本发明专利技术公开了一种微晶玻璃结合剂及其制备方法，超硬材料磨具及其制备方法，属于超硬材料工具技术领域。该微晶玻璃结合剂由以下质量百分比的组分组成：55～65％的SiO2、5～15％的CaO、1～10％的K2O、5～15％的Na2O、5～20％的CaF2。本发明专利技术的超硬材料磨具使用上述微晶玻璃结合剂制得，其微晶相中存在板条状各向异性的晶体，且呈交错分布。本发明专利技术的超硬材料磨具制备方法通过对烧结过程中晶化温度的控制，使得其微晶相中存在板条状各向异性的晶体，且呈交错分布，该制备方法简便，适于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微晶玻璃结合剂及其制备方法，超硬材料磨具及其制备方法，属于超硬材料工具
技术介绍
超硬磨料(如金刚石、立方氮化硼等)具有硬度高、耐磨性好、热稳定性好等优点，已在磨削加工和磨削工具中得到了广泛应用。在各类超硬磨料磨具结合剂中，由于陶瓷结合剂具有热稳定性好，刚性较高，耐磨性好以及气孔率可控等优点，使陶瓷结合剂超硬材料磨具在机械加工领域有着广泛的应用。随着现代磨削技术的不断创新和提高，现有陶瓷结合剂磨具的性能不再能够满足高质、高效、高精加工技术的需求。微晶玻璃结合剂作为陶瓷结合剂的一种，是将特定组成的基础玻璃，通过对晶化工艺的严格控制，制得出含有大量微晶相及玻璃相的一种材料。玻璃相中产生了大量均匀的微小晶体，可大大提高磨具的强度、韧性和耐磨性。现有技术中微晶玻璃结合剂成分复杂，制备成本高。公布号为CN102729156A的中国专利技术专利公开了一种低融高强微晶氧化铝陶瓷磨具用结合剂，由SiO245～65％，Al2O35～20％，B2O310～30％，(Ml)2O8～20％，(M2)2O0～8％，ZnO1.5～2.5％，XF1.5～2.5％组成，其中M1、M2代表两种碱金属，XF代表一种氟化物。公布号为CN106078537A的中国专利技术专利公开了一种用于超硬材料砂轮的微晶玻璃结合剂，由基础陶瓷结合剂和添加剂组成；基础陶瓷结合剂为55～65％SiO2、2～10％Al2O3、5～20％B2O3、0～5％CaO、0～5％K2O、5～15％Na2O、0～5％Li2O、0～5％BaO、0～8％ZnO；添加剂为ZnO、Y2O3、ZrO2、CaF2、Na3AlF6、Na2SiF6中的一种或多种。由此可知，现有技术微晶玻璃结合剂成分复杂，制备成本高，并且其微晶相结构不稳定，使得磨具的使用寿命降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种微晶玻璃结合剂，该微晶玻璃结合剂制得的超硬材料磨具中的微晶相中存在板条状各向异性的晶体，且呈交错分布。本专利技术第二个目的是提供了上述微晶玻璃结合剂的制备方法，该制备方能提高微晶玻璃结合剂的强度及韧性。本专利技术第三个目的是提供了使用上述微晶玻璃结合剂的超硬材料磨具。本专利技术还提供了上述超硬材料磨具的制备方法。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种微晶玻璃结合剂，由以下质量百分比的组分组成：55～65％的SiO2、5～15％的CaO、1～10％的K2O、5～15％的Na2O、5～20％的CaF2。本专利技术的微晶玻璃结合剂，成分简单，制备成本低。在使用其制备所得的超硬材料磨具中其微晶相中存在板条状各向异性的晶体，且呈交错分布，是一种显微结构特殊，力学性能优异的微晶玻璃结合剂。一种上述的微晶玻璃结合剂的制备方法，包括如下步骤：1)取配方量的组分原料混合，得混合料；2)将步骤1)所得的混合料，于1350～1380℃高温下保温2～3h后，得到熔融玻璃液；3)将步骤2)所得的熔融玻璃液水淬，经球磨、干燥、研磨，过筛即得。所述球磨为湿法球磨，球磨时间为4～6h。所述干燥是将球磨得到的料浆在95～105℃条件下干燥。所述过筛使用的筛网为400目。本专利技术的微晶玻璃结合剂采用传统高温熔融法制得熔融玻璃液，将熔融玻璃液水淬，经球磨、干燥、研磨，过筛即得。该制备方法能提高微晶玻璃结合剂的强度及韧性，工艺简单，适于工业化生产。一种使用上述微晶玻璃结合剂的超硬材料磨具。所述超硬材料磨具为立方氮化硼磨具。本专利技术的超硬材料磨具中其微晶相中存在板条状各向异性的晶体，且呈交错分布。本专利技术的超硬材料磨具的抗折强度明显提高，其使用寿命延长。一种上述的超硬材料磨具的制备方法，包括将超硬磨料与所述微晶玻璃结合剂混合，压制成型，干燥，烧结，即得；所述烧结是指在600～750℃温度下保温1～3h，然后升温至830～950℃保温2～4h。所述超硬磨料与所述微晶玻璃结合剂的质量比为55～65：35～45。优选的，所述烧结是指以2～4℃/min的升温速率升温至600～750℃，保温1～3h，然后以4～6℃/min的升温速率升温至830～950℃保温2～4h。所述压制成型是在550～600MPa压力下压制成坯体。所述干燥是在将坯体在95～105℃干燥12～16h。本专利技术提供的超硬材料磨具的制备方法通过对烧结后晶化温度的控制，使得其微晶相中存在板条状各向异性的晶体，且呈交错分布。该制备方法简便，适于工业化生产。附图说明图1为本专利技术实施例1所得超硬材料磨具中微晶玻璃结合剂经过烧结后的SEM图；图2为本专利技术实施例3所得超硬材料磨具中微晶玻璃结合剂经过烧结后的SEM图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。实施例1本实施例中微晶玻璃结合剂由以下质量百分比的组分组成：55％的SiO2、15％的CaO、10％的K2O、5％的Na2O、15％的CaF2。本实施例中微晶玻璃结合剂的制备方法，包括如下步骤：1)取配方量的组分原料混合，得混合料；2)将步骤1)所得的混合料，于1350℃高温下保温2h后，得到熔融玻璃液；3)将步骤2)所得的熔融玻璃液水淬，湿法球磨4h，将料浆在95℃条件下干燥，再研磨、过400目筛，即得微晶玻璃结合剂。本实施例中使用上述微晶玻璃结合剂制得的超硬材料磨具为立方氮化硼磨具，其制备方法为：取60重量份的超硬磨料立方氮化硼与40重量份的微晶玻璃结合剂混合，经580MPa压制成40mm×5mm×5mm的坯体；将坯体在100℃干燥12h；将干燥后的坯体放入马弗炉内，以3℃/min的升温速率升温至600℃，晶化保温1h；然后以5℃/min的升温速率升温至850℃保温3h，即得。本实施例的立方氮化硼磨具的抗折强度为55.4～70.2MPa。本实施例所得超硬材料磨具中微晶玻璃结合剂经过烧结后的SEM图如图1所示。从图1可以看出其微晶相中存在板条状各向异性的晶体，且呈交错分布。实施例2本实施例中微晶玻璃结合剂由以下质量百分比的组分组成：65％的SiO2、5％的CaO、10％的K2O、15％的Na2O、5％的CaF2。本实施例中微晶玻璃结合剂的制备方法，包括如下步骤：1)取配方量的组分原料混合，得混合料；2)将步骤1)所得的混合料，于1365℃高温下保温2.5h后，得到熔融玻璃液；3)将步骤2)所得的熔融玻璃液水淬，湿法球磨6h，将料浆在105℃条件下干燥，再研磨、过400目筛，即得微晶玻璃结合剂。本实施例中使用上述微晶玻璃结合剂制得的超硬材料磨具为立方氮化硼磨具，其制备方法为：取55重量份的超硬磨料立方氮化硼与45重量份的微晶玻璃结合剂混合，经550MPa压制成40mm×5mm×5mm的坯体；将坯体在95℃干燥14h；将干燥后的坯体放入马弗炉内，以2℃/min的升温速率升温至700℃，晶化保温2h；然后以4℃/min的升温速率升温至830℃保温2h，即得。本实施例的立方氮化硼磨具的抗折强度为65.5～80.2MPa。实施例3本实施例中微晶玻璃结合剂由以下质量百分比的组分组成：60％的SiO2、10％的CaO、1％的K2O、9％的Na2O、20％的CaF2。本实施例中微晶玻璃结合剂的制备方法，包括如下步骤：1)取配方量的组分原料混合，得混合料；2)将步骤1)所得的混合料，于1380℃高温下保温3h后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微晶玻璃结合剂，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：55～65％的SiO2、5～15％的CaO、1～10％的K2O、5～15％的Na2O、5～20％的CaF2。
【技术特征摘要】
1.一种微晶玻璃结合剂，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：55～65％的SiO2、5～15％的CaO、1～10％的K2O、5～15％的Na2O、5～20％的CaF2。2.一种如权利要求1所述的微晶玻璃结合剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)取配方量的组分原料混合，得混合料；2)将步骤1)所得的混合料，于1350～1380℃高温下保温2～3h后，得到熔融玻璃液；3)将步骤2)所得的熔融玻璃液水淬，经球磨、干燥、研磨，过筛即得。3.根据权利要求2所述的微晶玻璃结合剂的制备方法，其特征在于：所述球磨为湿法球磨，球磨时间为4～6h。4.根据权利要求2所述的微晶玻璃结合剂的制备方法，其特征在于：所述干燥是将球磨得到的料浆在95～105℃条件下干燥。5.根据权利要求2所述的微晶玻璃结合剂的制备方法，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张敏捷，马倩，
申请(专利权)人：富耐克超硬材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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