CN103770028A - 一种陶瓷锆刚玉砂轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种陶瓷锆刚玉砂轮及其生产工艺，该砂轮由以下重量份的原料制成：锆刚玉磨料34-37、莫来石12-14、单晶刚玉磨料30-34、立方氮化硼磨料12-14、二氧化硅3-4、氧化镁2-3、硼砂1-2、硫酸钛14-18、氧化镧1-2、助剂10-12；本发明砂轮采用莫来石、二氧化硅、硼砂、硫酸钛、氧化镧等原料烧结制成的陶瓷结合剂，这种结合剂性能稳定、耐磨、耐火度低、热膨胀系数小，与磨料的把持强度大，有效了提高了磨料间的粘结牢固程度，使得本发明的皓刚玉砂轮具有良好的硬度和切削性能，较传统皓刚玉砂轮使用寿命更长。

Description

一种陶瓷锆刚玉砂轮
技术领域
本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种陶瓷锆刚玉砂轮及其生产工艺。 
背景技术
砂轮是磨具中使用范围最为广泛的一种工具，主要对金属或非金属工件的型面进行粗磨、半精磨、精磨以及开槽、切断等处理，在使用时处于高速旋转状态，需要承受较大的冲击力，因此对砂轮的强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能等均有较高的要求；砂轮主要由磨料和结合剂经压坯、干燥、焙烧制成，磨料的种类多种多样，常见的主要有刚玉、碳化硅、金刚石以及立方氮化硼等，这些磨料都有着良好的硬度以及一定的韧性，而其强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能均取决于结合剂，常见的结合剂为树脂结合剂、陶瓷结合剂、橡胶结合剂以及金属结合剂，各结合剂均有不同的特性，在实际应用中应根据砂轮工件使用条件，选择合适的结合剂，以增强磨料粘结牢固强度，提高磨具强度，改善磨削性能，赋予砂轮良好的使用性能。 
发明内容
本发明的目的在于，提供一种陶瓷锆刚玉砂轮，以改善锆刚玉砂轮的硬度，提高磨削性能，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 
一种陶瓷锆刚玉砂轮，其特征在于，本发明砂轮由以下重量份的原料制成：锆刚玉磨料34-37、莫来石12-14、单晶刚玉磨料30-34、立方氮化硼磨料12-14、二氧化硅3-4、氧化镁2-3、硼砂1-2、硫酸钛14-18、氧化镧1-2、助剂10-12。
所述的助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10-12、莫来石粉3-5、氧化锌1-2、氧化镁2-3、高岭土2-3、聚乙烯醇2-3、三聚磷酸钠1-2、N220炭黑3-4、木炭5-7；制备方法是将莫来石粉、氧化锌、氧化镁、高岭土、N220炭黑混合，研磨成200-300目粉末，然后加入聚乙烯醇混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入720-750℃下煅烧2-3小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 
所述的一种陶瓷锆刚玉砂轮，其生产工艺如下： 
（1）将莫来石、二氧化硅、氧化镁、硼砂、硫酸钛、氧化镧混合，混合料以6-8℃/min的速度进行加热，至1800-2250℃时保温20-30min，随后冷却至室温，球磨至100-200目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将锆刚玉磨料、单晶刚玉磨料、立方氮化硼磨料加入步骤（1）所得的物料中，充分混合后备用；
（3）将（2）得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为250-300℃，在12-15MPa条件下保压10-12min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在20-25min内升温至450-500℃，保温2-3h，再按5-8℃/min升温至1350-1400℃，保温4-6h后取出，自然冷却后即得。
本发明的优点在于：采用逐步升温的方法对莫来石、二氧化硅、硼砂、硫酸钛、氧化镧等原料进行烧结制成的陶瓷结合剂，性能稳定，耐磨，耐火度低、热膨胀系数小、与磨料的把持强度大，提高了磨料间的粘结牢固程度，使得本发明皓刚玉砂轮具有良好的硬度和切削性能，较传统皓刚玉砂轮使用寿命更长。 
具体实施方式
实施例1 
本实施例砂轮由以下重量份原料制成：锆刚玉磨料36、莫来石14、单晶刚玉磨料32、立方氮化硼磨料14、二氧化硅4、氧化镁3、硼砂2、硫酸钛16、氧化镧2、助剂12。
助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10、莫来石粉5、氧化锌1、氧化镁2、高岭土3、聚乙烯醇2、三聚磷酸钠1、N220炭黑4、木炭7；制备方法是将莫来石粉、氧化锌、氧化镁、高岭土、N220炭黑混合，研磨成200-300目粉末，然后加入聚乙烯醇混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入720-750℃下煅烧2-3小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 
所述的一种陶瓷锆刚玉砂轮，其生产工艺如下： 
（1）将莫来石、二氧化硅、氧化镁、硼砂、硫酸钛、氧化镧混合，混合料以8℃/min的速度进行加热，至1900℃时保温30min，随后冷却至室温，球磨至200目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将锆刚玉磨料、单晶刚玉磨料、立方氮化硼磨料加入步骤（1）所得的物料中，充分混合后备用；
（3）将（2）得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为280℃，在13MPa条件下保压12min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在20min内升温至450℃，保温3h，再按8℃/min升温至1380℃，保温6h后取出，自然冷却后即得。
性能测试： 
回转强度≥ 35 米/ 秒；静平衡K 系数≤ 0.25；
磨削钢结硬质合金材料磨除率可达2.6mm3/(mm .s) 以上；
硬度L 级。
实施例2 
本实施例砂轮由以下重量份原料制成：锆刚玉磨料35、莫来石14、单晶刚玉磨料32、立方氮化硼磨料14、二氧化硅3、氧化镁2、硼砂2、硫酸钛18、氧化镧2、助剂10。
助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10、莫来石粉5、氧化锌1、氧化镁2、高岭土3、聚乙烯醇2、三聚磷酸钠1、N220炭黑4、木炭7；制备方法是将莫来石粉、氧化锌、氧化镁、高岭土、N220炭黑混合，研磨成200-300目粉末，然后加入聚乙烯醇混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入720-750℃下煅烧2-3小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 
所述的一种陶瓷锆刚玉砂轮，其生产工艺如下： 
（1）将莫来石、二氧化硅、氧化镁、硼砂、硫酸钛、氧化镧混合，混合料以6℃/min的速度进行加热，至2000℃时保温25min，随后冷却至室温，球磨至200目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将锆刚玉磨料、单晶刚玉磨料、立方氮化硼磨料加入步骤（1）所得的物料中，充分混合后备用；
（3）将（2）得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为300℃，在15MPa条件下保压10min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在25min内升温至450℃，保温3h，再按8℃/min升温至1400℃，保温5h后取出，自然冷却后即得。

Claims (2)

1.一种陶瓷锆刚玉砂轮，其特征在于，该砂轮由以下重量份的原料制成：锆刚玉磨料34-37、莫来石12-14、单晶刚玉磨料30-34、立方氮化硼磨料12-14、二氧化硅3-4、氧化镁2-3、硼砂1-2、硫酸钛14-18、氧化镧1-2、助剂10-12；
所述的助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10-12、莫来石粉3-5、氧化锌1-2、氧化镁2-3、高岭土2-3、聚乙烯醇2-3、三聚磷酸钠1-2、N220炭黑3-4、木炭5-7；制备方法是将莫来石粉、氧化锌、氧化镁、高岭土、N220炭黑混合，研磨成200-300目粉末，然后加入聚乙烯醇混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入720-750℃下煅烧2-3小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。
2.如权利要求1所述的一种陶瓷锆刚玉砂轮，其工艺如下：
（1）将莫来石、二氧化硅、氧化镁、硼砂、硫酸钛、氧化镧混合，混合料以6-8℃/min的速度进行加热，至1800-2250℃时保温20-30min，随后冷却至室温，球磨至100-200目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将锆刚玉磨料、单晶刚玉磨料、立方氮化硼磨料加入步骤（1）所得的物料中，充分混合后备用；
（3）将（2）得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为250-300℃，在12-15MPa条件下保压10-12min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在20-25min内升温至450-500℃，保温2-3h，再按5-8℃/min升温至1350-1400℃，保温4-6h后取出，自然冷却后即得。
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