一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪及其制備方法,包括以下步驟:1)低熔點(diǎn)陶瓷的制備:將低熔點(diǎn)陶瓷的原料按照比例采用稀釋法混勻,于1200-1300℃熔煉1-3小時(shí)急冷,球磨機(jī)破碎到2~5μm,烘干過(guò)200目篩,得到低熔點(diǎn)陶瓷,待用;2)將低熔點(diǎn)金屬和低熔點(diǎn)陶瓷按規(guī)定的比例配、混勻,再與磨料混勻;3)成型:稱取所需成型料均勻倒入磨具中刮平,壓力壓制成型,并且壓制溫度在120℃-200℃,壓制時(shí)間為30min-90min,脫模;4)燒成:將磨具放入程序控溫的烘箱內(nèi),燒兩小時(shí),然后冷卻;5)檢驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中是否存在廢品缺陷,既得低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪。本發(fā)明的砂輪節(jié)約能源,降低燒成燃料成本。
【專利說(shuō)明】一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪及其制備方法,屬于模具加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]砂輪是磨削加工中最主要的一類磨具。砂輪是在磨料中加入結(jié)合劑,經(jīng)壓坯、干燥和焙燒而制成的多孔體。砂輪是磨具中用量最大、使用面最廣的一種,使用時(shí)高速旋轉(zhuǎn),可對(duì)金屬或非金屬工件的外圓、內(nèi)圓、平面和各種型面等進(jìn)行粗磨、半精磨和精磨以及開(kāi)槽和切斷等。砂輪中用以粘結(jié)磨料的物質(zhì)稱結(jié)合劑,結(jié)合劑的性能決定砂輪的強(qiáng)度、抗沖擊性、耐熱性及抗腐蝕能力。由于陶瓷結(jié)合劑磨具剛性好、耐熱、化學(xué)穩(wěn)定性好,其應(yīng)用范圍更為廣泛。一般陶瓷磨具的燒成溫度在1100?1300°C,超硬材料磨具的燒成溫度在600?800°C。由于一般模具的燒成溫度高,而且燒成設(shè)備大,這就成為降低砂輪成本的障礙。另外也有利用低溫玻璃質(zhì)構(gòu)成的無(wú)機(jī)結(jié)合劑結(jié)合剛玉、碳化硅等磨料制造砂輪,可這樣的陶瓷結(jié)合劑砂輪雖然制造成本低,但結(jié)合劑對(duì)磨料的把持力低、磨粒破碎、脫落較多而造成砂輪磨削性能低劣的缺點(diǎn),另外制造的砂輪的磨削性能也較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明提供了一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪及其制備方法,解決了現(xiàn)有陶瓷砂輪燒成溫度高、燒制成本高等問(wèn)題。
[0004]為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪,按照重量百分比計(jì),包括低熔點(diǎn)金屬30-40%,低熔點(diǎn)陶瓷40-50%,磨料20-30%。
[0006]進(jìn)一步,本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:所述的低熔點(diǎn)金屬為Sn、Pb、Zn和Al中的一種或幾種。
[0007]進(jìn)一步,本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:所述的磨料為金剛石或CBN。
[0008]進(jìn)一步,本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:
[0009]所述的低熔點(diǎn)陶瓷,按照重量百分比計(jì),由以下成分組成=SiO2:30?45%,Al2O3:5 ~ 15%, H3BO3:40 ?45%, NaOH:5 ~ 8%, Κ0Η:3 ?5%。
[0010]另外本發(fā)明提供了一種的低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪的制備方法,包括以下步驟:
[0011]I)低熔點(diǎn)陶瓷的制備:將低熔點(diǎn)陶瓷的原料按照比例采用稀釋法混勻,過(guò)200目篩,盛入高溫坩堝在熔煉爐于1200-1300°C熔煉1-3小時(shí)急冷,球磨機(jī)破碎到2?5μπι,烘干過(guò)200目篩,得到低熔點(diǎn)陶瓷,待用;
[0012]2)將低熔點(diǎn)金屬和低熔點(diǎn)陶瓷按規(guī)定的比例配、混勻,再與磨料混勻;
[0013]3)成型:稱取所需成型料均勻倒入磨具中刮平,在壓機(jī)上用每平方厘米350-500kg的壓力壓制成型,并且壓制溫度在120°C -200°C,壓制時(shí)間為30min_90min,脫模;
[0014]4)燒成:將磨具放入程序控溫的烘箱內(nèi),在200°C _350°C的溫度下燒兩小時(shí),然后冷卻;
[0015]5)檢驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中是否存在廢品缺陷,既得低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪。
[0016]進(jìn)一步,本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:步驟I)中所述的混勻的時(shí)間為2-3小時(shí)。
[0017]進(jìn)一步,本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:步驟I)中所述的熔煉時(shí)間為1.5小時(shí)。
[0018]本發(fā)明所述的低熔點(diǎn)陶瓷是一種模具燒成溫度低于500°C的陶瓷結(jié)合劑。低熔點(diǎn)陶瓷的配方不限于上面的兩種配方,只要是可以用于模具燒成燒成溫度低于500°C的陶瓷結(jié)合劑都可以用在本發(fā)明中。
[0019]本發(fā)明的有益效果:
[0020]本發(fā)明所制備的砂輪由于燒結(jié)溫度大大降低,由以前的800-1100°C降低到500°C以下,具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)節(jié)約能源,降低燒成燃料成本,低溫?zé)蛇€可以縮短燒成時(shí)間,利于實(shí)現(xiàn)快速燒成,對(duì)于節(jié)約能源具有顯著效果;
[0021](2)縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率低溫?zé)沙斯?jié)能和提高產(chǎn)量外,還可以大大地縮短生產(chǎn)周期和顯著地提高生產(chǎn)效率。通常的陶瓷磨具僅燒成一道工序就占50?70h,而采用低溫?zé)蓵r(shí),總的燒成時(shí)間不足20h,當(dāng)其它工序不變時(shí),僅采用快速燒成就可以大大縮短生產(chǎn)周期。
[0022](3)提高磨具的外觀和內(nèi)在質(zhì)量,減少燒成廢品,可防止磨料性能因高溫作用而產(chǎn)生的性能劣化
[0023](4)增加金屬元素,增強(qiáng)了對(duì)磨料的把持力,砂輪在使用過(guò)程中磨料基本上沒(méi)有脫落。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對(duì)本發(fā)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]實(shí)施例1
[0026]一種的低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪的制備方法,包括以下步驟:
[0027]I)低熔點(diǎn)陶瓷的制備:按照重量百分比計(jì),稱取Si02:30%,Al2O3:15%, H3BO3:42%,NaOH: 8%, K0H:5%,采用稀釋法混勻,混勻時(shí)間為2h,過(guò)200目篩,盛入高溫坩堝在熔煉爐于1200°C熔煉I小時(shí)急冷,球磨機(jī)破碎到2?5 μ m,烘干過(guò)200目篩,待用;
[0028]2)按照重量百分比計(jì),Sn粉30%,低熔點(diǎn)無(wú)機(jī)陶瓷40%,金剛石30%,將Sn粉和低熔點(diǎn)陶瓷按規(guī)定的比例配、混勻,再與金剛石混勻;
[0029]3)成型:稱取所需成型料均勻倒入模具中刮平,在壓機(jī)上用每平方厘米350kg的壓力壓制成型,并且壓制溫度在120°C,壓制時(shí)間為30min,脫模;
[0030]4)燒成:將磨具放入程序控溫的烘箱內(nèi),在200°C的溫度下燒兩小時(shí),然后冷卻;
[0031]5)檢驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中是否存在廢品缺陷,既得低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪。
[0032]實(shí)施例2
[0033]一種的低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪的制備方法,包括以下步驟:
[0034]I)低熔點(diǎn)陶瓷的制備:按照重量百分比計(jì),稱取Si02: 45%,Al2O3:7%, H3BO3:40%,NaOH:5%,KOH:3%,采用稀釋法混勻,過(guò)200目篩,盛入高溫坩堝在熔煉爐于1300°C熔煉3小時(shí)急冷,球磨機(jī)破碎到2?5 μ m,烘干過(guò)200目篩,待用;
[0035]2)按照重量百分比計(jì),Pb粉35%,低熔點(diǎn)無(wú)機(jī)陶瓷40%,CBN25%,將Pb粉和低熔點(diǎn)陶瓷按規(guī)定的比例配、混勻,再與CBN混勻;
[0036]3)成型:稱取所需成型料均勻倒入模具中刮平,在壓機(jī)上用每平方厘米500kg的壓力壓制成型,并且壓制溫度在200°C,壓制時(shí)間為90min,脫模;
[0037]4)燒成:將磨具放入程序控溫的烘箱內(nèi),在350°C的溫度下燒兩小時(shí),然后冷卻;
[0038]5)檢驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中是否存在廢品缺陷,既得低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪。
[0039]實(shí)施例3
[0040]一種的低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪的制備方法,包括以下步驟:
[0041]I)低熔點(diǎn)陶瓷的制備:按照重量百分比計(jì),稱取Si02:40%,Al2O3:5%, H3BO3:45%,NaOH: 7%, Κ0Η: 3%,采用稀釋法混勻,過(guò)200目篩,盛入高溫坩堝在熔煉爐于1250°C熔煉1.5小時(shí)急冷,球磨機(jī)破碎到2?5 μ m,烘干過(guò)200目篩,待用;
[0042]2)按照重量百分比計(jì),Zn粉30%,低熔點(diǎn)無(wú)機(jī)陶瓷50%,CBN20%,將Zn粉和低熔點(diǎn)陶瓷按規(guī)定的比例配、混勻,再與CBN混勻;
[0043]3)成型:稱取所需成型料均勻倒入磨具中刮平,在壓機(jī)上用每平方厘米400kg的壓力壓制成型,并且壓制溫度在180°C,壓制時(shí)間為60min,脫模;
[0044]4)燒成:將磨具放入程序控溫的烘箱內(nèi),在280°C的溫度下燒兩小時(shí),然后冷卻;
[0045]5)檢驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中是否存在廢品缺陷,既得低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪。
[0046]實(shí)施例4
[0047]一種的低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪的制備方法,包括以下步驟:
[0048]I)低熔點(diǎn)陶瓷的制備:按照重量百分比計(jì),稱取Si02: 39%,Al2O3:8%, H3BO3:43%,NaOH:6%,Κ0Η:4%,采用稀釋法混勻,過(guò)200目篩,盛入高溫坩堝在熔煉爐于1260°C熔煉2小時(shí)急冷,球磨機(jī)破碎到2?5 μ m,烘干過(guò)200目篩,待用;
[0049]2)按照重量百分比計(jì),Al粉32%,低熔點(diǎn)無(wú)機(jī)陶瓷45%,金剛石23%,將Al粉和低熔點(diǎn)陶瓷按規(guī)定的比例配、混勻,再與金剛石混勻;
[0050]3)成型:稱取所需成型料均勻倒入磨具中刮平,在壓機(jī)上用每平方厘米380kg的壓力壓制成型,并且壓制溫度在180°C,壓制時(shí)間為70min,脫模;
[0051]4)燒成:將磨具放入程序控溫的烘箱內(nèi),在310°C的溫度下燒兩小時(shí),然后冷卻;
[0052]5)檢驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中是否存在廢品缺陷,既得低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪。
[0053]實(shí)施例5
[0054]一種的低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪的制備方法,包括以下步驟:
[0055]I)低熔點(diǎn)陶瓷的制備:按照重量百分比計(jì),稱取Si02:40%,Al2O3:5%, H3BO3:45%,NaOH: 7%, Κ0Η: 3%,采用稀釋法混勻,過(guò)200目篩,盛入高溫坩堝在熔煉爐于1250°C熔煉1.5小時(shí)急冷,球磨機(jī)破碎到2?5 μ m,烘干過(guò)200目篩,待用;
[0056]2)按照重量百分比計(jì),Zn粉18%,Sn粉15%,低熔點(diǎn)無(wú)機(jī)陶瓷43%,CBN24%,將Zn粉、Sn粉和低熔點(diǎn)陶瓷按規(guī)定的比例配、混勻,再與CBN混勻;
[0057]3)成型:稱取所需成型料均勻倒入磨具中刮平,在壓機(jī)上用每平方厘米400kg的壓力壓制成型,并且壓制溫度在180°C,壓制時(shí)間為60min,脫模;[0058]4)燒成:將磨具放入程序控溫的烘箱內(nèi),在280°C的溫度下燒兩小時(shí),然后冷卻;
[0059]5)檢驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中是否存在廢品缺陷,既得低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪。
[0060]實(shí)施例6
[0061]一種的低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪的制備方法,包括以下步驟:
[0062]I)低熔點(diǎn)陶瓷的制備:按照重量百分比計(jì),稱取Si02: 39%,Al2O3:8%, H3BO3:43%,NaOH:6%,Κ0Η:4%,采用稀釋法混勻,過(guò)200目篩,盛入高溫坩堝在熔煉爐于1260°C熔煉2小時(shí)急冷,球磨機(jī)破碎到2?5 μ m,烘干過(guò)200目篩,待用;
[0063]2)按照重量百分比計(jì),Pb粉5%、Zn粉15%,Al粉14%,低熔點(diǎn)無(wú)機(jī)陶瓷44%,金剛石22%,將Pb粉、Zn粉,Al粉和低熔點(diǎn)陶瓷按規(guī)定的比例配、混勻,再與金剛石混勻;
[0064]3)成型:稱取所需成型料均勻倒入磨具中刮平,在壓機(jī)上用每平方厘米380kg的壓力壓制成型,并且壓制溫度在180°C,壓制時(shí)間為70min,脫模;
[0065]4)燒成:將磨具放入程序控溫的烘箱內(nèi),在310°C的溫度下燒兩小時(shí),然后冷卻;
[0066]5)檢驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中是否存在廢品缺陷,既得低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪。
[0067]本發(fā)明的低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪經(jīng)過(guò)近一年的生產(chǎn),發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)成本降低60%左右,所制備的砂輪的抗彎強(qiáng)度達(dá)到60MPa、抗拉強(qiáng)度達(dá)到16MPa、結(jié)合劑強(qiáng)度可滿足80-100m/s轉(zhuǎn)速下使用安全。
[0068]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪,其特征在于:按照重量百分比計(jì),包括低熔點(diǎn)金屬30-40%,低熔點(diǎn)陶瓷40-50%,磨料20-30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪,其特征在于:所述的低熔點(diǎn)金屬為Sn、Pb、Zn和Al中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪,其特征在于:所述的磨料為金剛石或CBN。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪,其特征在于:所述的低熔點(diǎn)陶瓷,按照重量百分比計(jì),由以下成分組成:Si02:30?45%,Al2O3:5?15%,H3BO3:40 ?45%,NaOH: 5 ?8%,Κ0Η: 3 ?5%。
5.一種如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪的制備方法,其特征在于:包括以下步驟: 1)低熔點(diǎn)陶瓷的制備:將低熔點(diǎn)陶瓷的原料按照比例采用稀釋法混勻,過(guò)200目篩,盛入高溫坩堝在熔煉爐于1200-1300°C熔煉1-3小時(shí)急冷,球磨機(jī)破碎到2?5μπι,烘干過(guò)200目篩,得到低熔點(diǎn)陶瓷,待用; 2)將低熔點(diǎn)金屬和低熔點(diǎn)陶瓷按規(guī)定的比例配、混勻,再與磨料混勻; 3)成型:稱取所需成型料均勻倒入磨具中刮平,在壓機(jī)上用每平方厘米350-500kg的壓力壓制成型,并且壓制溫度在120°C _200°C,壓制時(shí)間為30min-90min,脫模; 4)燒成:將磨具放入程序控溫的烘箱內(nèi),在200°C_350°C的溫度下燒兩小時(shí),然后冷卻; 5)檢驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中是否存在廢品缺陷,即得低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪的制備方法,其特征在于:所述的步驟I)中所述的混勻的時(shí)間為2-3小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低溫金屬陶瓷結(jié)合劑砂輪的制備方法,其特征在于:步驟I)中所述的熔煉時(shí)間為1.5小時(shí)。
【文檔編號(hào)】B24D18/00GK103753410SQ201410008426
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】袁德祿 申請(qǐng)人:袁德祿