[发明专利]一种氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮由陶瓷砂轮结合剂、CBN磨料和临时粘结剂按照下述重量份组成：陶瓷砂轮结合剂30份、CBN磨料68份、临时粘结剂2份；所述陶瓷砂轮结合剂由下述重量份原料组成：正硅酸乙酯60～75份，硝酸铝10～30份，硼酸0.05～0.30份，硝酸钠0.02～0.30份，氧化石墨烯0.2～5.6份，碱金属0.01～0.02份；所述临时粘结剂为糊精溶液，糊精与水的质量比为1:1.5～4；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤1，将硝酸铝、硼酸、硝酸钠和碱金属同时加入去离子水和正硅酸乙酯中，得到混合溶液1；

步骤2，将氧化石墨烯分散在去离子水中，浓硝酸调节pH值为3～4，与步骤1所得的混合溶液1混合，得到混合溶液2，其中去离子水为氧化石墨烯重量的1.5倍；

步骤3，将混合溶液2水浴搅拌，得到混合溶液3；

步骤4，将混合溶液3在60～75℃下恒温干燥20h～25h，静置2～3天，得到湿凝胶；

步骤5，将湿凝胶进行干燥处理，得到透明的干凝胶；

步骤6，将透明的干凝胶进行球磨，经两次筛分得到粉末状的陶瓷砂轮结合剂；

步骤7，将粉末状的陶瓷砂轮结合剂和CBN磨料混合，加入临时粘结剂压模成型，干燥，得到氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮胚体；

步骤8，将氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮胚体在真空烧结炉中进行烧结，且采用多段降温的方式，具体如下：

(1)第一阶段由室温加热150min至250℃；

(2)第二阶段250℃保温50min；

(3)第三阶段由250℃加热150min至450℃；

(4)第四阶段450℃保温20min；

(5)第五阶段由450℃130min至650℃；

(6)第六阶段650℃保温70min；

(7)第七阶段由650℃加热230min至850℃；

(8)第八阶段850℃保温300min；

(9)第九阶段由850℃缓慢降温70min至750℃；

(10)第十阶段750℃保温100min；

(11)第十一阶段由750℃缓慢降温120min至700℃；

(12)第十二阶段700℃保温80min；

(13)第十三阶段由700℃缓慢降温70min至600℃；

(14)第十四阶段600℃保温50min；

(15)第十五阶段由600℃降温至室温，即制得氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮。

2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，所述步骤1中去离子水的用量为硝酸铝、硼酸、硝酸钠、碱金属和正硅酸乙酯总重量的2.5倍。

3.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，所述步骤3中水浴搅拌的温度为50～80℃，搅拌时间为60～75min，搅拌速度为100～170r/min。

4.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，所述步骤5中干燥处理具体步骤为：首先75～85℃干燥60～80min，然后90～105℃干燥90～110min，最后110～125℃干燥120～150min，最终冷却至室温。

5.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，所述步骤6中球磨的速度为300～450r/min，时间为30～90min。

6.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯强韧化陶瓷结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，所述步骤7中压模成型压力为30～40Pa，干燥时间为1～2h。