一种硅铝陶瓷质研磨石及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种硅铝陶瓷质研磨石，其重量组成为Al2O3 20?30份、SiO?20?30份、云石25?35份、稀土金属氧化物12?18份、K2O 4?6份、Na2SiO33?4份、TiCl4 0.4?0.6份；使用Na2SiO3水溶液与TiCl4反应形成一种均匀的胶体，替代传统的高分子材料作为粘结剂，减少了制备过程中脱脂（脱粘结剂）步骤；由于使用Na2SiO3与TiCl4水解物形成钛硅酸盐胶体作为无机粘结剂，使用研磨石内部结构更加致密，同时加入稀土金属氧化物，这样提高了产品的抗折强度，抗折强度提高了5?10MPa，提高了研磨石密度，密度为2.5?2.8g/cm3，能够用于硬金属的切削加工，使得构件粗磨去毛刺功能大大增强耐磨度比常规磨石提高20%以上。
【专利说明】
一种硅铝陶瓷质研磨石及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉陶瓷制备技术领域，具体地说是一种硅铝陶瓷质研磨石及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 磨削既是一种古老的加工方法，又是一个崭新的技术领域。它在世界范围内被广 泛使用，尤其在机械制造业的精密加工方面，磨削对许多部门产生着不可忽视的影响。
[0003] 我国是世界上最早应用磨削方法的国家，进入21世纪后，磨料生产进入一个迅速 发展的时期，产量增长很快，这一增长标志着机械制造业中精密加工部分的增加，但也反映 出磨料的非磨削应用比例的大幅度增加。这主要是用于国防及制造精细陶瓷而使用的ai2〇3和SiC微粉，其用量已达总产的40%。
[0004] 目前市场上，针对零件表面处理的研磨抛光材料主要有棕刚玉（白刚玉)材质的研 磨石、树脂材质的塑胶研磨石、高铝瓷(高频瓷)抛光石、振动抛光钢珠、各类研磨剂、各类光 亮剂等，这些研磨抛光材料的主要功能如下表所示：
[0005]
[0006]研磨介质包括研磨石、抛光石、研磨剂、光泽剂等研磨抛光材料，每种材料都有自 己的应用范围，如塑胶研磨石用于材质较软的材料，如铝、锌、铜、塑料等；陶瓷类研磨石用 于材质较硬的材料，如铁、不锈钢、白铁、钢材等;抛光材质为铁的零件，需要用到铁光泽剂， 抛光材质为铜的零件，需要用到铜光泽剂，手工具切削剂用于各类扳手、套筒、批咀去黑膜、 去氧化皮，如果用于其他零件，将可能会腐蚀、破坏零件。
[0007]陶瓷研磨石主要用于铝合金、锌合金、铜、树脂（塑料）等材质较软的产品表面抛 光，电镀前细磨，常用于家私五金(如拉手、锁具等)及箱包(如皮带扣、箱包扣、鞋扣等），主 要有园形、三角形、斜三角形、园柱形、斜园柱形。
[0008]陶瓷研磨石主要组成有氧化铝、氧化错、氧化镁、氧化1丐、氧化娃、氧化钛、氧化铁 的氧化物类陶瓷;诸如氮化铝、氮化硅、氮化钛的氮化物类陶瓷;诸如碳化硅、碳化钛、碳化 钨的碳化物类陶瓷;诸如硼化锆、硼化钛的硼化物类陶瓷等。
[0009] 作为陶瓷研磨石粘结剂，例如，可以为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物等聚 烯烃;聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯等丙烯酸类树脂；聚苯乙烯等苯乙烯类树脂； 聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯等聚酯；聚醚； 聚乙稀醇；它们的共聚物等各种树脂；各种錯;石錯；尚级脂肪酸（例如硬脂酸）；尚级醇；尚 级脂肪酸酯;高级脂肪酸酰胺等各种有机粘结剂。
[0010] 使用高分子材料作为粘结剂，这就要求对成型实体进行脱脂处理（脱粘结剂处 理），一般是加热成型体，从而从成型体中除去粘结剂。而且使用高分子材料作粘结剂，成型 产品表面粗糙度大，研磨力不高，长期使用研磨力下降;并且产品硬度低，密度低，难以用于 加工硬金属。
【发明内容】
[0011] 本发明目的在于提供一种密度高、切削效率高、适用于加工硬金属的研磨石及其 制造方法。
[0012] 实现上述发明目的技术方案：
[0013] 一种硅铝陶瓷质研磨石，其重量组成为A1203 20-30份、Si0220-30份、云石25-35 份、稀土金属氧化物12-18份、1(20 4-6份、恥25丨03 3-4份、11(：14 0.4-0.6份；
[0014] 其制备步骤如下：
[0015] (1)根据配比进行计量称重；
[0016] (2)混料，将41203、3丨0220-30、云石、稀土金属氧化物、1(20通过搅拌和研磨混合均 匀
[0017] (3)Na2Si03和TiC14加入，先将Na2Si03配成重量浓度为5-10%水溶液，逐步加入 TiC14，加入过程中保持搅拌，形成一种均匀体系；
[0018] (4)将步骤2和步骤3的物料混合在一起，加水搅拌混合均匀；
[0019] (5)根据产品的要求，选择相应的模具，进行压铸成型；
[0020] (6)将压铸成型的产品烘干；
[0021] (7)将烘干后产品烧结成型。
[0022] 其优选的配比为:A1203 25份、Si0225份、云石30份、稀土金属氧化物15份、K20 5 份、Na2Si03 4份、TiC14 0.5份。
[0023]稀土金属氧化物是指氧化钪、氧化铈、氧化钆、氧化钇等。
[0024] 压铸成型压力为300MPa_400MPa。
[0025] 烘干温度为 300_35(TC。
[0026] 烧结成型温度 128(TC-135(TC。
[0027]本发明的特点及效果
[0028]使用Na2Si03水溶液与TiCl4反应形成一种均匀的胶体，替代传统的高分子材料作 为粘结剂，减少了制备过程中脱脂(脱粘结剂)步骤；由于使用无机粘结剂，使用研磨石内部 结构更加致密，Na2Si03与TiCl4水解物形成钛硅酸盐胶体，提高了产品的抗折强度，抗折强 度提高了5-10MPa，由于使用了稀土金属氧化物，降低了产品密度，密度为2.5-2.8g/cm3，能 够用于硬金属的切削加工，提高切削效率15-20%。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例进一步描述本发明，但并不限制本发明的保护范围。
[0030] 实施例1
[0031] 按总重量为20kg，组成为A1203 25份、Si0225份、云石30份、稀土金属氧化物15份、 K20 5份、Na2Si03 4份、TiC14 0.5份分别计量称重;将称量好的Al2〇3、Si02、云石、稀土金属 氧化物、K20搅拌后，再研磨混合均匀；
[0032]粘结剂钛硅酸盐均匀盐的制备：先将Na2Si03配成重量浓度为5 %溶液，逐步加入 TiCl4,加入过程中保持搅拌，形成一种均匀体系。
[0033]将研磨均匀的物料和上步制备的均匀胶体混合在一起，加水搅拌混合均匀；
[0034] 选择底面直径5cm，高度为10cm模具进行压铸成型，压力为350MPa;
[0035]将压铸成型的产品在300°C烘干；
[0036]将烘干后产品在1450°C烧结成型。
[0037]制备产品抗折强度为170MPa，密度为2.8g/cm3,用于不锈钢等硬金属切削，切削效 率比用高分子材料作粘结剂的高20%。
[0038] 实施例2
[0039] 按总重量为20kg，组成为A1203 30份、Si0220份、云石30份、稀土金属氧化物15份、 K20 5份、Na2Si03 4份、TiC14 0.5份分别计量称重;将称量好的A1203、Si02、云石、稀土金 属氧化物、K20搅拌后，再研磨混合均匀；
[0040]粘结剂钛硅酸盐均匀盐的制备：先将Na2Si03配成重量浓度为8 %溶液，逐步加入 TiCl4,加入过程中保持搅拌，形成一种均匀体系。
[0041 ]将研磨均匀的物料和上步制备的均匀胶体混合在一起，加水搅拌混合均匀；
[0042] 选择底面直径10cm，高度为20cm模具进行压铸成型，压力为400MPa;
[0043] 将压铸成型的产品在350°C烘干；
[0044] 将烘干后产品在1500°C烧结成型。
[0045]制备产品抗折强度为165MPa，密度为2.6g/cm3,用于不锈钢等硬金属切削，切削效 率比用高分子材料作粘结剂的高15%。
【主权项】
1. 一种硅铝陶瓷质研磨石，其重量组成为Al2〇3 20-30份、Si〇22〇-30份、云石25-35份、 稀土金属氧化物 12-18份、K20 4-6份、Na2Si03 3-4份、TiCl4 0.4-0.6份； 其制备步骤如下： (1)根据配比进行计量称重； (2 )混料，将Al2〇3、SiO 2 20-30、云石、稀土金属氧化物、K20通过搅拌和研磨混合均匀 (3) Na2Si03和TiCl4加入，先将Na2Si03配成重量浓度为5-10%水溶液，逐步加入TiCl4， 加入过程中保持搅拌，形成一种均匀体系； (4) 将步骤2和步骤3的物料混合在一起，加水搅拌混合均匀； (5) 根据产品的要求，选择相应的模具，进行压铸成型； (6) 将压铸成型的产品烘干； (7) 将烘干后产品烧结成型。2. 根据权利要求1硅铝陶瓷质研磨石，其特征为:Al2〇3 25份、Si〇2 25份、云石30份、稀土 金属氧化物15份、K20 5份、Na2Si03 4份、TiCl4 0.5份。3. 根据权利要求1硅铝陶瓷质研磨石，其特征在于稀土金属氧化物是指氧化钪、氧化 铺、氧化IL、氧化?乙。4. 根据权利要求1硅铝陶瓷质研磨石，其特征在于压铸成型压力为300MPa-400MPa。5. 根据权利要求1硅铝陶瓷质研磨石，其特征在于烘干温度为300-350°C。6. 根据权利要求1硅铝陶瓷质研磨石，其特征在于烧结成型温度1280° C-1350° C。
【文档编号】B24D3/00GK105837179SQ201610173188
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】沈丽华, 王林丹, 沈川江, 吕阿琴
【申请人】湖州华通研磨制造有限公司