一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮的制作方法
【专利摘要】本发明涉及砂轮制造【技术领域】，具体涉及一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮及其生产工艺，该砂轮由以下重量份的原料制成：立方氮化硼磨料45-50、棕刚玉磨料30-34、氧化锌3-4、聚乙二醇2-3、硫酸钡4-5、硅酸钙3-4、氧化镁2-3、碳酸钠1-2、硅酸钠4-5、助剂7-9；本发明砂轮采用氧化锌、硫酸钡、硅酸钙等原料制成了化学性能稳定，热膨胀系数小、气孔率高的陶瓷结合剂，再配合聚乙二醇、硅酸钠等原料的水溶液，使得结合剂与磨料的把持强度高，本发明制备的立方氮化硼硬度高，磨削性能优良，具散热快，砂轮不易堵塞，易修整，较传统的立方氮化硼砂轮使用寿命更长。
【专利说明】一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮
【技术领域】
[0001]本发明涉及砂轮制造【技术领域】，具体涉及一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮及其生产工艺。
【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，提供一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮，使其具有良好的磨削性能，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0004]一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮，其特征在于，本发明砂轮由以下重量份的原料制成:立方氮化硼磨料45-50、棕刚玉磨料30-34、氧化锌3_4、聚乙二醇2_3、硫酸钡4_5、硅酸钙3-4、氧化镁2-3、碳酸钠1-2、硅酸钠4-5、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]所述的一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下:
[0008](I)将氧化锌、硫酸钡、硅酸钙、氧化镁、碳酸钠混合，加热至800-85(TC搅拌15-20min，随后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
[0009](2)将聚乙二醇、硅酸钠混合后，加入适量的水，搅拌至混合料完全溶解即可，再加入其它剩余物料，充分混合后备用；
[0010](3)将步骤(1)与步骤(2)所得的物料混合均匀后，送入模具中压制成型，成型条件:模具设定温度为100-1101:，在28-3010^条件下保压4_5min，出模得胚体；
[0011](4)将胚体进行烧结处理，胚体先在10-15min内升温至350_380°C，保温4_6小时，再按10-15°C /min升温至1550_1580°C，保温9-10小时后取出，自然冷却后即得。
[0012]本发明的优点在于:采用氧化锌、硫酸钡、硅酸钙、氧化镁、碳酸钠等原料制成了陶瓷结合剂，这种陶瓷结合剂化学性能稳定，热膨胀系数小、气孔率高，再配合聚乙二醇、硅酸钠等原料的水溶液，使得该结合剂与磨料的把持强度高，磨料间的粘结牢固，本发明制备的立方氮化硼不仅硬度得到有效的提高，磨削性能提高，同时具良好的散热性能，砂轮不易堵塞，易修整，较传统的立方氮化硼砂轮使用寿命更长。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
[0014]本实施例砂轮由以下重量份原料制成:立方氮化硼磨料50、棕刚玉磨料32、氧化锌4、聚乙二醇2、硫酸钡5、硅酸钙4、氧化镁2、碳酸钠2、硅酸钠4、助剂7。
[0015]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，力口入上述粉体及其它剩余成分，球磨3h，烘干、即得。
[0016]所述磨料的粒径均为80目。
[0017]所述的一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下:
[0018](I)将氧化锌、硫酸钡、硅酸钙、氧化镁、碳酸钠混合，加热至850°C搅拌15min，随后自然冷却至室温，球磨至300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
[0019](2)将聚乙二醇、硅酸钠混合后，加入适量的水，搅拌至混合料完全溶解即可，再加入其它剩余物料，充分混合后备用；
[0020](3)将步骤(I)与步骤(2)所得的物料混合均匀后，送入模具中压制成型，成型条件:模具设定温度为110°C，在30MPa条件下保压4min，出模得胚体；
[0021](4)将胚体进行烧结处理，胚体先在15min内升温至350°C，保温6小时，再按15°C /min升温至1580°C，保温9小时后取出，自然冷却后即得。
[0022]实施例2
[0023]本实施例砂轮由以下重量份原料制成:立方氮化硼磨料50、棕刚玉磨料30、氧化锌3、聚乙二醇3、硫酸钡4、硅酸钙3、氧化镁3、碳酸钠1、硅酸钠5、助剂9。
[0024]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，力口入上述粉体及其它剩余成分，球磨4h，烘干、即得。
[0025]所述磨料的粒径均为200目。
[0026]所述的一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下:
[0027](I)将氧化锌、硫酸钡、硅酸钙、氧化镁、碳酸钠混合，加热至80(TC搅拌20min，随后自然冷却至室温，球磨至200目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
[0028](2)将聚乙二醇、硅酸钠混合后，加入适量的水，搅拌至混合料完全溶解即可，再加入其它剩余物料，充分混合后备用；
[0029](3)将步骤(1)与步骤(2)所得的物料混合均匀后，送入模具中压制成型，成型条件:模具设定温度为100°C，在28MPa条件下保压5min，出模得胚体；
[0030](4)将胚体进行烧结处理，胚体先在IOmin内升温至380°C，保温4小时，再按IO0C /min升温至1550°C，保温10小时后取出，自然冷却后即得。
[0031]上述实施例砂轮测试得到的技术指标如下:
【权利要求】
1.一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮，其特征在于，该砂轮由以下重量份的原料制成:立方氮化硼磨料45-50、棕刚玉磨料30-34、氧化锌3_4、聚乙二醇2_3、硫酸钡4_5、硅酸钙3-4、氧化镁2-3、碳酸钠1-2、硅酸钠4-5、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所述的一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮，其特征在于，所述磨料的粒径为 80-200 目。
3.如权利要求1所述的一种超硬陶瓷立方氮化硼砂轮，其工艺如下: (1)将氧化锌、硫酸钡、硅酸钙、氧化镁、碳酸钠混合，加热至800-85(TC搅拌15-20min，随后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用； (2)将聚乙二醇、硅酸钠混合后，加入适量的水，搅拌至混合料完全溶解即可，再加入其它剩余物料，充分混合后备用； (3)将步骤(1)与步骤(2)所得的物料混合均匀后，送入模具中压制成型，成型条件:模具设定温度为100-1101:，在28-3010^条件下保压4_5min，出模得胚体； (4)将胚体进行烧结处理，胚体先在10-15min内升温至350_380°C，保温4_6小时，再按10-15°C /min升温至155·0_1580°C，保温9-10小时后取出，自然冷却后即得。
【文档编号】B24D3/14GK103846822SQ201410047954
【公开日】2014年6月11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