一种低温烧结陶瓷结合剂、砂轮及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低温烧结陶瓷结合剂、砂轮及其制备方法，属于磨料、磨具技术领域。该陶瓷结合剂由以下质量百分数的组分组成：铝硅酸盐玻璃粉20％～25％，钠钙硅玻璃粉28％～33％，硼硅酸盐玻璃粉44％～49％；其中铝硅酸盐玻璃的软化温度为900～950℃，钠钙硅玻璃800～900℃，硼硅酸盐玻璃600～700℃，并且这3种玻璃粉的强度、硬度和性能均有差异。本发明专利技术将上述3种玻璃粉复配，各组分在限定的用量范围内相互协同，能够满足结合剂流动性、强度、硬度等性能指标，并可通过调节各组分用量比例改变其烧结温度，使结合剂在680～720℃之间具有可调烧结温度，适用于多种磨料。该陶瓷结合剂对磨料的保持力好，且原料易得，成本低，适于工业化生产使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种低温烧结陶瓷结合剂，同时还涉及采用该低温烧结陶瓷结合剂的砂轮以及砂轮的制备方法，属于磨料、磨具

技术介绍
超硬材料磨具被广泛的应用于机械加工领域，例如：汽车、电子、空调、光学镜片等行业的精加工，尤其是金刚石和立方氮化硼固结砂轮，在当前的磨削加工技术中占有主导地位，目前的陶瓷结合剂砂轮主要由超硬磨料和陶瓷结合剂以及填充料混合呈一定的形状烧结而成。而传统的陶瓷结合剂的制备工艺都是通过含有各种不同的金属氧化物的原料，按照一定的配比混合均匀，经过熔融、快淬、粉碎、球墨等制备工艺，然后获得的某一特定烧结温度的结合剂。例如中国专利CN103072094公开了一种大规格陶瓷高速砂轮用结合剂，由粘土、常识份、高硼玻璃为原料烧结而成。传统的陶瓷结合剂的冶炼工艺较复杂，而且费时费力，成本较高，而且现有的陶瓷结合剂由于具有特定的烧结温度，只能够针对特定的磨料，不具有普适性，而且烧结温度调节费时费力。玻璃粉的制备工艺与陶瓷结合剂的冶炼工艺类似，组分的差异，大致两者性能上得差别，但是目前玻璃粉种类众多，例如石英玻璃、高硅氧玻璃、钠硅玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷硅酸盐玻璃灯，可将不同种类的玻璃粉复配调整玻璃粉的组成，形成具有结合剂性能的组合物，作为陶瓷结合剂，使陶瓷结合剂研制的新方向。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种烧结温度在680℃～720℃之间的低温烧结陶瓷结合剂。同时，本专利技术还提供一种上述低温烧结陶瓷结合剂的制备方法。再者，本专利技术提供一种采用上述低温烧结陶瓷结合剂的砂轮。最后，本专利技术提供一种上述砂轮的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种低温烧结陶瓷结合剂，由以下质量百分数的组分组成：铝硅酸盐玻璃粉20％～25％，钠钙硅玻璃粉28％～33％，硼硅酸盐玻璃粉44％～49％。优选的，低温烧结陶瓷结合剂，由以下质量百分数的组分组成：铝硅酸盐玻璃粉23％，钠钙硅玻璃粉31％，硼硅酸盐玻璃粉46％。低温烧结陶瓷结合剂的制备方法，包括以下步骤：按照质量百分数准确取各组分，混匀、过筛，即得。所述混匀为在混料机中混合3～5h。所述过筛为过300目筛。一种采用上述低温烧结陶瓷结合剂的砂轮，由以下质量百分数的原料制成：超硬磨料50％～55％，普通磨料18％～26％，低温烧结陶瓷结合剂20％～25％，润湿剂3％～6％。所述超硬磨料为金刚石或立方氮化硼。所述普通磨料为白刚玉。所述润湿剂为糊精液，糊精液的溶度为20％～30％。砂轮的制备方法，包括以下步骤：按照质量百分数准确取各原料，混匀后压制成型，烧结，冷却即得。所述烧结的升温速率为2～5℃/min，烧结温度(即陶瓷结合剂的烧结温度)为680～720℃，保温时间2.5～3.5h。本专利技术的有益效果：本专利技术中低温烧结陶瓷结合剂由铝硅酸盐玻璃粉、钠钙硅玻璃粉和硼硅酸盐玻璃粉组成，其中铝硅酸盐玻璃的软化温度为900～950℃，钠钙硅玻璃的软化温度为800～900℃，硼硅酸盐玻璃的软化温度为600～700℃，并且这3种玻璃粉的强度、硬度和性能均有差异。本专利技术将上述3种玻璃粉复配，各组分在限定的用量范围内相互协同，能够满足结合剂流动性、强度、硬度等性能指标，并可通过调节各组分用量比例改变其烧结温度，使结合剂在680～720℃之间具有可调烧结温度，适用于多种磨料。该陶瓷结合剂对磨料的保持力好，具有普适性，且原料易得，成本低，适于工业化生产使用。本专利技术中陶瓷结合剂的制备工艺简单，操作简便，只需将原料混合、过筛即可得到，省去了传统制备工艺中烧结、快淬、球磨破碎等操作步骤，更易于实现，利于工业化推广应用。本专利技术中砂轮以超硬磨料、普通磨料、润湿剂和上述低温烧结陶瓷结合剂为原料制备，所得砂轮表面质量高(无损伤)，满足磨削工件所需强度和硬度，磨削效率高，使用寿命长。并且，该砂轮的制备工艺简单，操作简便，以陶瓷结合剂的烧结温度为烧制温度，易于操作实现。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但不构成对本专利技术的任何限制。实施例1本实施例中低温烧结陶瓷结合剂由以下质量百分数的组分组成：铝硅酸盐玻璃粉23％，钠钙硅玻璃粉31％，硼硅酸盐玻璃粉46％。其制备方法为：按照质量百分数准确取各组分并加入混料机中(取料前各组分分别过300目筛)，混合3h，过300目筛3次，即得。将上述低温烧结陶瓷结合剂压制成Φ15mm×15mm的圆柱，测得其烧结温度为700～710℃，流动性170％～185％，满足超硬磨料使用要求。本实施例中砂轮由以下质量百分数的原料制成：金刚石50％，白刚玉23％，上述低温烧结陶瓷结合剂23％，糊精液4％(浓度25％)。其制备方法为：按照质量百分数准确取各原料，混匀后压制成型，以2℃/min的升温速率升至705℃，保温3h后自然冷却至室温，即得。所得砂轮表面质量稳定，无损伤，平面度、平行度≤2μm，硬度HRB75～85，抗折强度75～85MPa，满足工件加工使用要求。实施例2本实施例中低温烧结陶瓷结合剂由以下质量百分数的组分组成：铝硅酸盐玻璃粉20％，钠钙硅玻璃粉31％，硼硅酸盐玻璃粉49％。其制备方法为：按照质量百分数准确取各组分并加入混料机中(取料前各组分分别过300目筛)，混合5h，过300目筛3次，即得。将上述低温烧结陶瓷结合剂压制成Φ15mm×15mm的圆柱，测得其烧结温度为680～690℃，流动性150％～160％，满足超硬磨料使用要求。本实施例中砂轮由以下质量百分数的原料制成：金刚石55％，白刚玉20％，上述低温烧结陶瓷结合剂20％，糊精液5％(浓度25％)。其制备方法为：按照质量百分数准确取各原料，混匀后压制成型，以3℃/min的升温速率升至685℃，保温3h后自然冷却至室温，即得。所得砂轮表面质量稳定，无损伤，平面度、平行度≤2μm，硬度HRB55～70，抗折强度55～65MPa，满足工件加工使用要求。实施例3本实施例中低温烧结陶瓷结合剂由以下质量百分数的组分组成：铝硅酸盐玻璃粉25％，钠钙硅玻璃粉31％，硼硅酸盐玻璃粉49％。其制备方法为：按照质量百分数准确取各组分并加入混料机中(取料前各组分分别过300目筛)，混合5h，过300目筛3次，即得。将上述低温烧结陶瓷结合剂压制成Φ15mm×15mm的圆柱，测得其烧结温度为710～720℃，流动性185％～200％，满足超硬磨料使用要求。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温烧结陶瓷结合剂，其特征在于：由以下质量百分数的组分组成：铝硅酸盐玻璃粉20％～25％，钠钙硅玻璃粉28％～33％，硼硅酸盐玻璃粉44％～49％。

【技术特征摘要】
1.一种低温烧结陶瓷结合剂，其特征在于：由以下质量百分数的组分组成：铝硅酸
盐玻璃粉20％～25％，钠钙硅玻璃粉28％～33％，硼硅酸盐玻璃粉44％～49％。
2.根据权利要求1所述的低温烧结陶瓷结合剂，其特征在于：由以下质量百分数的
组分组成：铝硅酸盐玻璃粉23％，钠钙硅玻璃粉31％，硼硅酸盐玻璃粉46％。
3.如权利要求1所述低温烧结陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：按照质量百分
数准确取各组分，混匀、过筛，即得。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述过筛为过300目筛。
5.采用如权利要求1或2所述低温烧结陶瓷结合剂的砂轮，其特征在于：由以下质
量百分数的原料制成：超硬磨料50％～55...

【专利技术属性】
技术研发人员：许本超，李克华，苏鸿良，郜永娟，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41