一种高强度陶瓷粘结剂制造技术

本发明专利技术涉及一种高强度陶瓷粘结剂，属机械加工技术领域。本发明专利技术采用高频吸能成分泡沫镍，与共渗剂等混合研磨，先经较低温度排气，再通过高温固相扩散，使得其可形成三维网状致密合金结构，加强对冲击能量的吸收，并将其作为基底层，并加入纳米铁粉，在高温和强冲击力下，保持持久的粘结性能，抗疲劳性好，并可化解和吸收冲击力，同时可和磨具间形成牢固的保持作用，改善应用效果；采用多组分混合球磨压制，通过多层次形成硬质成分，并分散均匀，硬质的耐冲击成分和较软质粘性料的填充，完成对抗冲击、抗疲劳性的提升。本发明专利技术解决了目前常用陶瓷粘结剂应用于磨具时对抗冲击、抗疲劳性的提升效果不佳的问题。

A high strength ceramic binder

【技术实现步骤摘要】
一种高强度陶瓷粘结剂
本专利技术涉及一种高强度陶瓷粘结剂，属机械加工

技术介绍
瓷砖、石材（含人造石材）等板面的精磨、抛光加工，传统多采用碳化硅磨具和以金刚石为磨料的磨具。CBN砂轮具有化学稳定性高，耐腐烛性好，磨削适应范围广，磨具形状保持好，磨削精度高，磨具自锐性好，可以满足难加工材料和一般材料的磨削需要。但是，现代工业科技的发展对磨具磨削加工提出更高要求。在磨具中，结合剂对磨具的影响最大。陶瓷结合剂与其它结合剂相比，具有对磨料的把持力强，硬度高，应用范围广等特点，可以适用于高精度要求的磨削加工。陶瓷结合剂性能的好坏直接关系到CBN磨粒优良性能能否得到充分的发挥，从而最终影响到CBN砂轮的磨削效果。所以，陶瓷结合剂是研究陶瓷结合剂CBN磨具的关键因素之一。陶瓷结合剂的强度是影响CBN磨具使用的一个重要因素。结合剂的强度主要包括两方面的内容：一是结合剂本身的强度，二是结合剂和磨粒之间的把持能力。CBN磨具要求所用的陶瓷结合剂必须能形成十分牢固的结合剂桥梁，且对磨粒有良好的把持能力，否则CBN磨料的高硬度就无从体现。陶瓷结合剂的耐火度是结合剂的主要性能指标之一，如结合剂的耐火度太高，烧成时烧结程度差，它与磨粒粘结不牢，使磨具硬度不稳；相反如结合剂耐火度太低，烧成时液相的粘度又小，将引起磨具变形发泡。影响结合剂耐火度的主要因素是化学成分和原料粒度。结合剂粒度越细，分散度越大，反应能力就越强，会引起耐火度的降低。目前对于CBN磨具用陶瓷结合剂性能改善的研究主要集中在对结合剂化学组分的研究，其目的是在保证结合剂能够在低温条件完成烧结的前提下，通过改变结合剂化学组分的比例或添加新的化学原料，获得性能尽可能高的结合剂配方。结合剂性能的提高要求烧结温度较高，但由于CBN在高温下会转变为类石墨的六方结构失去其超硬性，并且陶瓷结合剂中的起催熔作用的碱金属氧化物会在800℃以上强烈腐蚀CBN。为充分发挥超硬磨料的磨削潜力，解决问题的思路之一是降低烧结温度，但是降低烧结温度往往意味着牺牲结合剂的强度。多年来，大家都在致力寻找这样一种低熔高强陶瓷结合剂，既能最大发挥磨料的磨削能力，又能保证结合剂的把持强度。但利用传统的方法制备比较困难，结合剂仍然烧结温度高，强度低，抗冲击、抗疲劳性能差。因此，为了更好地提高陶瓷结合剂CBN磨具的综合性能，获得低温高强陶瓷结合剂CBN磨具，有必要探索一种可实现低温、快速制备陶瓷结合剂的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前常用陶瓷粘结剂应用于磨具时对抗冲击、抗疲劳性的提升效果不佳的问题，提供一种高强度陶瓷粘结剂。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种高强度陶瓷粘结剂，按质量份数计，包括如下组分：3~6份碳酸钠、7~15份亚麻油、3~7份助剂、2~5份填料，还包括：25~45份耐热粘性料、20~40份复合耐冲击料。所述耐热粘性料的制备方法，包括如下步骤：S1.按质量比3：7~10：0.2取泡沫镍、共渗剂、试剂A混合研磨，得研磨料，取研磨料于300~400℃预热排气，密封排气孔，升温至1500~1700℃，保温，降温至900~1100℃，保温，冷却至140~155℃，出料，冷却，得热处理物，取热处理物按质量比1：15~25加入乙醇溶液混合，超声处理，过滤，取滤渣密封，抽真空，于1200~1450℃进行热扩散，冷却，得固相扩散料；S2.按铺设高度比12~17：1分别取固相扩散料、纳米铁粉平铺，以高真空电子束沉积处理，于氩气气氛下，于温度720~770℃、压强10~14kPa条件下，通入H2处理，通入乙烯，保温保压处理，出料，自然冷却至室温，即得耐热粘性料。所述步骤S1中的共渗剂：按质量比4~8：3：1取氧化铝、氧化铬、氯化铵混合，即得共渗剂。所述步骤S1中的试剂A：按质量比1：2~4：30~50取偏铝酸钠、尿素、水混合，即得试剂A。所述复合耐冲击料的制备方法，包括如下步骤：（1）按重量份数计，取30~45份偏高岭土、20~30份镁砂、10~18份预处理椰壳料、4~8份试剂B混合，按球料质量比20~30：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合，出料，得球磨料，按重量份数计，取200~300份球磨料、80~120份粘土、2~5份添加剂、15~25份水搅拌混合，室温静置陈化，得陈化料，取陈化料高压压制，得压制料；（2）取压制料升温至500~650℃，保温预烧，通入一氧化碳，升温至1100~1150℃，烧结，停止通入一氧化碳，通入水蒸气，升温至1350~1360℃，烧结，升温至1400~1550℃，烧结，冷却，出料，即得复合耐冲击料。所述步骤（1）中的预处理椰壳料：按重量份数计，取20~40份椰壳粉、0.5~0.8份氟化钠、2~5份纳米铁粉混合搅拌，通入氩气保护，升温至550~750℃，保温炭化，冷却，出料，即得预处理椰壳料。所述步骤（1）中的添加剂：按质量比1：3~7：1取微晶石蜡、瓜尔胶、羟乙基纤维素混合，即得添加剂。所述步骤（1）中的试剂B：按质量比1：4~8取双氧水、高锰酸钾溶液混合，即得试剂B。所述填料：按质量比1：18~25取海藻酸钠、水混合搅拌，加入海藻酸钠质量2~4倍的SiO2、海藻酸钠质量1~3倍羟基磷灰石混合，即得填料。所述助剂：按质量比2~5：1取乙撑双硬脂酸酰胺、滑石粉混合，即得助剂。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术采用高频吸能成分泡沫镍，与共渗剂等混合研磨，先经较低温度排气，再通过高温固相扩散，使得其可形成三维网状致密合金结构，金属元素的成分互扩散，保障了金属成分的均匀化，具有很强的稳定性，构筑的新结构更可加强对冲击能量的吸收，并将其作为基底层，并加入纳米铁粉，在还原性气体氢气作催化、惰性载气的混合碳源气体作用沉积生长碳纳米管阵列，能够在微观上具有类似壁虎足垫表面微毛的微小结构，具有很强的粘附性，并且，在高温及能量作用下可使得粘附力出现反常增强的特性，其中的碳纳米管在高温下可“塌陷”成网状结构，增大与粘结材料的接触面积，提高了起到“粘结”作用的范德华力，同时，因而，尤其应用于陶瓷粘结磨具时，可在高温和强冲击力下，保持持久的粘结性能，抗疲劳性好，并可化解和吸收冲击力，同时可和磨具间形成牢固的保持作用，改善应用效果；（2）本专利技术采用多组分混合球磨压制，并在较低温度下烧结，可使得试剂B中的高锰酸钾可发生分解，产生二氧化锰和氧气，氧气的产生，可使预处理椰壳料中多余炭质氧化，生成二氧化碳，产生的二氧化碳扩散挥发过程中，进一步丰富产品表面和内部孔隙，可便于不同层次的填充作用，在应对外部冲击力时加强分散效果，随着温度的进一步升高，热解产生的气体可使内部的硬质成分如经高温处理椰壳成分而产生的碳化硅，发生不同层次的上浮，便于提升本陶瓷粘结剂本身的硬度，随着温度的上升，偏高岭土中的氧化铝和镁砂中的氧化镁成分可反应生成镁铝尖晶石结构，填充于内部，可很好地提升抗冲击力，与此同时，随着温度进一步升高，较低熔点的金属成分可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度陶瓷粘结剂，按质量份数计，包括如下组分：3~6份碳酸钠、7~15份亚麻油、3~7份助剂、2~5份填料，其特征在于，还包括：25~45份耐热粘性料、20~40份复合耐冲击料。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度陶瓷粘结剂，按质量份数计，包括如下组分：3~6份碳酸钠、7~15份亚麻油、3~7份助剂、2~5份填料，其特征在于，还包括：25~45份耐热粘性料、20~40份复合耐冲击料。


2.根据权利要求1所述一种高强度陶瓷粘结剂，其特征在于，所述耐热粘性料的制备方法，包括如下步骤：
S1.按质量比3：7~10：0.2取泡沫镍、共渗剂、试剂A混合研磨，得研磨料，取研磨料于300~400℃预热排气，密封排气孔，升温至1500~1700℃，保温，降温至900~1100℃，保温，冷却至140~155℃，出料，冷却，得热处理物，取热处理物按质量比1：15~25加入乙醇溶液混合，超声处理，过滤，取滤渣密封，抽真空，于1200~1450℃进行热扩散，冷却，得固相扩散料；
S2.按铺设高度比12~17：1分别取固相扩散料、纳米铁粉平铺，以高真空电子束沉积处理，于氩气气氛下，于温度720~770℃、压强10~14kPa条件下，通入H2处理，通入乙烯，保温保压处理，出料，自然冷却至室温，即得耐热粘性料。


3.根据权利要求2所述一种高强度陶瓷粘结剂，其特征在于，所述步骤S1中的共渗剂：按质量比4~8：3：1取氧化铝、氧化铬、氯化铵混合，即得共渗剂。


4.根据权利要求2所述一种高强度陶瓷粘结剂，其特征在于，所述步骤S1中的试剂A：按质量比1：2~4：30~50取偏铝酸钠、尿素、水混合，即得试剂A。


5.根据权利要求1所述一种高强度陶瓷粘结剂，其特征在于，所述复合耐冲击料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取30~45份偏高岭土、20~30份镁砂、10~18份...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小强，
申请(专利权)人：陈小强，
类型：发明
国别省市：福建;35