CN109822465A - 一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，包括磨料和结合剂，结合剂包括体系材料和强化材料；其中各组份及质量百分比：磨料包括：金刚石2‑4％，白刚玉，1‑5％；体系材料包括：Fe，45‑65％，Cu，20‑35％，Zn+Sn总和，3‑15％；强化材料包括：磷铁，1‑15％，Cr，1‑5％。本案针对瓷砖磨边特点通过合理配置，制得一种耐磨性、锋利度和使用稳定性均显著提高的瓷砖磨边用金属基磨轮材料，在保证锋利度的基础上，使用寿命显著提高，磨削连续性强，效率高，性价比高，且环保无污染。

Description

一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料

技术领域

本发明涉及瓷砖磨边用磨轮制备技术领域，具体是指一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料。

背景技术

常见的磨削通体砖，使用的是水磨边轮，其消耗水资源，易污染水源，另一方面，通过水磨对一些吸水率较高的瓷砖会造成质量上的影响。特别是现瓷砖厂也开始制造低温烧结、节能环保型的瓷砖，更要求进行干式磨削。目前市场上使用的磨边轮存在锋利度差，加工效率低，耐磨性差，寿命短等问题。

鉴于此，本案发明人针对上述问题进行深入研究，提出一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，通过合理配置，制得一种耐磨性、锋利度和使用稳定性均显著提高的瓷砖磨边用金属基磨轮材料，在保证锋利度的基础上，使用寿命显著提高，磨削连续性强，效率高，性价比高，且环保无污染。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，包括磨料和结合剂，结合剂包括体系材料和强化材料；其中各组份及质量百分比：

磨料包括：金刚石2-4％，白刚玉，1-5％；

体系材料包括：Fe，45-65％，Cu，20-35％，Zn+Sn总和，3-15％；

强化材料包括：磷铁，1-15％，Cr，1-5％。

所述强化材料还包括Mn，1-5％。

所述金刚石粒度为50#-120#，白刚玉的粒度在240#-400#。

所述金属基磨轮材料其各组分及质量百分比如下：磨料：粒度50#-60#金刚石，3.5％，粒度240#以细白刚玉，3.5％；体系材料：Fe，60％，Cu，20％，Zn+Sn，6％；强化材料：磷铁，3％，Cr，2％，Mn，2％。

所述金属基磨轮材料其各组分及质量百分比如下：磨料：粒度60#-80#金刚石，3.0％，粒度240#以细白刚玉，4.0％；体系材料：Fe，55％，Cu，20％，Zn+Sn，8％；强化材料：磷铁，8％，Cr，2％。

所述金属基磨轮材料其各组分及质量百分比如下：磨料：粒度80#-120#金刚石，2.5％，粒度240#以细白刚玉，3.5％；体系材料：Fe，50％，Cu，24％，Zn+Sn，10％，强化材料：磷铁，8％，Cr，2％。

采用上述方案后，本发明一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，相对于现有技术的有益效果在于：针对瓷砖干磨边用，在磨料的选择上，除了金刚石外，还添加了一定量的白刚玉辅助配合，用来对胎体起到一定的弱化作用，提高了胎体的脆性，有利于金刚石的出刃，保证产品的锋利度；同时，白刚玉的耐磨性优于胎体金属材料，对胎体起到一定的支撑保护作用，保证了产品的耐磨性。胎体材料特别设计Fe-Cu-Zn-Sn体系，用Zn和Sn提高产品的可烧结性，同时提高产品的脆性，并且在该Fe-Cu-Zn-Sn体系基础上，添加特定少量的Cr提高胎体对金刚石的润湿性，并添加特定量的磷铁弱化胎体，保证产品在瓷砖磨边时的锋利度，进一步还通过Mn的特定少量添加来加强粘结剂对金刚石的机械包镶作用，确保胎体具有足够的强度和耐磨性。

本案制造出来的连续式磨边轮安全性好，刀头不掉齿不开裂；磨边锋利度好，工作平稳，瓷砖不崩边不掉角，加工质量好；磨边效率高，磨边线的走速可达到30m/min以上；同时，使用寿命可达20天以上，具有很好的经济性。专用于对瓷砖进行定长定宽，消除瓷砖四周横截面的凹凸不平，使瓷砖尺寸一致，且四周边平整光滑。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本案作进一步详细的说明。

本案涉及一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，包括磨料和结合剂，结合剂包括体系材料和强化材料；其中各组份及质量百分比：磨料包括：金刚石2-4％，白刚玉，1-5％；体系材料包括：Fe，45-65％，Cu，20-35％，Zn+Sn总和，3-15％；强化材料包括：磷铁，1-15％，Cr，1-5％。

金刚石作为主要磨料，起破碎和掏槽作用，质量百分比控制在2-4％；优选的，金刚石的粒度范围为50/60到100/120。白刚玉作为辅助磨料，借助其形状较为规则，较脆，磨抛时出刃快的特性，质量百分比控制在1-5％，优选的粒度范围为240#-400#，作为辅助金刚石的磨料担负磨削和保护胎体作用，不仅起到增强锋利度的效率，同时有效地保护胎体不至于磨损较快导致金刚石掉砂。

胎体材料起到与磨轮基体的烧结连接作用，同时保证对磨料良好的把持力，且耐磨性与磨料匹配。结合所述磨料的设计，将结合剂设为体系材料和强化材料两种，其中主要组份Fe、Cu、Sn和Zn构成Fe-Cu-Zn-Sn体系，结合剂Fe，其含量在45-65％，用于给金刚石带来较好的润湿性，使胎体具有一定的黏结强度，而且价格低廉，大大降低金刚石工具的成本。结合剂Cu，其具有较低的熔点特性，其含量在20-35％，用来配合Zn作为黄铜基结合剂加入，从而提升强度和烧结成形性，另外Cu还用来与Sn、Zn、Mn制成性能优异的合金，从而大大降低铜合金对金刚石的润湿角。结合剂Zn，其具有熔点低、变形性好特性，结合剂Sn，具有降低液态合金的表面张力性能，采用Zn和Sn配合，二者含量总和控制在3-15％，由Sn降低内界面张力，降低和金刚石的接触角，有力地改善可烧结性，与Cu形成青铜合金，与Fe形成Fe3Sn等金属间化合物，改善铁基胎体的磨损性能和变形性；再由Sn同时与Fe和Cu形成中间化合物，提高金刚石的出刃性能。

强化材料包括：磷铁和Cr，优选的还包括Mn，1-5％。其中，磷铁，其含量在1-15％，在高Fe基胎体中，将磷铁中的P以置换式固溶入Fe中，用来极大强化Fe，提高其强度和硬度；另外磷铁还能够取代一定的Fe粉，增加了胎体的脆性，对锋利度带来极大裨益。碳化物形成元素Cr，含量在1-5％，在正常烧结温度下，用来与金刚石反应生成Cr7C3、Cr3C2型化合物，采用适微量的Cr来改善胎体对金刚石的润湿，提高结合剂和金刚石的粘结强度，并且在所述的Fe-Cu-Zn-Sn体系环境中带来沉淀强化和细晶强化效果。元素Mn，与Fe和Cu的相容性很好，具有明显的脱氧作用，将其添加含量控制在1-5％，于此在烧结合金化过程中，利用部分Mn来脱氧，余下的Mn用来参与合金化，特别是在本案Fe基粘结剂中，高温下可形成代位式固溶体，带来强化胎体的效果。

实施例一

一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，其各组分及质量百分比如下：

磨料：粒度50#-60#金刚石，3.5％，粒度240#以细白刚玉，3.5％；体系材料：Fe，60％，Cu，20％，Zn+Sn，6％；强化材料：磷铁，3％，Cr，2％，Mn，2％。

采用上述比例制得的金属基磨轮材料，其性能：硬度为95-105HRB，强度为500-800MPa，其瓷砖的走速为15-30m/min，磨边过程锋利度好，能耗低，使用寿命可达到12天以上。

实施例二

一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，其各组分及质量百分比如下：

磨料：粒度60#-80#金刚石，3.0％，粒度240#以细白刚玉，4.0％；体系材料：Fe，55％，Cu，20％，Zn+Sn，8％；强化材料：磷铁，8％，Cr，2％。

采用上述比例制得的金属基磨轮材料，其硬度为90-100HRB，强度为500-800MPa，其人造石板材的走速为15-30m/min，磨边过程锋利度好，能耗低，使用寿命可达到15天以上。

实施例三

一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，其各组分及质量百分比如下：

磨料：粒度80#-120#金刚石，2.5％，粒度240#以细白刚玉，3.5％；体系材料：Fe，50％，Cu，24％，Zn+Sn，10％，强化材料：磷铁，8％，Cr，2％。

采用上述比例制得的锯片式滚筒，其硬度为90-100HRB，强度为500-800MPa，其人造石板材的走速为15-30m/min，磨边过程锋利度好，能耗低，使用寿命可达到18天以上。

瓷质砖，属于耐磨砖，是将岩石碎屑经过高压压制后再烧制而成，其生产工艺流程为：原料→球磨→配料→过筛除铁→喷雾干燥→贮料→送粉→压制→干燥→施釉→印花/喷墨→上砖底粉→烧制→磨边→检测→分拣→打包入库。其主要晶相组成为莫来石相、石英相、玻璃相和气孔，致密度高，强度高，不变形、不龟裂；材料坚硬，表面抛光后坚硬度可与石材相比，莫氏硬度可达7-8级，吸水率通常低于2％，耐磨性好。瓷质砖具有高脆性、致密、坚硬、耐磨和弱研磨性的特征，瓷质砖的以上特性，决定了其对金刚石磨削工具的锋利度提出了很高的要求。本发明的金属基磨轮材料是专门针对瓷砖磨边用而设计的，其作为刀头与磨轮基体烧结成连续式磨边轮，应用于瓷质砖的干磨磨边线，磨边加工主要用于磨去瓷砖棱边烧结余量，同时保证砖坯四条棱边相互垂直，最终使砖坯满足规定规格和精度的加工要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。

Claims (6)

1.一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，其特征在于：包括磨料和结合剂，结合剂包括体系材料和强化材料；其中各组份及质量百分比：

磨料包括：金刚石2-4％，白刚玉，1-5％；

体系材料包括：Fe，45-65％，Cu，20-35％，Zn+Sn总和，3-15％；

强化材料包括：磷铁，1-15％，Cr，1-5％。

2.如权利要求1所述的一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，其特征在于：所述强化材料还包括Mn，1-5％。

3.如权利要求1所述的一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，其特征在于：所述金刚石粒度为50#-120#，白刚玉的粒度在240#-400#。

4.如权利要求1所述的一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，其特征在于：所述金属基磨轮材料其各组分及质量百分比如下：磨料：粒度50#-60#金刚石，3.5％，粒度240#以细白刚玉，3.5％；体系材料：Fe，60％，Cu，20％，Zn+Sn，6％；强化材料：磷铁，3％，Cr，2％，Mn，2％。

5.如权利要求1所述的一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，其特征在于：所述金属基磨轮材料其各组分及质量百分比如下：磨料：粒度60#-80#金刚石，3.0％，粒度240#以细白刚玉，4.0％；体系材料：Fe，55％，Cu，20％，Zn+Sn，8％；强化材料：磷铁，8％，Cr，2％。

6.如权利要求1所述的一种瓷砖磨边用金属基磨轮材料，其特征在于：所述金属基磨轮材料其各组分及质量百分比如下：磨料：粒度80#-120#金刚石，2.5％，粒度240#以细白刚玉，3.5％；体系材料：Fe，50％，Cu，24％，Zn+Sn，10％，强化材料：磷铁，8％，Cr，2％。