矸石的产量约占煤炭产量的10％，我国当前煤矸石的总积累量已达70多亿吨，且积累数逐年递增，成为我国积存量和年增量最大、占用场地最多的工业废弃物，我国也是全球煤炭开采量最大的国家，燃用1吨煤约产生250～300kg粉煤灰，大量粉煤灰如不加控制或处理，会造成大气污染，进入水体会淤塞河道，其中某些化学物质会对生物和人体造成危害。以上废弃物在我国积累量大，价格低廉，对废弃物的综合利用也成为了研究的热点和重点，是走资源节约型、环境友好型社会道路的必然选择，符合生态文明思想的理念，是形势所需。

以上三种固体废弃物的主要化学成分与陶瓷类似，所以陶瓷结合剂类磨具可以有效的将他们利用起来，将这些固体废弃物转化为玻璃相产品，结合剂是指在砂轮磨具中使各磨粒之间实现粘结的材料，通常磨料磨粒要求包覆在结合剂中，或通过结合剂间接连接磨粒，形成所谓的结合剂桥来实现磨粒间的连接。金刚石是自然界中存在的最硬物质，其在整个磨削加工行业占据着举足轻重的位置，利用金刚石磨料制成各种金刚石磨具，可在高速状态下磨削、切割各种硬度高且脆性大的材料，可实现高速磨削、切割各种硬质合金、陶瓷材料等。在实际使用及磨削加工过程中，由于金刚石磨具磨削效率高，砂轮磨具实际磨削损耗低，加工过程中操作简单方便，高速磨削过程中加工精度高，磨削工件过程中能有效避免工件表面及内部出现裂纹和工件烧伤等组织内部缺陷，因此使得金刚石磨具得到了广泛应用。CBN磨料是一种晶体结构上与金刚石相一致的四面体杂化共价键闪锌矿型结构，磨料具有硬度高、磨粒锋利等优点，使得砂轮磨削能力强、磨削温度低、磨具磨损小、使用寿命长、化学稳定性高，与金刚石相比CBN能承受更高的加工温度，特別适合于加工黑色金属材料，此外， CBN比硬质合金的热导率高，这样在磨削区产生相同热量的情况下，采用CBN 砂轮磨削能够在一定程度上降低磨削区的温度，可有效的避免磨削加工过程的热损伤，提高工件的加工质量。SiC具有高力学性能、良好的耐酸碱腐蚀性、良好的耐热冲击性、较好的热导率以及低的热膨胀系数等特点，因而在机械、能源、化工等高技术领域得到了大量应用，SiC为应用最广泛、最经济的一种磨料，具有高力学性能、良好的耐酸碱腐蚀性、良好的耐热冲击性、较好的热导率以及低的热膨胀系数等特点，有黑碳化硅和绿碳化硅两种，黑碳化硅含SiC约95％，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等，绿碳化硅含SiC约97％以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。

发明内容

针对当前固体废弃物存量逐年增长的情况，本发明提供了一种利用固体废弃物制备的陶瓷结合剂砂轮方法，有效实现了固体废弃物的再利用，且工艺较为简单，成本较低，适合工业化生产。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种利用固体废弃物制备的陶瓷结合剂砂轮，由下述重量份数的原料制备而成：陶瓷结合剂18～23份、磨料62～70份、造孔剂1～3份和临时粘结剂6～8 份。