一种陶瓷结合剂CBN砂轮制备废品回收CBN磨料的方法技术

一种化学腐蚀法回收陶瓷结合剂CBN砂轮废品中CBN磨料的工艺，步骤为：在空气气氛下陶瓷结合剂CBN砂轮加热至500-550℃保温1-2小时，砂轮随炉冷却后把陶瓷CBN工作层与金属基体分离。将陶瓷结合剂CBN工作层用超声波清洗后放入电炉中加热至550℃，水淬，再经过4-6分钟短时间球磨，破碎成粉末。取陶瓷结合剂CBN砂轮粉末先浸渍于80-95℃NaOH溶液中，保温3-5小时，冲洗至中性；再将粉末浸渍于80-95℃HF的溶液中，保温3-5小时，冲洗至中性，最后将残留粉末过相应筛网，获得纯度较高，粒度号符合使用要求的CBN回收磨料，解决陶瓷结合剂CBN砂轮烧结和加工工序产生的废品难于回收的问题。

Method for preparing waste material to recover CBN abrasive by using vitrified bond CBN grinding wheel

A chemical etching process, recycling waste CBN vitrified CBN grinding wheel abrasive comprises the following steps: in the atmosphere of vitrified bonded CBN wheel heating to 500-550 Deg. C for 1-2 hours, the grinding wheel after furnace cooling to separate CBN ceramics working layer and metal substrate. The ceramic bond CBN work layer is cleaned by ultrasonic wave, then heated in the electric furnace to 550 DEG C, quenched by water, and then broken into powder by 4-6 minutes short time ball milling. The vitrified CBN grinding wheel at 80-95 DEG C NaOH powder impregnation solution, heat 3-5 hours, washing to neutral; then the solution at 80-95 deg.c powder impregnation HF, heat 3-5 hours, washing to neutral, the residual powder over the corresponding screen, high purity, particle size, meet the requirements of the use of abrasive recycling CBN and solve the vitrified CBN grinding wheel for sintering and processing of waste recycling difficult problem.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷结合剂CBN砂轮制备废品回收CBN磨料的方法
本实专利技术涉及一种陶瓷结合剂CBN砂轮制备废品中回收CBN磨料的工艺，尤其是能在不损害CBN磨料物理化学性能的条件下，较低成本将陶瓷结合剂CBN砂轮中CBN磨料回收。
技术介绍
CBN材料是目前已知材料中硬度仅次于金刚石的材料，常常将它制作成工具使用。人工合成的CBN材料都是粉末状，陶瓷结合剂CBN砂轮的制备方法采用的是陶瓷材料采用的是陶瓷材料将CBN粉末粘干压成型方法接在一起，将砂轮素坯干燥一段时间，以一定的热处理制度烧结，再将烧结后的CBN砂轮通过有机粘胶粘于金属标准件上，最后对砂轮毛坯进行机械加工，最终获得尺寸精度符合要求的陶瓷结合剂CBN砂轮成品。具有磨削效率高，磨削力小，尺寸保持性好，磨削精度高，修整容易，使用寿命长等优点，目前广泛应用于铸铁、模具钢、高速钢、高合金钢、轴承钢、硬质合金、钛合金等难加工金属材料的成型磨削和精密磨削。在陶瓷CBN砂轮的制备过程中，烧结和机械加工会产生大约5％左右的废品，而这部份废品经过了烧结已经形成了陶瓷体，其强度和化学稳定性高，CBN磨料回收利用有一定难度，目前还未见成熟的陶瓷结合剂CBN砂轮磨料回收方法的报道。CBN磨料的生产需要经过高温高压合成，市场售价非常昂贵，将陶瓷结合剂CBN砂轮中的CBN磨料进行回收，能够产生较大的经济价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用化学腐蚀法回收陶瓷结合剂CBN砂轮废品中CBN磨料的工艺，该工艺先采用焙烧法将陶瓷结合剂CBN砂轮工作层与金属基体分离，然后再将破碎后的陶瓷结合剂CBN砂轮先后浸渍于NaOH和HF溶液中，溶解掉混合粉体中的陶瓷结合剂，过筛后获得纯度较高的CBN回收磨料，解决陶瓷结合剂CBN砂轮烧结废品难于回收的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种采用化学腐蚀法回收陶瓷结合剂CBN砂轮废品中CBN磨料的工艺，包括以下步骤：(1)采用焙烧法将CBN砂轮工作层与金属基体分离；将CBN砂轮废品放入电炉中，在空气气氛下，以3-5℃/min的升温速率速度升温至500-550℃，保温1-2小时，关炉后砂轮随炉冷却，当炉温冷却至70℃以下时，从炉中取出砂轮，将砂轮工作层从金属基体上剥离，获得CBN砂轮工作层。(2)CBN砂轮工作层的破碎：将步骤(1)获得的CBN砂轮工作层，浸泡于无水乙醇中，用频率为40-60KHZ的超声波，将CBN工作层清洗1-2小时，再将CBN工作层放入电炉中以升温速率3-5℃/min的速度升温至550℃，在550℃保温0.5-1小时，开炉取出CBN工作层迅速浸入冷水中淬火。将淬火后的CBN工作层在100℃烘干后，倒入球磨机中球磨4-6min，球磨坛直径400mm，球磨石直径5mm，球料质量比为1.2∶1，球磨坛和球磨石材质均为刚玉，球磨坛转速250-300转/min，将球磨料滤除球石后，获得CBN磨料与陶瓷结合剂的混合粉末。(3)CBN回收磨料的碱蚀处理：用化学纯NaOH粉末，溶解于水中配制成浓度为4-5mol/L的NaOH溶液，NaOH溶液装入有密封装置的塑料瓶中，将步骤(2)获得的CBN砂轮工作层粉末，倒入NaOH溶液中，每升溶液中倒入180-220克粉末，将容器密闭，放入水浴锅内加热至80-95℃，保温3-5小时后，将塑料容器从水浴锅内取出，冷却至室温后打开，用500#筛网滤出粉末，然后将粉末用去离子水冲洗至中性，100℃烘干后待用。(4)CBN回收磨料的酸蚀处理：用浓度为30wt％的HF溶液与水在有密闭装置的塑料容器中配制成浓度为2-4mol/L的HF溶液，将步骤(3)获得的CBN磨料与陶瓷结合剂混合粉末，倒入HF溶液中，每升溶液中倒入180-220克粉末，将容器密闭，放入具有加热功能的超声波清洗机中，溶液温度加热至80-95℃，超声波频率为40-60KHZ，保温3-5小时后，将塑料容器从清洗机内取出，冷却至室温后打开，用500#筛网滤出CBN磨料，然后将CBN磨料用去离子水冲洗至中性，100℃烘干。(5)根据回收CBN磨料的粒度要求，将回收CBN磨料过相应号数的筛网，再将不同粒度号的CBN磨料装袋，密封，即获得合格的CBN回收磨料。由以上可知，本专利技术为一种陶瓷结合剂CBN砂轮废品中回收CBN磨料的工艺，它在不损害CBN磨料物理化学性能的前提下，能有效的从陶瓷结合剂CBN砂轮中回收纯度较高的CBN磨料，磨料表面没有陶瓷结合剂残留(图1)。用回收的CBN磨料与陶瓷结合剂重新制备成陶瓷结合剂CBN砂轮，砂轮组织结构均匀，陶瓷结合剂与回收CBN磨料界面结合良好(图2)。附图说明图1陶瓷结合剂CBN砂轮中回收的CBN磨料。图2用回收的CBN磨料制备的陶瓷结合剂CBN砂轮。具体实施方式回收陶瓷结合剂CBN砂轮中CBN磨料的具体步骤为：(1)将CBN砂轮废品放入电炉中，在空气气氛下，以升温速率5℃/min的速度升温至500℃，在500℃保温1.5小时，关炉后砂轮随炉冷却，当炉温冷却至60℃以下时，从炉中取出砂轮，将砂轮工作层从金属基体上剥离，获得CBN砂轮工作层。(2)将步骤(1)获得的CBN砂轮工作层，浸泡于无水乙醇中，用频率为60KHZ的超声波，将CBN工作层清洗1小时，再将CBN工作层放入电炉中以升温速率3℃/min的速度升温至550℃，在550℃保温0.5小时，开炉取出CBN工作层迅速丢入冷水中淬火。将淬火后的CBN工作层在100℃烘干后，倒入球磨机中球磨5min，球磨坛直径400mm，球磨石直径5mm，球料质量比为1.2∶1，球磨坛和球磨石材质均为刚玉，球磨坛转速250转/min，将球磨料滤除球石后，获得CBN磨料与陶瓷结合剂的混合粉末。(3)用化学纯NaOH粉末，溶解于水中配制成浓度为5mol/L的NaOH溶液，NaOH溶液装入有密封装置的塑料瓶中，将步骤(2)获得的CBN砂轮工作层粉末，倒入NaOH溶液中，每升溶液中倒入200克粉末，将容器密闭，放入水浴锅内加热至80℃，保温4小时后，将塑料容器从水浴锅内取出，冷却至室温后打开，用500#筛网滤出粉末，然后将粉末用去离子水冲洗至中性，100℃烘干后待用。(4)用浓度为30wt％的HF溶液与水在有密闭装置的塑料容器中配制成浓度为3mol/L的HF溶液，将步骤(3)获得的CBN磨料与陶瓷结合剂混合粉末，倒入HF溶液中，每升溶液中倒入200克粉末，将容器密闭，放入具有加热功能的超声波清洗机中，溶液温度加热至80℃，超声波频率为60KHZ，保温4小时后，将塑料容器从清洗机内取出，冷却至室温后打开，用500#筛网滤出CBN磨料，然后将CBN磨料用去离子水冲洗至中性，100℃烘干。(5)根据回收CBN磨料的粒度要求，将回收CBN磨料过相应号数的筛网，再将不同粒度号的CBN磨料装袋，密封，即获得合格的CBN回收磨料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
陶瓷结合剂CBN砂轮制备废品的前期处理：将CBN砂轮废品放入电炉中，在空气气氛下，以3‑5℃/min升温速率的速度升温至500‑550℃，保温1‑2小时，关炉后砂轮随炉冷却，当炉温冷却至70℃以下时，从炉中取出砂轮，将砂轮工作层从金属基体上剥离，获得CBN砂轮工作层。将CBN砂轮工作层，浸泡于无水乙醇中，用频率为40‑60KHZ的超声波，将CBN工作层清洗1‑2小时，再将CBN工作层放入电炉中以升温速率3‑5℃/min的速度升温至550℃，在550℃保温0.5‑1小时，开炉取出CBN工作层迅速丢入冷水中淬火。将淬火后的CBN工作层在100℃烘干后，倒入球磨机中球磨4‑6min，获得CBN磨料与陶瓷结合剂的混合粉末。

【技术特征摘要】
1.一种回收陶瓷结合剂CBN砂轮废品中CBN磨料的工艺，其特征是：陶瓷结合剂CBN砂轮制备废品的前期处理：将CBN砂轮废品放入电炉中，在空气气氛下，以3-5℃/min升温速率的速度升温至500-550℃，保温1-2小时，关炉后砂轮随炉冷却，当炉温冷却至70℃以下时，从炉中取出砂轮，将砂轮工作层从金属基体上剥离，获得CBN砂轮工作层。将CBN砂轮工作层，浸泡于无水乙醇中，用频率为40-60KHZ的超声波，将CBN工作层清洗1-2小时，再将CBN工作层放入电炉中以升温速率3-5℃/min的速度升温至550℃，在550℃保温0.5-1小时，开炉取出CBN工作层迅速丢入冷水中淬火。将淬火后的CBN工作层在100℃烘干后，倒入球磨机中球磨4-6min，获得CBN磨料与陶瓷结合剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小磐，陈瑞和，
申请(专利权)人：江苏华东砂轮有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32