本发明专利技术公开了一种陶瓷结合剂的增韧补强方法，属于陶瓷磨具技术领域。主要步骤是：将陶瓷结合剂逐渐加入去离子水的烧杯，用玻璃棒搅拌后密封备用；将碳纤维、碳化硅晶须、氧化石墨烯分别加入去离子水的烧杯中，加入表面活性后进行分散后混合在一起并加入消泡剂，在磁力搅拌机下搅拌；将最终的混合浆体与陶瓷浆体混合后滴入消泡剂并在磁力搅拌机下搅拌后加入粘结剂制得陶瓷坯体；陶瓷坯体在马弗炉中烧结后自然冷却至室。有益效果是：实验工艺简单，所需要设备简单；均匀分散的浆体成型后制备的陶瓷坯体的组织更均匀；加入碳纤维‑碳化硅晶须‑氧化石墨烯后可在陶瓷结合剂颗粒周围均匀分布晶须状的结合剂桥结结构，对陶瓷结合剂进行增韧补强。
【技术实现步骤摘要】
一种超硬磨具用陶瓷结合剂的增韧补强方法所属
本专利技术专利涉及陶瓷磨具
，尤其是一种超硬磨具用陶瓷结合剂的增强方法。
技术介绍
当今的磨削技术逐渐向着高速、高效、高精密磨削发展，因此各种磨削工具的研发及制备目标是既要保证高速的要求，又要具有良好的磨削性能和使用寿命。超硬磨具主要包括金刚石磨具和cBN磨具，其广泛应用于航空航天、模具制造、电子器件、光学材料、医疗器件、汽车生产、石材加工等领域。陶瓷结合剂超硬磨具凭借强度高、耐热性能好、切削锋利、磨削效率高、磨削过程中不易发生堵塞、热膨胀量小等特性而占据重要地位。目前，我国许多磨削加工领域仍需要依靠国外进口产品来满足自身发展需求，为了满足我国磨削加工领域的实际需求，近些年国内部分科研院所及企业投入了很多力量，为超硬磨具的制备提供了技术支持并且提升了我国磨料磨具的制造水平。我国超硬磨具用陶瓷结合剂的研究单位主要有郑州磨料磨具磨削研究所、天津大学、燕山大学、武汉理工大学、中南大学、湖南大学、郑州大学、河南工业大学等。经过近几十年的努力和实践创新，郑州磨料磨具磨削研究所在陶瓷结合剂金刚石制品及CBN产品的研发以及相关配套生产测试仪器的研制等方面取得了优异的成果。此外，我国具有一定规模和较高技术水平的磨具生产商还有白鸽集团等。陶瓷结合剂的脆性及低抗拉强度严重限制了其在高速和超高速磨削加工领域的应用，与国外公司相比，国内超硬磨具用陶瓷结合剂的实际生产及应用方面仍存在很大差距。因此,对陶瓷结合剂的增韧补强技术的研究和开发是制备高速、高效磨削用超硬磨具的关键技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种超硬磨具用陶瓷结合剂的增韧补强方法，提高陶瓷结合剂超硬磨具的使用性能。为实现本专利技术之目的，采用以下技术方案予以实现：本专利技术提供一种碳纤维-碳化硅晶须-氧化石墨烯的共混物来提高陶瓷结合剂的性能，技术方案按质量百分比由30%-60%的陶瓷结合剂、10%-40%的去离子水、0.1%-5%的碳纤维、0.1%-5%的碳化硅晶须、1%-3%的氧化石墨烯、、0.1%-3%的分散剂、0.1%-3%的粘结剂、1%-3%的消泡剂、0.1%-3%的表面活性剂组成。本专利技术提供一种陶瓷结合剂的增韧补强方法,包括如下步骤：a、称取所需要的去离子水置于规格为50mL的烧杯中并加入表面活性剂。b、称取所需要的陶瓷结合剂，分少量多次逐渐加入上述烧杯中，加入消泡剂并用玻璃棒搅拌30min，用密封膜进行密封后备用。c、分别量取所需要的去离子水置于另外三个规格为25mL的烧杯中，并将碳纤维、碳化硅晶须、氧化石墨烯分别加入这三个烧杯中，加入表面活性剂并在磁力搅拌机下搅拌25min。d、将上述步骤c中的烧杯置于超声波清洗机中进行超声分散2-3小时。e、将上述步骤d中经超声分散好的带有碳纤维的烧杯倒入带有氧化石墨烯的烧杯进行混合，加入消泡剂并在磁力搅拌机下搅拌1.5小时。f、将上述步骤d中经超声分散好的带有碳化硅晶须的烧杯倒入上述步骤e中的烧杯进行混合，加入消泡剂并在磁力搅拌机下搅拌1.5小时。g、将上述步骤f中混合均匀的浆体倒入步骤b中的陶瓷浆体中进行混合，滴入消泡剂和表面活性剂并置于磁力搅拌机下搅拌2.5小时。h、向上述步骤g中的混合浆体中加入粘结剂并用玻璃棒搅拌40min后置于凝胶注模成型的模具中进行成型，在室温下放置20min后将坯体移到60℃干燥箱进行干燥后制得陶瓷坯体。i、将上述陶瓷坯体置于马弗炉中，在5℃/min的升温速率下从室温升温到250℃并保温1小时，在4.5℃/min的升温速率下升温到250℃并保温2小时，在5.5℃/min的升温速率下升温到700℃并保温2.5小时，最后让坯体自然冷却至室温即可制得带有纤维-晶须-氧化石墨烯复合增强相的陶瓷结合剂试样块。以上技术方案中优选的，陶瓷结合剂为微晶玻璃结合剂，其粒度为0.5-50μm。以上技术方案中优选的，碳纤维粒径为0.1-1μm，碳化硅晶须粒径为0.1-10μm，氧化石墨烯粒径为0.1-0.5μm。本专利技术的有益效果是：与现有的陶瓷结合剂的增强技术相比，本专利技术是借助超声波分散技术以及磁力搅拌方式在液体介质中将纳米颗粒均匀分散成浆体，再将其加入到纳米级陶瓷结合剂的浆体中，然后在低温下固化干燥成坯体再进行低温烧结。其技术方案的有益效果如下：1、实验工艺简单，所需要设备简单，节约能源、节约成本。2、均匀分散的浆体成型后制备的陶瓷坯体的组织更均匀。3、加入碳纤维-碳化硅晶须-氧化石墨烯后可在陶瓷结合剂颗粒周围均匀分布晶须状的结合剂桥结结构，对陶瓷结合剂进行增韧补强。具体实施方式该专利技术结合以下具体实施例进行进一步描述：实施例1：a、量取10mL去离子水置于规格为50mL的烧杯1中并加入3-5滴表面活性剂。b、称取100g陶瓷结合剂分少量多次逐渐加入烧杯1中，加入3-5滴消泡剂并用玻璃棒搅拌30min，用密封膜进行密封后备用。c、将上述陶瓷结合剂浆体中加入1-2滴粘结剂并用玻璃棒搅拌40min后置于凝胶注模成型的模具中进行成型，在室温下放置20min后将坯体移到60℃干燥箱进行干燥后制得陶瓷坯体。e、将上述陶瓷坯体置于马弗炉中，在5℃/min的升温速率下从室温升温到250℃并保温1小时，在4.5℃/min的升温速率下升温到250℃并保温2小时，在5.5℃/min的升温速率下升温到700℃并保温2.5小时，最后让坯体自然冷却至室温即可制得陶瓷结合剂试样块。实施例2：a、量取10mL去离子水置于规格为50mL的烧杯1中并加入3滴或5滴表面活性剂。b、称取100g陶瓷结合剂分少量多次逐渐加入烧杯1中，加入3滴或5滴消泡剂并用玻璃棒搅拌30min，用密封膜进行密封后备用。c、分别量取2ml的去离子水置于另外三个规格为25mL的烧杯2、3、4中，并将0.5g碳纤维、0.5g碳化硅晶须、0.5g氧化石墨烯分别加入这三个烧杯中，加入1滴或2滴表面活性剂并在磁力搅拌机下搅拌25min。d、将上述步骤c中的烧杯置于超声波清洗机中进行超声分散2-3小时。e、将上述步骤d中的烧杯2倒入烧杯4进行混合，加入1滴或2滴消泡剂并在磁力搅拌机下搅拌1.5小时。f、将上述步骤d中的烧杯3倒入上述步骤e中的烧杯4进行混合，加入1滴或2滴消泡剂并在磁力搅拌机下搅拌1.5小时。g、将上述步骤f中混合均匀的浆体倒入步骤b中的陶瓷浆体中进行混合，加入1滴或2滴消泡剂和1滴表面活性剂并置于磁力搅拌机下搅拌2.5小时。h、向上述步骤g中的混合浆体中加入1滴或2滴粘结剂并用玻璃棒搅拌40min后置于凝胶注模成型的模具中进行成型，在室温下放置20min后将坯体移到60℃干燥箱进行干燥后制得陶瓷坯体。i、将上述陶瓷坯体置于马弗炉中，在5℃/min的升温速率下从室温升温到250℃并保温1小时，在4.5℃/min的升温速率下升温到250℃并保温2小时，在5.5℃/min的升温速率下升温到700℃并保温2.5小时，最后让坯体自然冷却至室温即可制得带有纤维-晶须-氧化石墨烯复合增强相的陶瓷结合剂试样块。实施例3：a、量取8mL去离子水置于规格为50mL的烧杯1中并加入3滴或5滴表面活性剂。b、称取80g陶瓷结合剂分少量多次逐渐加入烧杯1中，加入3滴或5滴消泡剂并用玻璃棒搅拌30min，用密封膜进行密封后备用。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超硬磨具用陶瓷结合剂的增韧补强方法，其特征在于由以下步骤实现：按质量百分比由30%‑60%的陶瓷结合剂、10%‑40%的去离子水、0.1%‑5%的碳纤维、0.1%‑5%的碳化硅晶须、1%‑3%的氧化石墨烯、、0.1%‑3%的分散剂、0.1%‑3%的粘结剂、1%‑3%的消泡剂、0.1%‑3%的表面活性剂组成；称取所需要的去离子水置于规格为50mL的烧杯中并加入表面活性剂；称取所需要的陶瓷结合剂，分少量多次逐渐加入上述烧杯中，加入消泡剂并用玻璃棒搅拌30min，用密封膜进行密封后备用；分别量取所需要的去离子水置于另外三个规格为25mL的烧杯中，并将碳纤维、碳化硅晶须、氧化石墨烯分别加入这三个烧杯中，加入表面活性剂并在磁力搅拌机下搅拌25min；将上述步骤c中的烧杯置于超声波清洗机中进行超声分散2‑3小时；将上述步骤d中经超声分散好的带有碳纤维的烧杯倒入带有氧化石墨烯的烧杯进行混合，加入消泡剂并在磁力搅拌机下搅拌1.5小时；将上述步骤d中经超声分散好的带有碳化硅晶须的烧杯倒入上述步骤e中的烧杯进行混合，加入消泡剂并在磁力搅拌机下搅拌1.5小时；将上述步骤f中混合均匀的浆体倒入步骤b中的陶瓷浆体中进行混合，滴入消泡剂和表面活性剂并置于磁力搅拌机下搅拌2.5小时；向上述步骤g中的混合浆体中加入粘结剂并用玻璃棒搅拌40min后置于凝胶注模成型的模具中进行成型，在室温下放置20min后将坯体移到60℃干燥箱进行干燥后制得陶瓷坯体；将上述陶瓷坯体置于马弗炉中，在5℃/min的升温速率下从室温升温到250℃并保温1小时，在4.5℃/min的升温速率下升温到250℃并保温2小时，在5.5℃/min的升温速率下升温到700℃并保温2.5小时，最后让坯体自然冷却至室温即可制得带有纤维‑晶须‑氧化石墨烯复合增强相的陶瓷结合剂试样块。...
【技术特征摘要】
1.一种超硬磨具用陶瓷结合剂的增韧补强方法，其特征在于由以下步骤实现：按质量百分比由30%-60%的陶瓷结合剂、10%-40%的去离子水、0.1%-5%的碳纤维、0.1%-5%的碳化硅晶须、1%-3%的氧化石墨烯、、0.1%-3%的分散剂、0.1%-3%的粘结剂、1%-3%的消泡剂、0.1%-3%的表面活性剂组成；称取所需要的去离子水置于规格为50mL的烧杯中并加入表面活性剂；称取所需要的陶瓷结合剂，分少量多次逐渐加入上述烧杯中，加入消泡剂并用玻璃棒搅拌30min，用密封膜进行密封后备用；分别量取所需要的去离子水置于另外三个规格为25mL的烧杯中，并将碳纤维、碳化硅晶须、氧化石墨烯分别加入这三个烧杯中，加入表面活性剂并在磁力搅拌机下搅拌25min；将上述步骤c中的烧杯置于超声波清洗机中进行超声分散2-3小时；将上述步骤d中经超声分散好的带有碳纤维的烧杯倒入带有氧化石墨烯的烧杯进行混合，加入消泡剂并在磁力搅拌机下搅拌1.5小时；将上述步骤d中经超声分散好的带有碳化硅晶须的烧杯倒入上述步骤e中的烧杯进...
【专利技术属性】
技术研发人员：栗正新，王丽晶，余威，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南,41
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