一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及砂輪制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪及其生產(chǎn)工藝，該砂輪由以下重量份的原料制成：立方氮化硼磨料40-45、碳化硅磨料30-34、氧化鋰3-4、氧化鈉2-3、二氧化硅3-4、二氧化鋯1-2、二氧化鉻1-2、硅酸鈉1-2、硫酸鋁3-4、聚乙烯吡咯烷酮4-5、助劑7-9；本發(fā)明砂輪采用二氧化硅、二氧化鋯等原料制成了化學(xué)性能穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)低、抗沖擊性能強(qiáng)的陶瓷結(jié)合劑；硅酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮等原料制備的水溶液增加了陶瓷結(jié)合劑與磨料的把持強(qiáng)度，本發(fā)明制備得到的立方氮化硼砂輪硬度高，韌性好，抗沖擊能力強(qiáng)，較傳統(tǒng)立方氮化硼砂輪綜合性能更為優(yōu)良。
【專利說明】一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及砂輪制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪及其生
產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]砂輪是磨具中使用范圍最為廣泛的一種工具，主要對金屬或非金屬工件的型面進(jìn)行粗磨、半精磨、精磨以及開槽、切斷等處理，在使用時處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，需要承受較大的沖擊力，因此對砂輪的強(qiáng)度、抗沖擊性、耐熱性以及抗腐性能等均有較高的要求；砂輪主要由磨料和結(jié)合劑經(jīng)壓坯、干燥、焙燒制成，磨料的種類多種多樣，常見的主要有剛玉、碳化硅、金剛石以及立方氮化硼等，這些磨料都有著良好的硬度以及一定的韌性，而其強(qiáng)度、抗沖擊性、耐熱性以及抗腐性能均取決于結(jié)合劑，常見的結(jié)合劑為樹脂結(jié)合劑、陶瓷結(jié)合劑、橡膠結(jié)合劑以及金屬結(jié)合劑，各結(jié)合劑均有不同的特性，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)砂輪工件使用條件，選擇合適的結(jié)合劑，以增強(qiáng)磨料粘結(jié)牢固強(qiáng)度，提高磨具強(qiáng)度，改善磨削性能，賦予砂輪良好的使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪，以改善傳統(tǒng)立方氮化硼砂輪的磨削性能，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪，其特征在于，本發(fā)明砂輪由以下重量份的原料制成:立方氮化硼磨料40-45、碳化硅磨料30-34、氧化鋰3_4、氧化鈉2_3、二氧化硅3_4、二氧化鋯
1-2、二氧化鉻1-2、硅酸鈉1-2、硫酸鋁3-4、聚乙烯吡咯烷酮4-5、助劑7-9。
[0004]所述的助劑由以下重量份的原料制成:碳化硅磨料10-12、鐵粉5-6、二氧化鈦1-2、硅藻土粉2-3、高嶺土粉5-6、氮化鋁粉1-2、硅烷偶聯(lián)劑KH550 2_3、二甲基硅油1_2、花生殼粉5-7 ;制備方法是將鐵粉、二氧化鈦、高嶺土粉、氮化鋁粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶聯(lián)劑KH550混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入1020-1050 V下煅燒1-2小時，冷卻后，粉碎成150-200目粉末，與其它剩余成分混合，即得。
[0005]所述的一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪，其生產(chǎn)工藝如下:
(1)將二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鉻混合，加熱至350-400°C時攪拌5-8min，隨后繼續(xù)加熱至2600-268(TC攪拌10_12min，攪拌結(jié)束后球磨至200-300目粉體后，加入助劑，充分?jǐn)嚢杈鶆騻溆茫?br> (2)將硅酸鈉、硫酸鋁、聚乙烯吡咯烷酮混合，加入2-3倍混合料重量份的水，攪拌至混合料完全溶解后，加入步驟(I)的物料，攪拌均勻備用；
(3)將立方氮化硼磨料、碳化硅磨料、氧化鋰、氧化鈉與步驟(2)所得的物料充分混合后，送入模具中壓制成型，成型條件:壓力機(jī)設(shè)定溫度為220-240°C，在18-20MPa條件下保壓4-5min,出模得胚體；
(4)將胚體進(jìn)行燒結(jié)處理，胚體先在20-25min內(nèi)升溫至650-700°C，保溫6_8小時，再按15-18°C /min升溫至1450_1480°C，保溫9-12小時后取出，自然冷卻后即得。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:采用二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鉻等原料逐步升溫攪拌制成了陶瓷結(jié)合劑，這種陶瓷結(jié)合劑化學(xué)性能穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)低、抗沖擊性能強(qiáng)；硅酸鈉、硫酸鋁、聚乙烯吡咯烷酮等原料制備的水溶液具有良好的粘結(jié)特性，能夠增加陶瓷結(jié)合劑與磨料的把持強(qiáng)度，提高了磨料間的粘結(jié)牢固程度，顯著改善制品的強(qiáng)度，本發(fā)明制備得到的立方氮化硼砂輪不僅硬度高，還具有良好的韌性，抗沖擊能力強(qiáng)，磨削性能得到改進(jìn)，較傳統(tǒng)立方氮化硼砂輪使用壽命更長。
【具體實(shí)施方式】
[0007]實(shí)施例1
本實(shí)施例砂輪由以下重量份原料制成:立方氮化硼磨料45、碳化硅磨料30、氧化鋰3、氧化鈉2、二氧化硅3、二氧化鋯1、二氧化鉻1、硅酸鈉1、硫酸鋁3、聚乙烯吡咯烷酮4、助劑8。
[0008]助劑由以下重量份的原料制成:碳化硅磨料10、鐵粉5、二氧化鈦2、硅藻土粉2、高嶺土粉5、氮化鋁粉1、硅烷偶聯(lián)劑KH550 3、二甲基硅油1、花生殼粉5 ;制備方法是將鐵粉、二氧化鈦、高嶺土粉、氮化鋁粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶聯(lián)劑KH550混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入1020-1050°C下煅燒1-2小時，冷卻后，粉碎成150-200目粉末，與其它剩余成分混合，即得。
[0009]所述的一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪，其生產(chǎn)工藝如下:
(1)將二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鉻混合，加熱至350°C時攪拌8min，隨后繼續(xù)加熱至2600°C攪拌12min，攪拌結(jié)束后球磨至300目粉體后，加入助劑，充分?jǐn)嚢杈鶆騻溆茫?br> (2)將硅酸鈉、硫酸鋁、聚乙烯吡咯烷酮混合，加入2倍混合料重量份的水，攪拌至混合料完全溶解后，加入步驟(1)的物料，攪拌均勻備用；
(3)將立方氮化硼磨料、碳化硅磨料、氧化鋰、氧化鈉與步驟(2)所得的物料充分混合后，送入模具中壓制成型，成型條件:壓力機(jī)設(shè)定溫度為220°C，在ISMPa條件下保壓5min，出模得胚體；
(4)將胚體進(jìn)行燒結(jié)處理，胚體先在25min內(nèi)升溫至650°C，保溫8小時，再按15°C/min升溫至1450°C，保溫12小時后取出，自然冷卻后即得。
[0010]性能測試:
回轉(zhuǎn)強(qiáng)度≥35米/秒；靜平衡K系數(shù)≤0.25 ；
磨削鋼結(jié)硬質(zhì)合金材料磨除率可達(dá)2.6mm3/ (mm.s)以上；
硬度L級。
[0011]實(shí)施例2
本實(shí)施例砂輪由以下重量份原料制成:立方氮化硼磨料45、碳化硅磨料32、氧化鋰4、氧化鈉3、二氧化硅4、二氧化鋯2、二氧化鉻2、硅酸鈉2、硫酸鋁4、聚乙烯吡咯烷酮5、助劑8。
[0012]助劑由以下重量份的原料制成:碳化硅磨料10、鐵粉5、二氧化鈦2、硅藻土粉2、高嶺土粉5、氮化鋁粉1、硅烷偶聯(lián)劑KH550 3、二甲基硅油1、花生殼粉5 ;制備方法是將鐵粉、二氧化鈦、高嶺土粉、氮化鋁粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶聯(lián)劑KH550混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入1020-1050°C下煅燒1-2小時，冷卻后，粉碎成150-200目粉末，與其它剩余成分混合，即得。
[0013]所述的一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪，其生產(chǎn)工藝如下:
(1)將二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鉻混合，加熱至400°C時攪拌5min，隨后繼續(xù)加熱至2680°C攪拌lOmin，攪拌結(jié)束后球磨至200目粉體后，加入助劑，充分?jǐn)嚢杈鶆騻溆茫?br> (2)將硅酸鈉、硫酸鋁、聚乙烯吡咯烷酮混合，加入3倍混合料重量份的水，攪拌至混合料完全溶解后，加入步驟(I)的物料，攪拌均勻備用；
(3)將立方氮化硼磨料、碳化硅磨料、氧化鋰、氧化鈉與步驟(2)所得的物料充分混合后，送入模具中壓制成型，成型條件:壓力機(jī)設(shè)定溫度為240°C，在20MPa條件下保壓4min，出模得胚體；
(4)將胚體進(jìn)行燒結(jié)處理，胚體先在20min內(nèi)升溫至700°C，保溫6小時，再按18°C/min升溫至1480°C，保溫9小時后取出，自然冷卻后即得。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪，其特征在于，該砂輪由以下重量份的原料制成:立方氮化硼磨料40-45、碳化硅磨料30-34、氧化鋰3_4、氧化鈉2_3、二氧化硅3_4、二氧化鋯1-2、二氧化鉻1-2、硅酸鈉1-2、硫酸鋁3-4、聚乙烯吡咯烷酮4-5、助劑7-9 ； 所述的助劑由以下重量份的原料制成:碳化硅磨料10-12、鐵粉5-6、二氧化鈦1-2、硅藻土粉2-3、高嶺土粉5-6、氮化鋁粉1-2、硅烷偶聯(lián)劑KH550 2_3、二甲基硅油1_2、花生殼粉5-7 ;制備方法是將鐵粉、二氧化鈦、高嶺土粉、氮化鋁粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶聯(lián)劑KH550混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入1020-1050°C下煅燒1-2小時，冷卻后，粉碎成150-200目粉末，與其它剩余成分混合，即得。
2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪，其工藝如下: (1)將二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鉻混合，加熱至350-400°C時攪拌5-8min，隨后繼續(xù)加熱至2600-268(TC攪拌10_12min，攪拌結(jié)束后球磨至200-300目粉體后，加入助劑，充分?jǐn)嚢杈鶆騻溆茫? (2)將硅酸鈉、硫酸鋁、聚乙烯吡咯烷酮混合，加入2-3倍混合料重量份的水，攪拌至混合料完全溶解后，加入步驟(I)的物料，攪拌均勻備用； (3)將立方氮化硼磨料、碳化硅磨料、氧化鋰、氧化鈉與步驟(2)所得的物料充分混合后，送入模具中壓制成型，成型條件:壓力機(jī)設(shè)定溫度為220-240°C，在18-20MPa條件下保壓4-5min,出模得胚體； (4)將胚體進(jìn)行燒結(jié)處理，胚體先在20-25min內(nèi)升溫至650-700°C，保溫6_8小時，再按15-18°C /min升溫至1450_1480°C，保溫9-12小時后取出，自然冷卻后即得。
【文檔編號】B24D3/14GK103770023SQ201410010600
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】胡光勝 申請人:當(dāng)涂縣南方紅月磨具磨料有限公司