專利名稱：一種摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪及其制備方法，屬于磨具加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
砂輪是磨削加工中最主要的一類磨具。砂輪是在磨料中加入結(jié)合劑，經(jīng)壓坯、干燥和焙燒而制成的多孔體。砂輪是磨具中用量最大、使用面最廣的一種，使用時高速旋轉(zhuǎn)，可對金屬或非金屬工件的外圓、內(nèi)圓、平面和各種型面等進(jìn)行粗磨、半精磨和精磨以及開槽和切斷等。砂輪中用以粘結(jié)磨料的物質(zhì)稱結(jié)合劑，結(jié)合劑的性能決定砂輪的強(qiáng)度、抗沖擊性、耐熱性及抗腐蝕能力。目前結(jié)合劑主要分為陶瓷、樹脂、橡膠和金屬四種，其中陶瓷結(jié)合劑耐熱性、耐腐蝕性好、氣孔率大、易保持輪廓，適用于v〈35m/s的各種成形磨削、磨齒輪、磨螺紋等。
陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪是用配比好的陶瓷結(jié)合劑把磨粒粘結(jié)起來，經(jīng)壓坯、干燥、焙燒及修整而成的，具有很多氣孔、用磨粒進(jìn)行切削的磨具。陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪有高強(qiáng)度，耐熱性能好，切削鋒利，磨削效率高，磨削過程中不易發(fā)熱和堵塞，熱膨脹量小，以控制加工精度。同樹脂結(jié)合劑砂輪相比，它他解決了樹脂金剛石砂輪的低壽命，磨削效率低，磨具本身在磨削過程中易變性的問題。因此陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪在鉆石、工業(yè)陶瓷、金剛石復(fù)合片，金剛石聚晶，金剛石刀具，立方氮化硼，硬質(zhì)合金等高硬脆材料等一些特殊材料的磨削加工中，具有越來越明顯的優(yōu)勢，在金剛石磨具的發(fā)展中有著良好的前景。被認(rèn)為是高速、高效、高精、低磨削成本、低環(huán)境污染的高性能磨具，具有越來越廣泛的應(yīng)用，是近來世界各國磨削工具競相研究開發(fā)的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪，以增加陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪的強(qiáng)度和硬度，提高其性能。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪，其特征在于，其是由下列重量份的原料制成
金剛石磨料50-60、碳化硅15-20、廢鋼粉4-6、工具鋼粉5-8、核桃殼粒1_3、阿克蠟1-3、鄰苯二甲酸二辛酯1-2、蛭石3-6、納米碳酸鈣粉4-8、天青石2_4、氧化鋅1_3。所述的摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪各原料組分的重量份如下表中各配方之一
原料丨金剛石磨料丨碳化桂I廢鋼粉丨工具鋼粉丨核桃殼粒丨阿克錯丨鄰苯二甲酸二辛酷丨挺石丨納米碳酸■^粉丨天青石丨氧化鋅
配方 I 52_16_4_6_ ΙΛ_ I. 5 I. 2_3_4_2_ I_
配方 2 56_ iS_6_8_ L_8_2. 3 I. 5_5_5_3_2_
配方 3 58_ 19_7_9_2J_2. 7 I. 8_6_ 7_4_2_
配方 4 60_20_8_ 10_2^8_3. O 2. O_6_8_4_3_
所述的蛭石、納米碳酸鈣粉、天青石、氧化鋅經(jīng)過2600-3000°C高溫熔煉，冷卻后球磨成納米陶瓷粉末，即可成為陶瓷結(jié)合劑。摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪的制備方法，其特征在于，包括以下步驟
(!)按上述配方將各組分裝入混料機(jī)中，混和1-2小時，充分混勻；(2)將混料倒入模具中，再將模具放入壓機(jī)壓制，同時加熱模具，先預(yù)加壓1-2兆帕，壓機(jī)上、下板加熱溫度300-350°C，時間2-4分鐘，然后升壓至11-12兆帕，保壓3_5分鐘，然后將處理溫度升至720-750°C，保溫2-3小時；再自然冷卻至40_450°C，再按每分鐘3_5°C升溫至1210-1250°C，保溫6-7小時；
(3 )熱壓完畢后冷卻至常溫，取出砂輪工件即可。本發(fā)明具有以下有益效果
I、本發(fā)明中結(jié)合劑采用陶瓷料，可以使砂輪不易變形，耐熱性好，具有很高的耐磨性，解決了現(xiàn)有砂輪耐熱性差，易變形的問題；各種陶瓷料粘結(jié)性能好，可以有效地防止裂紋，解決了現(xiàn)有砂輪粘結(jié)劑性能不佳，磨料易脫落的問題。2、本發(fā)明添加了鋼粉等金屬粉末，不但提高了砂輪的導(dǎo)熱性能，散熱快，磨削溫度低，而且增大了砂輪的硬度和強(qiáng)度，減少剛性磨削形成的裂紋，其磨削效率和使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)砂輪，綜合效M提聞50%以上。
具體實(shí)施例方式下列通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例I
摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪由下列重量份的原料制成金剛石磨料52、碳化硅16、廢鋼粉4、工具鋼粉6、核桃殼粒I. 4、阿克蠟I. 5、鄰苯二甲酸二辛酯I. 2、蛭石3、納米碳酸鈣粉4、天青石2、氧化鋅I。所述的蛭石、納米碳酸鈣粉、天青石、氧化鋅經(jīng)過2692°C高溫熔煉，冷卻后球磨成納米陶瓷粉末，即可成為陶瓷結(jié)合劑。摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪的制備方法包括以下步驟
(O按上述配方將各組分裝入混料機(jī)中，混和I小時，充分混勻；
(2)將混料倒入模具中，再將模具放入壓機(jī)壓制，同時加熱模具，先預(yù)加壓I兆帕，壓機(jī)上、下板加熱溫度300°C，時間2鐘，然后升壓至11兆帕，保壓3分鐘，然后將處理溫度升至720°C，保溫2小時；再自然冷卻至40-450°C，再按每分鐘3_5°C升溫至1210_1250°C，保溫6-7小時；
(3 )熱壓完畢后冷卻至常溫，取出砂輪工件即可。實(shí)施例2
摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪由下列重量份的原料制成金剛石磨料56、碳化硅18、廢鋼粉6、工具鋼粉8、核桃殼粒I. 8、阿克蠟2. 3、鄰苯二甲酸二辛酯I. 5、蛭石5、納米碳酸鈣粉5、天青石3、氧化鋅2。所述的蛭石、納米碳酸鈣粉、天青石、氧化鋅經(jīng)過2735°C高溫熔煉，冷卻后球磨成納米陶瓷粉末，即可成為陶瓷結(jié)合劑。摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪的制備方法包括以下步驟
(O按上述配方將各組分裝入混料機(jī)中，混和I小時，充分混勻；
(2)將混料倒入模具中，再將模具放入壓機(jī)壓制，同時加熱模具，先預(yù)加壓I兆帕，壓機(jī)上、下板加熱溫度310°C，時間2鐘，然后升壓至11兆帕，保壓3分鐘，然后將處理溫度升至730°C，保溫2小時；再自然冷卻至40-450°C，再按每分鐘3_5°C升溫至1210_1250°C，保溫6-7小時；
(3 )熱壓完畢后冷卻至常溫，取出砂輪工件即可。
實(shí)施例3
摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪由下列重量份的原料制成金剛石磨料58、碳化硅19、廢鋼粉7、工具鋼粉9、核桃殼粒2. 5、阿克蠟2. 7、鄰苯二甲酸二辛酯I. 8、蛭石6、納米碳酸鈣粉7、天青石4、氧化鋅2。所述的蛭石、納米碳酸鈣粉、天青石、氧化鋅經(jīng)過2600-3000°C高溫熔煉，冷卻后球磨成納米陶瓷粉末，即可成為陶瓷結(jié)合劑。摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪的制備方法包括以下步驟
(O按上述配方將各組分裝入混料機(jī)中，混和2小時，充分混勻；
(2)將混料倒入模具中，再將模具放入壓機(jī)壓制，同時加熱模具，先預(yù)加壓2兆帕，壓機(jī)上、下板加熱溫度330°C，時間3鐘，然后升壓至12兆帕，保壓4分鐘，然后將處理溫度升至740°C，保溫3小時；再自然冷卻至40-450°C，再按每分鐘3_5°C升溫至1210_1250°C，保溫6-7小時； (3 )熱壓完畢后冷卻至常溫，取出砂輪工件即可。實(shí)施例4
摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪由下列重量份的原料制成金剛石磨料60、碳化硅20、廢鋼粉8、工具鋼粉10、核桃殼粒2. 8、阿克蠟3. O、鄰苯二甲酸二辛酯2. O、蛭石6、納米碳酸鈣粉8、天青石4、氧化鋅3。所述的蛭石、納米碳酸鈣粉、天青石、氧化鋅經(jīng)過2600-3000°C高溫熔煉，冷卻后球磨成納米陶瓷粉末，即可成為陶瓷結(jié)合劑。摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪的制備方法包括以下步驟
(O按上述配方將各組分裝入混料機(jī)中，混和2小時，充分混勻；
(2)將混料倒入模具中，再將模具放入壓機(jī)壓制，同時加熱模具，先預(yù)加壓2兆帕，壓機(jī)上、下板加熱溫度350°C，時間4鐘，然后升壓至12兆帕，保壓5分鐘，然后將處理溫度升至750°C，保溫3小時；再自然冷卻至40-450°C，再按每分鐘3_5°C升溫至1210_1250°C，保溫6-7小時；
(3 )熱壓完畢后冷卻至常溫，取出砂輪工件即可。
權(quán)利要求
1.一種摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪，其特征在于，其是由下列重量份的原料制成 金剛石磨料50-60、碳化硅15-20、廢鋼粉4-6、工具鋼粉5-8、核桃殼粒1-3、阿克蠟1-3、鄰苯二甲酸二辛酯1-2、蛭石3-6、納米碳酸鈣粉4-8、天青石2_4、氧化鋅1_3。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪，其特征在于，所述的摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪各原料組分的重量份如下表中各配方之一
3.—種如權(quán)利要求I或2所述的摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 Cl)按上述配方將各組分裝入混料機(jī)中，混和1-2小時，充分混勻； (2)將混料倒入模具中，再將模具放入壓機(jī)壓制，同時加熱模具，先預(yù)加壓1-2兆帕，壓機(jī)上、下板加熱溫度300-350°C，時間2-4分鐘，然后升壓至11-12兆帕，保壓3_5分鐘，然后將處理溫度升至720-750°C，保溫2-3小時；再自然冷卻至40_450°C，再按每分鐘3_5°C升溫至1210-1250°C，保溫6-7小時； (3 )熱壓完畢后冷卻至常溫，取出砂輪工件即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種摻有鋼粉的陶瓷金剛石砂輪，其是由重量份的金剛石磨料50-60、碳化硅15-20、廢鋼粉4-6、工具鋼粉5-8、核桃殼粒1-3、阿克蠟1-3、鄰苯二甲酸二辛酯1-2、蛭石3-6、納米碳酸鈣粉4-8、天青石2-4、氧化鋅1-3組成。本發(fā)明中結(jié)合劑采用陶瓷料，可以使砂輪不易變形，耐熱性好，具有很高的耐磨性；各種陶瓷料粘結(jié)性能好，可以有效地防止裂紋，解決了現(xiàn)有砂輪耐熱性差，易變形的問題。解決了現(xiàn)有砂輪粘結(jié)劑性能不佳，磨料易脫落的問題。本發(fā)明添加了鋼粉等金屬粉末，不但提高了砂輪的導(dǎo)熱性能，散熱快，磨削溫度低，而且增大了砂輪的硬度和強(qiáng)度，減少剛性磨削形成的裂紋，其磨削效率和使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)砂輪，綜合效益提高50%以上。
文檔編號B24D3/34GK102825558SQ201210271038
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者孫兆英 申請人:安徽威銘耐磨材料有限公司