[发明专利]一种复合结合剂立方氮化硼砂轮

说明书

技术领域

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种复合结合剂立方氮化硼砂轮及其生产工艺。 

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，提供一种复合结合剂立方氮化硼砂轮，以改善传统立方氮化硼砂轮的磨削性能，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 

一种复合结合剂立方氮化硼砂轮，其特征在于，本发明砂轮由以下重量份的原料制成：立方氮化硼磨料40-45、碳化硅磨料30-34、氧化锂3-4、氧化钠2-3、二氧化硅3-4、二氧化锆1-2、二氧化铬1-2、硅酸钠1-2、硫酸铝3-4、聚乙烯吡咯烷酮4-5、助剂7-9。

所述的助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10-12、铁粉5-6、二氧化钛1-2、硅藻土粉2-3、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH550 2-3、二甲基硅油1-2、花生壳粉5-7；制备方法是将铁粉、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入1020-1050℃下煅烧1-2小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 

所述的一种复合结合剂立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下： 

（1）将二氧化硅、二氧化锆、二氧化铬混合，加热至350-400℃时搅拌5-8min，随后继续加热至2600-2680℃搅拌10-12min，搅拌结束后球磨至200-300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；

（2）将硅酸钠、硫酸铝、聚乙烯吡咯烷酮混合，加入2-3倍混合料重量份的水，搅拌至混合料完全溶解后，加入步骤（1）的物料，搅拌均匀备用；

（3）将立方氮化硼磨料、碳化硅磨料、氧化锂、氧化钠与步骤（2）所得的物料充分混合后，送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为220-240℃，在18-20MPa条件下保压4-5min，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650-700℃，保温6-8小时，再按15-18℃/min升温至1450-1480℃，保温9-12小时后取出，自然冷却后即得。

本发明的优点在于：采用二氧化硅、二氧化锆、二氧化铬等原料逐步升温搅拌制成了陶瓷结合剂，这种陶瓷结合剂化学性能稳定，热膨胀系数低、抗冲击性能强；硅酸钠、硫酸铝、聚乙烯吡咯烷酮等原料制备的水溶液具有良好的粘结特性，能够增加陶瓷结合剂与磨料的把持强度，提高了磨料间的粘结牢固程度，显著改善制品的强度，本发明制备得到的立方氮化硼砂轮不仅硬度高，还具有良好的韧性，抗冲击能力强，磨削性能得到改进，较传统立方氮化硼砂轮使用寿命更长。 

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：立方氮化硼磨料45、碳化硅磨料30、氧化锂3、氧化钠2、二氧化硅3、二氧化锆1、二氧化铬1、硅酸钠1、硫酸铝3、聚乙烯吡咯烷酮4、助剂8。

助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10、铁粉5、二氧化钛2、硅藻土粉2、高岭土粉5、氮化铝粉1、硅烷偶联剂KH550 3、二甲基硅油1、花生壳粉5；制备方法是将铁粉、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入1020-1050℃下煅烧1-2小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 

所述的一种复合结合剂立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下： 

（1）将二氧化硅、二氧化锆、二氧化铬混合，加热至350℃时搅拌8min，随后继续加热至2600℃搅拌12min，搅拌结束后球磨至300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；