一種耐磨氮化硼陶瓷砂輪及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐磨氮化硼陶瓷砂輪及其制備方法，屬于陶瓷生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，無壓燒結(jié)陶瓷具有抗氧化性好、硬度高熱穩(wěn)定性好、高溫強(qiáng)度大、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大等優(yōu)良性能，已在石油、化工、機(jī)械等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但是在現(xiàn)有制造方法下制造的無壓燒結(jié)陶瓷由于其斷裂韌性差、抗沖擊能力小易碎等弊端，在使用上受到了一定的限制。砂輪是用磨料和結(jié)合劑混合經(jīng)壓坯、干燥、焙燒而制成的，疏松的盤狀、輪狀都等各種形狀的磨具。砂輪是磨具中用量最大、使用最廣的一種，使用時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，可對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槽和切斷等，這就要求砂輪具有較高的強(qiáng)度和良好的磨削性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種耐磨性好硬度高的氮化硼陶瓷極其制備方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實(shí)施:
一種耐磨氮化硼陶瓷砂輪，由下列重量份的原料制成:氮化硼90-120、氧化鋁1-5、高嶺土粉2-7、氧化鋯0.8-2、氧化鈣1.5-4、二氧化鈦2-6、三氧化二銻1.8-3.5、碳纖維0.6-3、表面活性劑0.05-0.3、聚乙烯0.5-3、無水乙醇25-30、甘油2_5、去離子水65-75。
[0005]優(yōu)選的，所述的耐磨氮化硼陶瓷砂輪由下列重量份的原料制成:氮化硼100-110、氧化鋁2-4、高嶺土粉4-6、氧化鋯1-1.5、氧化鈣2-3、二氧化鈦3_5、三氧化二銻2.5_3、碳纖維1.6-2.5、表面活性劑0.05-0.2、聚乙烯1.5_2、無水乙醇26-28、甘油3_5、去離子水68-70 ο
[0006]優(yōu)選的，所述的耐磨氮化硼陶瓷砂輪由下列重量份的原料制成:氮化硼105、氧化鋁3、高嶺土粉4.5、氧化鋯1.2、氧化鈣2.8、二氧化鈦4.4、三氧化二銻2.9、碳纖維2.1、表面活性劑0.15、聚乙烯1.7、無水乙醇26、甘油4.6、去離子水68。
[0007]優(yōu)選的，所述碳纖維的長度為4-6 mm。
[0008]優(yōu)選的，所述表面活性劑為單硬脂酸甘油酯、聚山梨酯、二辛基琥珀酸磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉中的一種或多種。
[0009]制備上述耐磨氮化硼陶瓷砂輪的方法，包括以下具體步驟:
(1)將氮化硼、氧化鋁、高嶺土粉、氧化錯(cuò)、氧化媽、二氧化鈦、三氧化二鋪、去離子水混合加到球磨罐中球磨60-90 min，再加入聚乙稀、無水乙醇、甘油，以300-400 rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行濕法混合40-60 min ；
(2)加入碳纖維、表面活性劑，轉(zhuǎn)速降低至100-200rpm,繼續(xù)球磨40-60 min,將混合均勻的漿料在室溫下抽氣緩慢加到金屬模具中，然后置于保溫箱中于700-750°C下保溫30-50分鐘后脫模，在室溫下自然干燥至恒重；
(3)將步驟(2)得到的氮化硼陶瓷素坯置入反應(yīng)燒結(jié)爐中，將燒結(jié)爐抽真空，升溫至1650-1680°C，恒溫保持120-180 min,試樣隨爐冷卻即可得到耐磨氮化硼陶瓷砂輪。
[0010]優(yōu)選的，所述球磨罐配備有高純度氧化鋁磨球。
[0011]優(yōu)選的，步驟(3)中所述升溫其速率為30-35°C /min。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
(1)本發(fā)明添加的碳纖維可以提高氮化硼的力學(xué)性能，提高陶瓷的斷裂韌性、強(qiáng)度、致密度以及陶瓷的耐磨性。
[0013](2)本發(fā)明添加的金屬元素提高了氮化硼陶瓷的致密性，減少了材料的損失，提高成品率。
[0014](3)本發(fā)明工藝簡單，原料來源方便，且明顯提高了氮化硼陶瓷的硬度和耐磨性能，擴(kuò)大了氮化硼陶瓷的使用范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0016]實(shí)施例1
一種耐磨氮化硼陶瓷砂輪，由下列重量份的原料制成:氮化硼105、氧化鋁3、高嶺土粉4.5、氧化鋯1.2、氧化鈣2.8、二氧化鈦4.4、三氧化二銻2.9、碳纖維2.1、表面活性劑0.15、聚乙烯1.7、無水乙醇26、甘油4.6、去離子水68。
[0017]其中，所述碳纖維的長度為4 mm，所述表面活性劑為單硬脂酸甘油酯、十二烷基磺酸鈉。
[0018]制備上述耐磨氮化硼陶瓷砂輪的方法，包括以下具體步驟:
(1)將氮化硼、氧化鋁、高嶺土粉、氧化錯(cuò)、氧化媽、二氧化鈦、三氧化二鋪、去離子水混合加到配備有高純度氧化招磨球的球磨罐中球磨90 min，再加入聚乙稀、無水乙醇、甘油，以400 rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行濕法混合60 min ；
(2)加入碳纖維、表面活性劑，轉(zhuǎn)速降低至200rpm，繼續(xù)球磨60 min，將混合均勻的漿料在室溫下抽氣緩慢加到金屬模具中，然后置于保溫箱中于750°C下保溫50分鐘后脫模，在室溫下自然干燥至恒重；
(3)將步驟(2)得到的氮化硼陶瓷素坯置入反應(yīng)燒結(jié)爐中，將燒結(jié)爐抽真空，以35°C/min的速率升溫至1680°C，恒溫保持180 min，試樣隨爐冷卻即可得到耐磨氮化硼陶瓷砂輪。
[0019]實(shí)施例2
一種耐磨氮化硼陶瓷砂輪，由下列重量份的原料制成:氮化硼120、氧化鋁5、高嶺土粉7、氧化鋯2、氧化鈣4、二氧化鈦6、三氧化二銻3.5、碳纖維3、表面活性劑0.3、聚乙烯3、無水乙醇30、甘油5、去離子水75。
[0020]其中，所述碳纖維的長度為6 mm，所述表面活性劑為單硬脂酸甘油酯、聚山梨酯、
二辛基琥珀酸磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉。
[0021]制備上述耐磨氮化硼陶瓷砂輪的方法，包括以下具體步驟:
(1)將氮化硼、氧化鋁、高嶺土粉、氧化錯(cuò)、氧化媽、二氧化鈦、三氧化二鋪、去離子水混合加到配備有高純度氧化招磨球的球磨罐中球磨60 min，再加入聚乙稀、無水乙醇、甘油，以300 rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行濕法混合40 min ；
(2)加入碳纖維、表面活性劑，轉(zhuǎn)速降低至100rpm，繼續(xù)球磨40 min，將混合均勻的漿料在室溫下抽氣緩慢加到金屬模具中，然后置于保溫箱中于700°C下保溫