一种陶瓷结合剂金刚石砂轮制造技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷结合剂金刚石砂轮，由以下重量百分比的原料组成：金刚石粉末60％～70％，陶瓷粉末30％～40％，所述的陶瓷粉末，由以下重量百分比的原料组成：二氧化硅50％～58％，氧化硼15％～18％，氧化钠15％～18％，氧化铝4％～9％，氧化锆1％～3％，添加剂3％～5％，所述的添加剂为金属单质粉或合金粉。本发明专利技术的陶瓷结合剂金刚石砂轮，相比现有砂轮，寿命更长，抗弯强度、磨削性、耐磨性等性能得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷结合剂金刚石砂轮
本专利技术涉及金刚石砂轮
，特别涉及一种陶瓷结合剂金刚石砂轮。
技术介绍
金刚石砂轮是为了利用金刚石进行高精度、高效率磨削加工，而使用结合剂将金刚石磨粒粘结起来并制成具有一定强度和形状的磨具。由于金刚石磨料所具有的特性(硬度高、抗压强度高、耐磨性好)，使金刚石磨具在磨削加工中成为磨削硬脆材料及硬质合金的理想工具，不但效率高、精度高，而且粗糙度好、磨具消耗少、使用寿命长，同时还可改善劳动条件。制作的金刚石工具适宜加工硬脆的难加工材料,如硬质合金、光学玻璃、先进陶瓷、石材、半导体、铁氧体以及碳化硼、刚玉烧结体等材料在机械、电子、建筑、钻探、医学光学玻璃加工等工业领域得到广泛应用。随着科学技术的发展，工业上对工件的精度要求越来越高，机械加工正在向高质量、高精度、高效率、自动化方向发展，近年来，陶瓷结合剂金刚石砂轮的应用范围越来越广，市场规模不断扩大。目前，国际上整个陶瓷结合剂金刚石砂轮的市场规模不低于20亿美元，该市场份额还在以每年15％的速度增长。但是在我国磨削行业中，陶瓷结合剂金刚石磨具的用量较少，目前大多采用的是树脂结合剂和金属结合剂金刚石磨具，主要因为国内陶瓷结合剂金刚石磨具的生产还处于起步阶段，高性能的陶瓷结合剂金刚石磨具的制备还处于实验室研发阶段，市场上的国产陶瓷结合剂金刚石磨具使用性能不理想。但是陶瓷结合剂金刚石砂轮在磨削精度、磨削效率上比其他两类砂轮有很大的优势，此外陶瓷结合剂金刚石砂轮还具有磨削能力强、磨削温度低、自锐性强等优点。但是陶瓷结合剂砂轮仍存在的以下问题：由于陶瓷结合剂材料的脆性，陶瓷结合剂金刚石砂轮的使用寿命一直不理想；由于目前采用的陶瓷结合剂为低温陶瓷无机材料，引入了大量的碱性物质，在结合剂制备过程中容易挥发而引起结合剂性能不稳定，在金刚石砂轮制造过程中，结合剂对金刚石的润湿性差，大大降低了结合剂对金刚石的把持力，磨具在磨削过程中金刚石容易脱落，损耗大。近二十年来延长陶瓷结合剂金刚石砂轮的使用寿命和提高性能一直是磨具行业的研究热点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种陶瓷结合剂金刚石砂轮，本专利技术方法优化了陶瓷结合剂金刚石砂轮的抗弯强度、磨削性、耐磨性等性能，延长了砂轮的寿命。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种陶瓷结合剂金刚石砂轮，由以下重量百分比的原料组成：金刚石粉末60％～70％，陶瓷粉末30％～40％，本专利技术所述的陶瓷粉末，由以下重量百分比的原料组成：二氧化硅50％～58％，氧化硼15％～18％，氧化钠15％～18％，氧化铝4％～9％，氧化锆1％～3％，添加剂3％～5％，本专利技术所述的添加剂为金属单质粉或合金粉。本专利技术所述的陶瓷结合剂金刚石砂轮，优选地，由以下重量百分比的原料组成：金刚石粉末65％，陶瓷粉末35％。本专利技术所述的陶瓷粉末，优选地，由以下重量百分比的原料组成：二氧化硅55％，氧化硼16％，氧化钠16％，氧化铝7％，氧化锆2％，添加剂4％。本专利技术所述的金属单质粉为锰粉、钨粉、铜粉中的一种。本专利技术所述的合金粉为磷钛铝铜合金粉，成分为Cu余量Al5～18Ti3～9P3～5合金粉，其中P3～5表示重量百分比为3％～5％，Ti3～9表示重量百分比为3％～9％，Al5～18表示重量百分比为5％～18％，其余重量百分比为Cu余量。本专利技术所述的陶瓷结合剂金刚石砂轮，制备步骤如下：(1)混料：将金刚石粉末和陶瓷粉末放入混料机中，再加入原料总重量的1％粘结剂，混合20～24小时，过200～300目筛，获得成型料；(2)成型：将砂轮混合料平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250～260℃，压力为120～125MPa，保压2～3小时，冷却出模后得砂轮坯体；(3)干燥：将将砂轮坯体在室温干燥6h后，在烘箱内50℃～70℃温度下干燥12～24h；(4)烧结：将干燥后的坯体放入烧结炉内烧结，以2～3℃/min升温至200℃，保温20～30min，再以2℃/min升温至800℃～900℃，保温20～30min，冷却至室温，取出；(5)加工检验：将烧结后的砂轮坯体在车床和磨床上加工，检验合格后包装、入库，得成品。本专利技术所述的粘结剂为糊精或聚乙烯醇。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术陶瓷结合剂金刚石砂轮制备过程中，采用由陶瓷粉末、金属粉末或合金粉的混合粉末烧结形成的金刚石砂轮，对金刚石颗粒的把持力、磨削性能优于现有陶瓷结合剂金刚石砂轮，且该陶瓷结合剂金刚石砂轮的自锐性能也优于现有陶瓷结合剂砂轮。(2)本专利技术陶瓷结合剂金刚石砂轮配方中，添加了金属单质粉或合金粉，由此增强了材料基体对金刚石粒芯的把持力和金刚石的热稳定性，从而在提高陶瓷结合剂金刚石砂轮在高速磨削过程中材料的对保型性和耐磨性，实现高温磨削下仍能对金刚石磨料保持较高的把持力，延长砂轮使用寿命。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于这些实施例。实施例1一种陶瓷结合剂金刚石砂轮，由以下重量百分比的原料组成：金刚石粉末60％，陶瓷粉末40％，陶瓷粉末，由以下重量百分比的原料组成：二氧化硅50％，氧化硼16.5％，氧化钠16.5％，氧化铝9％，氧化锆3％，锰粉5％。陶瓷结合剂金刚石砂轮，制备步骤如下：(1)混料：将金刚石粉末、二氧化硅、氧化硼、氧化钠、氧化铝、氧化锆、锰粉放入混料机中，再加入原料总重量的1％糊精，混合20小时，过200目筛，获得成型料；(2)成型：将砂轮混合料平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250℃，压力为125MPa，保压2小时，冷却出模后得砂轮坯体；(3)干燥：将将砂轮坯体在室温干燥6h后，在烘箱内50℃温度下干燥24h；(4)烧结：将干燥后的坯体放入烧结炉内烧结，以2℃/min升温至200℃，保温24min，再以2℃/min升温至840℃，保温26min，冷却至室温，取出；(5)加工检验：将烧结后的砂轮坯体在车床和磨床上加工，检验合格后包装、入库，得成品。实施例2一种陶瓷结合剂金刚石砂轮，由以下重量百分比的原料组成：金刚石粉末65％，陶瓷粉末35％，陶瓷粉末，由以下重量百分比的原料组成：二氧化硅53％，氧化硼17％，氧化钠17％，氧化铝8％，氧化锆2％，钨粉3％。陶瓷结合剂金刚石砂轮，制备步骤如下：(1)混料：将金刚石粉末、二氧化硅、氧化硼、氧化钠、氧化铝、氧化锆、钨粉放入混料机中，再加入原料总重量的1％聚乙烯醇，混合20小时，过200目筛，获得成型料；(2)成型：将砂轮混合料平缓均匀投入模具内并刮平，置入液压机定模热压，温度为250℃，压力为125MPa，保压2小时，冷却出模后得砂轮坯体；(3)干燥：将将砂轮坯体在室温干燥6h后，在烘箱内50℃温度下干燥24h；(4)烧结：将干燥后的坯体放入烧结炉内烧结，以2℃/min升温至200℃，保温20min，再以2℃/min升温至800℃，保温20min，冷却至室温，取出；(5)加工检验：将烧结后的砂轮坯体在车床和磨床上加工，检验合格后包装、入库，得成品。实施例3一种陶瓷结合剂金刚石砂轮，由以下重量百分比的原料组成：金刚石粉末70％，陶瓷粉末30％，陶瓷粉末，由以下重量百分比的原料组成：二氧化硅55％，氧化硼16％，氧化钠16％，氧化铝7％，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷结合剂金刚石砂轮，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：金刚石粉末60％～70％，陶瓷粉末30％～40％；所述的陶瓷粉末，由以下重量百分比的原料组成：二氧化硅50％～58％，氧化硼15％～18％，氧化钠15％～18％，氧化铝4％～9％，氧化锆1％～3％，添加剂3％～5％；所述的添加剂为金属单质粉或合金粉。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷结合剂金刚石砂轮，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：金刚石粉末60％～70％，陶瓷粉末30％～40％；所述的陶瓷粉末，由以下重量百分比的原料组成：二氧化硅50％～58％，氧化硼15％～18％，氧化钠15％～18％，氧化铝4％～9％，氧化锆1％～3％，添加剂3％～5％；所述的添加剂为金属单质粉或合金粉；所述的金属单质粉为锰粉、钨粉、铜粉中的一种；所述的合金粉为磷钛铝铜合金粉，成分为Cu余量Al5～18Ti3～9P3～5合金粉，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡元沛，张勇，宿恒，郭新玲，龙慧玲，李发杭，梁安宁，
申请(专利权)人：桂林创源金刚石有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45