CN106675517B - 一种陶瓷结合剂cbn砂轮制备废品回收cbn磨料的方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本实发明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。
背景技术
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。
发明内容
本发明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,本发明提供如下技术方案:
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,本发明为一种陶瓷结合剂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。
Claims (1)
1.一种回收陶瓷结合剂CBN砂轮中CBN磨料的方法,其特征是:所述方法具体步骤为:
(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。
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