本发明专利涉及磨料磨具技术领域，尤其是一种陶瓷结合剂对刚玉磨粒把持力的检测方法。
背景技术：
陶瓷结合剂磨具具有强度高、耐热性能好、磨削过程中不易发生堵塞、热膨胀量小等特性,广泛应用于各个领域中。随着科学技术的发展，磨具行业也有更高的要求，在未来的发展过程中，陶瓷结合剂磨具由于其独特的优异性能而具有更好的应用前景，但其不足之处是磨具在使用的过程中结合剂对磨粒的把持力不足，导致磨粒容易脱落。
磨具的性能主要包括磨具硬度、磨具强度以及磨具的组织，其中磨具硬度反映结合剂把持磨粒的能力，主要与结合剂的性质和数量以及成型密度、热处理工艺等有关。
把持力是指磨料单位面积上受到的结合剂阻止磨料从磨具中脱落的作用力，主要包括物理附着力、机械镶嵌力以及化学键力。物理附着力指结合剂和磨粒分子之间的范德华力，其结合力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级。机械镶嵌力指结合剂对磨粒的包镶作用而对磨粒起到把持的作用，主要由结合剂的强度和硬度决定。化学结合力指结合剂与磨粒在一定温度与压力下发生化学反应而生成的化学键力，包括离子键、共价键、金属键等。此种结合力通常可达到几百兆帕，可以有效地把持磨粒。
如果结合剂对磨料的把持力不足，则在切削力的作用下，磨粒将会轻易地从结合剂中脱落，并被冷却液带走,即磨料的早期脱落；如果结合剂对磨料的把持力过大，则新的磨削刃不易出露，导致磨具锋利度不够，造成磨具自锐性较差。
目前常用的陶瓷结合剂与磨料之间的把持力主要源于机械把持，提高把持力的方法主要有以下两种：一种是改变磨料的表面状态，即对磨料进行镀覆处理或者在磨料表面涂覆薄膜等来改变磨料的表面粗糙度；另一种是通过在基础结合剂中添加碱土金属氧化物、稀土氧化物、纳米颗粒以及添加剂等提高陶瓷结合剂的性能，尤其是陶瓷结合剂的高温流动性以及高温润湿性。
结合剂对磨粒具有适宜的把持力是制造高性能磨具的关键技术，但目前对把持力的测量只是基于抗拉强度测试的分析体系，并没有给出一些量上的评价指标，因此，有必要对把持力进行表征和计算，使得结合剂对磨粒具有合适的把持力，这样才能获得具有寿命长、自锐性好的磨具，进而制造高速、高效、高精密磨具。
技术实现要素：
本发明的目的是：提供一种陶瓷结合剂对磨粒把持力的检测方法，实现通过调节把持力对磨具结构、性能进行调控，得到具有合适把持力的磨具，解决把持力无法直接测量的难题，为制备高效、高速、高精密磨具提供理论指导。
为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：
a、组装模具并投入陶瓷结合剂，用压板压实。
b、以半径为r毫米的单颗刚玉球磨粒的球心为中心线做一道水平线记号，并在距离水平线2/3r毫米位置处再画上下两道记号。
c、将两颗上述标记好的刚玉球磨粒的下端分别插入步骤a中的陶瓷结合剂块长度的1/3位置上，并使磨粒的下端记号完全压入结合剂块。
d、在上述结合剂块上均匀撒质量为10%-15%r克的耐火粉。
e、在上述刚玉球磨粒及耐火粉上面继续添加与步骤a同质量的陶瓷结合剂，用压板压实至刚好完全浸没刚玉球的上端记号。
f、将上述组装好的模具进行冷压成形，并脱模取出试样。
g、将上述试样放在马弗炉中固化后进行打磨、抛光处理。
h、将上述实验样条置于万能试验机上进行拉伸实验，分析上述试验的应力应变曲线,记录试样发生明显变形的力，即将磨粒从结合剂中拉出时所需的拉力。
把持力表示结合剂能够牢固粘结磨粒而保证磨粒不脱落时所需的力，本试验中的拉力值是表示将磨粒从结合剂中拉出时所需的力，故可用拉力值来表征结合剂对磨粒的把持力。
本发明的有益效果是：
1.用拉力值来表征结合剂对磨粒把持能力的大小，解决把持力难以直接测量的难题。
2.使用万能试验机，使测量结果更准确，易操作且省时省力。
3.可以通过对把持力的调控来制备所需结构和性能的磨具，解决磨具制备的基础科学技术问题，为制备高效、高速、高精密磨具提供理论指导。
具体实施方式
该发明结合以下具体实施例进行进一步描述：
实施例1：
a、组装模具并投入15克al2o3-na2o-b2o3-sio2基础陶瓷结合剂，用压板压实。
b、以半径为1毫米的单颗刚玉球磨粒的球心为中心线做一道水平线标记，并在距离水平线2/3毫米位置处再画上下两道记号。
c、将两颗上述标记好的刚玉球磨粒的下端插入步骤a中的陶瓷结合剂块长度的1/3位置上，并使磨粒的下端记号完全压入结合剂块。
d、在上述结合剂块上均匀撒质量为0.10-0.15克的耐火粉。
e、在上述刚玉球磨粒上面继续添加与步骤a同质量的陶瓷结合剂，用压板压实至刚好完全浸没刚玉球的上端记号。
f、将上述组装好的模具在30mpa压力下进行冷压成形，保压2min，脱模取出试样。
g、将上述试样放在马弗炉中固化，即在5℃/min的升温速率下从室温升温到250℃并保温1小时，在4.5℃/min的升温速率下升温到250℃并保温2小时，在5.5℃/min的升温速率下升温到720℃并保温2.5小时，冷却至室温，即制得陶瓷结合剂刚玉试样块。
h、将上述实验样条置于万能试验机上进行拉伸实验，分析上述试验的应力应变曲线,记录试样发生明显变形的力，即将磨粒从结合剂中拉出时所需的拉力。
实施例2：
a、组装模具并投入15克al2o3-na2o-b2o3-sio2基础陶瓷结合剂，用压板压实。
b、以半径为2毫米的单颗刚玉球磨粒的球心为中心线做一道水平线标记，并在距离水平线4/3毫米位置处再画上下两道记号。
c、将两颗上述标记好的刚玉球磨粒的下端插入步骤a中的陶瓷结合剂块长度的1/3位置上，并使磨粒的下端记号完全压入结合剂块。
d、在上述结合剂块上均匀撒质量为0.20-0.30克的耐火粉。
e、在上述刚玉球磨粒上面继续添加与步骤a同质量的陶瓷结合剂，用压板压实至刚好完全浸没刚玉球的上端记号。
f、将上述组装好的模具在30mpa压力下进行冷压成形，保压2min，脱模取出试样。
g、将上述试样放在马弗炉中固化，即在5℃/min的升温速率下从室温升温到250℃并保温1小时，在4.5℃/min的升温速率下升温到250℃并保温2小时，在5.5℃/min的升温速率下升温到720℃并保温2.5小时，冷却至室温，即制得陶瓷结合剂刚玉试样块。
h、将上述实验样条置于万能试验机上进行拉伸实验，分析上述试验的应力应变曲线,记录试样发生明显变形的力，即将磨粒从结合剂中拉出时所需的拉力。
实施例3：
a、组装模具并投入15克al2o3-na2o-b2o3-sio2基础陶瓷结合剂，用压板压实。
b、以半径为3毫米的单颗刚玉球磨粒的球心为中心线做一道水平线标记，并在距离水平线2毫米位置处再画上下两道记号。
c、将两颗上述标记好的刚玉球磨粒的下端插入步骤a中的陶瓷结合剂块长度的1/3位置上，并使磨粒的下端记号完全压入结合剂块。
d、在上述结合剂块上均匀撒质量为0.30-0.45克的耐火粉。
e、在上述刚玉球磨粒上面继续添加与步骤a同质量的陶瓷结合剂，用压板压实至刚好完全浸没刚玉球的上端记号。
f、将上述组装好的模具在30mpa压力下进行冷压成形，保压2min，脱模取出试样。
g、将上述试样放在马弗炉中固化，即在5℃/min的升温速率下从室温升温到250℃并保温1小时，在4.5℃/min的升温速率下升温到250℃并保温2小时，在5.5℃/min的升温速率下升温到720℃并保温2.5小时，冷却至室温，即制得陶瓷结合剂刚玉试样块。
h、将上述实验样条置于万能试验机上进行拉伸实验，分析上述试验的应力应变曲线,记录试样发生明显变形的力，即将磨粒从结合剂中拉出时所需的拉力。
实施例4：
a、组装模具并投入15克cao-mgo-al2o3-sio2基础陶瓷结合剂，用压板压实。
b、以半径为1毫米的单颗刚玉球磨粒的球心为中心线做一道水平线标记，并在距离水平线2/3毫米位置处再画上下两道记号。
c、将两颗上述标记好的刚玉球磨粒的下端插入步骤a中的陶瓷结合剂块长度的1/3位置上，并使磨粒的下端记号完全压入结合剂块。
d、在上述结合剂块上均匀撒质量为0.10-0.15克的耐火粉。
e、在上述刚玉球磨粒上面继续添加与步骤a同质量的陶瓷结合剂，用压板压实至刚好完全浸没刚玉球的上端记号。
f、将上述组装好的模具在30mpa压力下进行冷压成形，保压2min，脱模取出试样。
g、将上述试样放在马弗炉中固化，即在5℃/min的升温速率下从室温升温到250℃并保温1小时，在4.5℃/min的升温速率下升温到250℃并保温2小时，在5.5℃/min的升温速率下升温到720℃并保温2.5小时，冷却至室温，即制得陶瓷结合剂刚玉试样块。
h、将上述实验样条置于万能试验机上进行拉伸实验，分析上述试验的应力应变曲线,记录试样发生明显变形的力，即将磨粒从结合剂中拉出时所需的拉力。
实施例5：
a、组装模具并投入15克cao-mgo-al2o3-sio2基础陶瓷结合剂，用压板压实。
b、以半径为2毫米的单颗刚玉球磨粒的球心为中心线做一道水平线标记，并在距离水平线4/3毫米位置处再画上下两道记号。
c、将两颗上述标记好的刚玉球磨粒的下端插入步骤a中的陶瓷结合剂块长度的1/3位置上，并使磨粒的下端记号完全压入结合剂块。
d、在上述结合剂块上均匀撒0.20-0.30克的耐火粉。
e、在上述刚玉球磨粒上面继续添加与步骤a同质量的陶瓷结合剂，用压板压实至刚好完全浸没刚玉球的上端记号。
f、将上述组装好的模具在30mpa压力下进行冷压成形，保压2min，脱模取出试样。
g、将上述试样放在马弗炉中固化，即在5℃/min的升温速率下从室温升温到250℃并保温1小时，在4.5℃/min的升温速率下升温到250℃并保温2小时，在5.5℃/min的升温速率下升温到720℃并保温2.5小时，冷却至室温，即制得陶瓷结合剂刚玉试样块。
h、将上述实验样条置于万能试验机上进行拉伸实验，分析上述试验的应力应变曲线,记录试样发生明显变形的力，即将磨粒从结合剂中拉出时所需的拉力。
实施例6：
a、组装模具并投入15克cao-mgo-al2o3-sio2基础陶瓷结合剂，用压板压实。
b、以半径为3毫米的单颗刚玉球磨粒的球心为中心线做一道水平线标记，并在距离水平线2/3r毫米位置处再画上下两道记号。
c、将两颗上述标记好的刚玉球磨粒的下端插入步骤a中的陶瓷结合剂块长度的1/3位置上，并使磨粒的下端记号完全压入结合剂块。
d、在上述结合剂块上均匀撒质量为0.30-0.45克的耐火粉。
e、在上述刚玉球磨粒上面继续添加与步骤a同质量的陶瓷结合剂，用压板压实至刚好完全浸没刚玉球的上端记号。
f、将上述组装好的模具在30mpa压力下进行冷压成形，保压2min，脱模取出试样。
g、将上述试样放在马弗炉中固化，即在5℃/min的升温速率下从室温升温到250℃并保温1小时，在4.5℃/min的升温速率下升温到250℃并保温2小时，在5.5℃/min的升温速率下升温到720℃并保温2.5小时，冷却至室温，即制得陶瓷结合剂刚玉试样块。
h、将上述实验样条置于万能试验机上进行拉伸实验，分析上述试验的应力应变曲线,记录试样发生明显变形的力，即将磨粒从结合剂中拉出时所需的拉力。