金刚石砂轮及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金刚石砂轮及其制备方法，属于磨具领域。该金刚石砂轮包括基体和磨块，所述磨块的原料中包含按重量百分比由以下原料制成的陶瓷结合剂：SiO2：40-46wt%，Al2O3：9-13wt%，B2O3：18-22wt%，Na2O：8-10wt%，CaF2：11-15wt%，Li2O：4-6wt%，TiO2：1-2wt%。本发明专利技术的金刚石砂轮能够有效提升金刚玻璃的加工效率，降低加工成本，减少对环境的污染，满足金刚玻璃研磨加工使用要求。另外，本发明专利技术的结合剂烧成温度低、对磨料的把持力强，在设计的工艺制度下大幅降低所用金刚石发生损伤，且研磨过程中砂轮无需修整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磨具领域，特别是涉及一种陶瓷结合剂、陶瓷结合剂，本专利技术的陶瓷结合剂金刚石砂轮可应用于普通材料砂轮难以加工的高硬金属和非金属硬脆材料的研磨，但主要应用于金刚玻璃的研磨。
技术介绍
金刚玻璃由于其耐磨性和高强度而广泛应用于Iphone、Ipad等通信终端的面板方面。随着加工技术的不断发展，金刚玻璃的应用也将越来越广泛。以往加工金刚玻璃主要采用游离碳化硅磨料来研磨加工，其加工效率极低，生产厂家大量订购研磨设备仍然经常无法满足大订单的生产要求。另一方面，使用普通游离磨料的研磨加工也增加了对环境污染的废料。因此，金刚石玻璃的精密加工一直成为制约其应用的瓶颈。相对于普通游离碳化硅磨料而言，金刚石磨料更适合于研磨加工金刚玻璃。金刚石磨具常用的结合剂有金属结合剂、树脂结合剂、橡胶结合剂以及陶瓷结合剂等，而陶瓷结合剂金刚石砂轮有如下优点高强度，耐热性能好，切削锋利，磨削效率高，磨削过程中不易发热和堵塞，热膨胀量小，容易控制加工精度。同树脂结合剂砂轮相比，它解决了树脂结合剂金刚石砂轮的低寿命，磨削效率低，磨具本身在磨削过程中易变性的问题。结合剂对磨具的使用性能和寿命有很重要的影响，因此，结合剂的选用尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种陶瓷结合剂。本专利技术的另一目的在于提供一种金刚石砂轮，该砂轮采用了上述陶瓷结合剂。这种砂轮应用于金刚玻璃精密加工，取代传统的碳化硅游离磨料研磨加工，具有效率高，综合成本低、磨削废物排放少，无污染便于使用及推广的特点。本专利技术的再一目的在于提供一种上述陶瓷结合剂金刚石砂轮的制备方法。为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供的陶瓷结合剂，按重量百分比由以下原料制成，SiO2 40-46wt%, Al2O3 9-13wt%, B2O3 18-22wt%, Na2O 8-10wt%, CaF2 ll_15wt%，Li2O 4-6wt%, TiO2 :l_2wt%。优选地，所述陶瓷结合剂的粒度彡75 μ m。本专利技术提供的金刚石砂轮，包括基体和磨块，所述磨块的原料中包含上述陶瓷结合剂。所述磨块的原料还包括金刚石磨料、填料。所述磨块的原料还可以包括造孔剂和临时结合剂。所述造孔剂的重量优选为所述陶瓷结合剂、所述金刚石磨料和所述填料总重量的3-10%,比如可以是4%、5%、8% ;所述临时结合剂的重量为所述陶瓷结合剂、所述金刚石磨料和所述填料总重量的3-10%，比如可以是4%、5%、8%、9%。优选地，所述磨块原料中，上述陶瓷结合剂为20-30重量份，上述金刚石磨料为50-75重量份，上述填料为0-25重量份。所述金刚石磨料的粒度优选为200-3000目，当所述金刚石磨料粒度为400目以细时，所述磨块原料中，优选地，所述陶瓷结合剂为25重量份，所述金刚石磨料为55份，所述填料为20重量份；当金刚石磨料粒度为400目以粗时，所述磨块原料中，优选地，所述陶瓷结合剂为20重量份，所述金刚石磨料为70重量份，所述填料为10重量份。所述填料优选为刚玉和/或碳化硅。所述临时结合剂优选为糊精液、水玻璃、液体石蜡和石蜡醇溶液中的至少一种。所述造孔剂优选为高分子树脂球颗粒，该高分子树脂球颗粒可以是丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂和固体酚醛树脂中的一种或多种。上述金刚石砂轮的制备方法，包括如下操作步骤步骤一，将所述陶瓷结合剂、所述金刚石磨料、所述填料、所述造孔剂以及所述临时结合剂混合均匀后造粒，然后烘干成为球形生坯料，再将生坯料均匀装入成型模具中，在预定压力下预压成型，再将成型的生坯阶段焙烧、表面处理，从而得到陶瓷结合剂金刚石砂轮的磨块；步骤二，将基体与步骤一得到的所述磨块进行粘接、修整，从而制备出所述陶瓷结合剂金刚石砂轮。优选地，所述预定压力为40_120MPa，例如可以是40-50MPa、50_60MPa、100-120MPa、70-80MPa、80-90MPa，示例性的所述预定压力可以是 45MPa、55MPa、60MPa、65MPa、85MPa、IOOMPa, IIOMPa0优选地，所述阶段焙烧是温度控制为2_5°C /min的升温速率，在造孔剂分解的温度段保温10-30min(比如15min、20min、25min),然后在陶瓷磨块烧成温度保温l_3h(比如I. 5h、2h、2. 5h)，最后以2-5°C /min的速率降到室温，其中陶瓷磨块烧成温度为660_750°C(比如670°C、690°C、720°C、740°C)。优选地，所述步骤一中的球形生坯料的粒径为250-1000 μ m。本专利技术的有益效果采用本专利技术的陶瓷结合剂和制备方法获得的陶瓷结合剂金刚石砂轮具有加工效率高，综合成本低，新型环保，无毒无害，便于使用及推广的特点。因此，能够有效提升金刚玻璃的加工效率，降低加工成本，减少对环境的污染，满足金刚玻璃研磨加工使用要求。另外，本专利技术的结合剂烧成温度低于750°C、对磨料的把持力强，在设计的工艺制度下大幅降低所用金刚石发生损伤，且研磨过程中砂轮无需修整。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不限于此。以下百分比均为重量百分比。本专利技术提供的陶瓷结合剂，按重量百分比由以下原料制成，SiO2 40-46wt%, Al2O3 9-13wt%, B2O3 18-22wt%, Na2O 8-10wt%, CaF2 ll-15wt%, Li2O 为 4-6wt%, Ti02l-2wt% ;所述陶瓷结合剂的粒度为200目以细，即粒度< 75 μ m的陶瓷结合剂。上述陶瓷结合剂的制备方法为将上述原料混合均匀后在1300°C高温条件下熔炼lOOmin，水淬后破碎、干燥、筛分得到200目以细陶瓷结合剂。本专利技术提供的陶瓷结合剂金刚石砂轮，包括基体和磨块，所述磨块的原料中包含上述陶瓷结合剂，还包括金刚石磨料、填料，所述陶瓷结合剂、金刚石磨料和填料统称为粉晶；所述磨块的原料中还可以包括造孔剂以及临时结合剂，造孔剂和临时结合剂为额外添加物，可作为造孔和助成型用，大多数时候烧制完后造孔剂和临时结合剂就挥发掉或者燃烧掉。所述基体可以是钢基体、航空铝合金基体或纤维增韧复合材料基体。优选地，所述磨块包括以下原料上述陶瓷结合剂20-30重量份，金刚石磨料50-75重量份，填料0-25重量份。优选地，所述磨块的原料中所述造孔剂的用量为上述陶瓷结合剂、上述金刚石磨料和上述填料总重量(即粉晶重量)的3-10%，所述临时结合剂的用量为上述陶瓷结合剂、上述金刚石磨料和上述填料总重量(即粉晶重量)的3-10%。更优选地，所述造孔剂的用量为上述陶瓷结合剂、上述金刚石磨料和上述填料总重量(即粉晶重量)的5%，所述临时结合剂的用量为上述陶瓷结合剂、上述金刚石磨料和上述填料总重量(即粉晶重量)的5%。所述金刚石磨料的粒度优选为200-3000目(即5 μ m_75 μ m)。当金刚石磨料粒度为400目以细时，更优选所述磨块的原料中，上述陶瓷结合剂为25重量份，金刚石磨料为55重量份，填料为20重量份。当金刚石磨料粒度为400目以粗时，更优选所述磨块的原料中，上述陶瓷结合剂为20重量份，金刚石磨料为70重量份，填料为10重量份。所述填料为刚玉和/或碳化硅。其中刚玉优选为棕刚玉和/或白刚玉；碳化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷结合剂，其特征在于，按重量百分比由以下原料制成，SiO2：40？46wt%，Al2O3：9？13wt%，B2O3：18？22wt%，Na2O：8？10wt%，CaF2：11？15wt%，Li2O：4？6wt%,TiO2：1？2wt%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，刘一波，赵刚，黄霞，
申请(专利权)人：北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司，安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：