一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮的制作方法
【专利摘要】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，该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；本发明砂轮采用二硼化钛、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。
【专利说明】 一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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】
[0003]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:
[0004]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、Zr02l-2、Hf023-4、聚乙二醇3-4、电气石粉末4-5、氟硅酸钾2-3、助剂7-9。
[0005]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2200-230(TC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。
[0006]所述磨料的粒径为80-200目。
[0007]所述的一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮，其生产工艺如下:
[0008](I)将二硼化钛、Zr02、Hf02、电气石粉末混合，加热至580_620°C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；
[0009](2)将聚乙二醇与其它剩余物料混合搅拌均匀后，加入步骤(I)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°C，在25-30MPa条件下保压6-8min,出模得胚体；
[0010](3)将胚体进行烧结处理，胚体先在15-20min内升温至460_480°C，保温5_8小时，再按10-12°C /min升温至1280_1320°C，保温8-10小时后取出，自然冷却后即得。[0011]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】
[0012]实施例1
[0013]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、Zr022、Hf024、聚乙二醇4、电气石粉末4、氟硅酸钾3、助剂9。
[0014]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°C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。
[0015]所述磨料的粒径均为80目。
[0016]所述的一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮，其生产工艺如下:
[0017](I)将二硼化钛、ZrO2, HfO2、电气石粉末混合，加热至580°C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；
[0018](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180°C，在30MPa条件下保压6min，出模得胚体；
[0019](3)将胚体进行烧结处理，胚体先在20min内升温至480°C，保温5小时，再按12°C /min升温至1320°C，保温8小时后取出，自然冷却后即得。
[0020]实施例2
[0021]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23、二硼化钛
3、ZrO2U Hf023、聚乙二醇3、电气石粉末5、氟硅酸钾2、助剂7。
[0022]助剂由以下重量份的原料制成:冰晶石15、铝酸钙6、木质素磺酸钠3、纸浆废液8、硅酸铝3、铁粉12、锰粉2、膨润土 22、粘土粉28、白垩12，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°C下保温3h，经自然冷却后，球磨至200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4h，烘干、即得。
[0023]所述磨料的粒径均为200目。
[0024]所述的一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮，其生产工艺如下:
[0025](I)将二硼化钛、2102、!1?)2、电气石粉末混合，加热至6201:搅拌lOmin，随后自然冷却至室温，球磨至200目粉体后，加入氟硅酸钾、助剂，充分搅拌均匀备用；
[0026](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°C，在25MPa条件下保压8min，出模得胚体；[0027](3)将胚体进行烧结处理，胚体先在20min内升温至460°C，保温8小时，再按12°C /min升温至1280°C，保温10小时后取出，自然冷却后即得。
[0028]上述实施例砂轮测试得到的技术指标如下:
[0029]
【权利要求】
1.一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮，其特征在于，该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、Zr02 1-2, HfO2 3_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°C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。
2.如权利要求1所述的一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮，其特征在于，所述磨料的粒径为80-200目。
3.如权利要求1所述的一种含电气石的陶瓷金刚石砂轮，其工艺如下: (1)将二硼化钛、Zr02、Hf02、电气石粉末混合，加热至580-620°C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(I)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°C，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°C，保温5_8小时，再按10-12°C /min升温至1280_1320°C，保温8-10小时后取出，自然冷却后即得。
【文档编号】B24D18/00GK103831742SQ201410048110
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月11日 优先权日:2014年2月11日
【发明者】胡光胜 申请人:当涂县南方红月磨具磨料有限公司