专利名称：多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具的制作方法
技术领域：
本发明是关于磨削加工工具的，尤其涉及采用活性炭成孔材料的陶瓷结合剂 CBN (立方氮化硼)磨具。
背景技术：
随着科学技术的发展，加工领域不断的扩展，高效高精度磨削工具的制备已成为研究开发的热点，对磨具的性能要求也逐渐的提高，为了满足加工要求，陶瓷结合剂CBN磨削工具应运而生。此类磨具由于具有高硬度、高强度、良好的耐磨性、导热性、加工形状保持性、易修整以及高的加工精度等优异的性能，在磨削领域得到了广泛的应用。气孔率是影响磨具磨削性能的重要因素之一。磨具气孔率的大小，分布的均勻性， 对工件加工的质量和切削效率影响极大，气孔的存在可以控制磨具与工件的接触面积，有利于磨削液在工件与磨具接触面之间的流动，使得接触面的磨削温度尽可能的低。但是磨具的气孔率也是有一定的限制。磨具气孔率大，磨削时，气孔不易被堵塞，增大了容纳铁屑的空间，切削自锐性变强，提高磨具切削压力，不易粘铁和划伤工件。但如果气孔率过大， 气孔很难被堵塞，磨具消耗过快，磨削余量已到极限，但磨具又不能自动产生细微切削和挤压，光整作用差，表面粗糙度达不到要求。反之，如果磨具气孔率太小，磨削时气孔易被堵塞。磨粒切削表面变钝时间提前，磨削余量未完成便开始产生细微切削和挤压研光，加工件精度达不到要求。为了提高磨具的磨削效率和磨削性能，要适当的控制磨具的气孔率。因此，为了获得合适的气孔率以及均勻的气孔分布，选择合适的成孔材料也成为了关键所在。常用的可以作为成孔材料的物质有樟脑、木粉、核桃壳粉、塑料粒等。由于成孔机制的不同，各种成孔剂的成孔效果也不同。有机物如萘粒等主要是靠燃烧过程中物质升华、 挥发或分解来达到成孔的目的，虽然成孔效果较好，满足磨削要求，但是有机物质的挥发或分解产生的物质具有毒性，威胁环境和人体健康；木粉、核桃壳粉等主要是在烧结过程中碳化缩小，留下气孔。但是制备多孔磨具时，成孔剂加入量会很大，会使试样出现弹性变形，即加压是测量的尺寸与脱模后尺寸不一致，对产品的硬度、强度等性能产生不利影响。因此， 基于上述原因，新材料成孔剂的研究迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的缺点和不足，提供一种应用新的成孔材料活性炭以取代传统成孔材料，既能使磨具获得所需气孔率，又能减少成孔材料引入后材料弹性变形对磨具机械性能的不利影响，且具有新型环保，无毒无害等特点的多孔陶瓷结合剂CBN 磨具。本发明通过如下技术方案予以实现。多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具，其原料组成及其原料质量份数比为磨料100 份，陶瓷结合剂15 30份，临时粘结剂5 10份，成孔剂7 9份；所述磨料为立方氮化硼；
所述陶瓷结合剂的组成及其原料重量百分比为为40% 55% SiO2,9% 11% Al2O3' 17% 21% 化03，3% 8% Na2O, 3% 8% K2O, 5% 7% Ba0，0% 8% TiO2,0% 3% P2O5;所述临时粘结剂为糊精；所述成孔剂为活性炭成孔材料。所述立方氮化硼的粒度为80 320目。所述临时粘结剂也可选用性质相近的物质，如水玻璃、液态石蜡等作为临时粘结剂。所述多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具的烧结温度低于900°C。所述多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具的气孔率为40% 50%，抗折强度为35MPa 以上，洛氏硬度为25 50。本发明的有益效果为制备了一种以活性炭为成孔剂的多孔陶瓷结合剂CBN磨削工具，其多孔陶瓷结合剂的成孔材料活性炭在成孔过程中具有新型环保、无毒无害、气孔可调性大，对磨具坯料性能损害小的优点，可以取代有机物及木粉等成孔材料。本发明的多孔陶瓷结合剂CBN磨具可适用于高效高精度的磨削。
具体实施例方式本发明所涉及原料，均为市售的常规化工原料。下面结合具体实施例对本发明做进一步描述，本发明的制备方法为(1)按陶瓷结合剂的组成及其原料重量百分比40% 55% SiO2,9% 11 ^Al2O3， 17% 21% 化03，3% 8% Na2O, 3% 8% K2O, 5% % Ba0，0% 8% TiO2,0% 3% P2O5 ；称取的原料，经4 球磨混合、1300°C熔炼、淬冷、粉碎、过筛而制得陶瓷结合剂粉料。 具体实施例详见表1。表 权利要求
1.一种多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具，其原料组成及其原料质量份数比为磨料 100份，陶瓷结合剂15 30份，临时粘结剂5 10份，成孔剂7 9份；所述磨料为立方氮化硼。所述陶瓷结合剂的组成及其原料重量百分比为为40 % 55 % SiO2,9 % 11 % Al2O3， 17% 21% 化03，3% 8% Na2O, 3% 8% K2O, 5% % Ba0，0% 8% TiO2,0% 3% P2O5;所述临时粘结剂为糊精。所述成孔剂为活性炭成孔材料。
2.根据权利要求1的多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具，其特征在于，所述立方氮化硼的粒度为80 320目。
3.根据权利要求1的多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具，其特征在于，所述临时粘结剂也可选用性质相近的物质，如水玻璃、液态石蜡等作为临时粘结剂。
4.根据权利要求1的多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具，其特征在于，所述多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具的烧结温度低于900°C。
5.根据权利要求1的多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具，其特征在于，所述多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具的气孔率为40% 50%，抗折强度为35MPa以上，洛氏硬度为25 50。
全文摘要
本发明公开了一种多孔陶瓷结合剂立方氮化硼磨具，其原料组成及其原料质量份数比为立方氮化硼磨料100份，陶瓷结合剂15～30份，临时粘结剂糊精5～10份，活性炭成孔剂7～9份；所述陶瓷结合剂的组成及其原料重量百分比为40％～55％SiO2，9％～11％Al2O3，17％～21％B2O3，3％～8％Na2O，3％～8％K2O，5％～7％BaO，0％～8％TiO2，0％～3％P2O5。本发明的有益效果是，多孔陶瓷结合剂的成孔材料活性炭在成孔过程中具有新型环保、无毒无害、气孔可调性大，对磨具坯料性能损害小的优点，可以取代有机物及木粉等成孔材料。多孔陶瓷结合剂CBN磨具可适用于高效高精度的磨削。
文档编号B24D3/14GK102380830SQ20111034174
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者单冬冬, 朱玉梅, 李志宏 申请人:天津大学