一種具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及磨具領(lǐng)域，特別設(shè)及一種具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪及其制造 方法，尤其設(shè)及一種應(yīng)用于對航空發(fā)動機核屯、零件進行精密打磨的具有高強磨削性能的陶 瓷微晶砂輪及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磨具產(chǎn)品作為工業(yè)的牙齒，在產(chǎn)品的磨削、成型加工、拋光方面有著不可替代的作 用。磨具產(chǎn)品磨削對象可分為很多種，比如木材、金屬、合金、皮革、玻璃、陶瓷等等所有需要 進行磨削加工W及拋光的領(lǐng)域。
[0003] 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，高性能的磨具在工業(yè)W及民用領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣，尤 其在航空發(fā)動機盤/軸類零件的精加工領(lǐng)域，較多的采用了高溫合金、鐵合金材料，而高溫 合金、鐵合金材料磨加工上屬于難磨材料，由于其材料性能特點，磨加工時磨削區(qū)溫度高， 使得砂輪磨削面容易被金屬屑堵塞、磨粒不容易自行脫落或者成片脫落；此外，被磨材料表 面容易被燒傷、產(chǎn)生微裂紋、且粗糖度較差，運些都影響磨削材料質(zhì)量及砂輪磨削效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種具有高強磨削性能的陶瓷微晶 砂輪及其制造方法。 陽0化]本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪，包括：結(jié)合劑和磨料；
[0007] 其中，所述磨料由相同粒度的碳化棚與陶瓷微晶磨粒混合而成，且兩者的混合比 例為 2 : 8 ~2. 2 : 7. 8 ;
[0008] 所述結(jié)合劑包括有高嶺±粉和水侶石粉；
[0009] 所述結(jié)合劑與所述磨料的質(zhì)量比為5. 7 : 4. 3~6.2 : 3. 8 ;
[0010] 所述陶瓷微晶磨粒包括W下重量份的材料：
[0011] 氧化侶 100重量份； 氧化起 '10~化重量份； 氧化測 2~3重量份； 氧化鐘 2~3重量份。
[0012] 優(yōu)選的是，所述的具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪，其中，所述結(jié)合劑包括W下 重量份的材料：
[0013] 高嶺±粉 1狐重量份； 水鉛石粉 30~:巧重量份； 鐘長石截 2~4重量份； 二氧化儘粉 4~反重量撥； H氧化二衫粉 2~:;重量份。
[0014] 優(yōu)選的是，所述的具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪，其中，所述結(jié)合劑中還包括 2~3重量份的氧化鎖粉。
[0015] 優(yōu)選的是，所述的具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪，其中，所述結(jié)合劑中還包括 2~3重量份的氧化儀粉。
[0016] 優(yōu)選的是，所述的具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪，其中，所述碳化棚和陶瓷微 晶磨粒的粒徑為600~800目。
[0017] 一種具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪的制造方法，包括W下步驟：
[0018] 步驟1)按結(jié)合劑的配方比例進行稱取，混勻，其中，所述結(jié)合劑包括W下重量份 的材料：
[0019] 高嶺±粉 100重量餘； 水鍋石粉 30~35重量份； 鐘長石縣 2~<1重量悅； 二氧化儘紛 4~5重量份; H氧化二衫粉 2~3重量份；
[0020] 步驟2)將步驟1)所得混合物進行第一次?；幚?，第一次?；幚淼臏囟葹?900~920°C，隨后自然冷卻至室溫，在自然冷卻后繼續(xù)置于0~5°C下冷凍10~15min，隨 后粉碎，得到產(chǎn)物一；
[0021] 步驟3)將產(chǎn)物一進行第二次?；幚?，第二次?；幚淼臏囟葹?80~1000°C， 隨后在10~20W的紫外燈照射下自然冷卻至室溫，隨后粉碎，得到產(chǎn)物二；
[0022] 步驟4)將產(chǎn)物二與磨料混勻，得到產(chǎn)物=，其中，所述結(jié)合劑與所述磨料的質(zhì)量 比為5.7 : 4. 3~6.2 : 3. 8;所述磨料由相同粒度的碳化棚與陶瓷微晶磨?；旌隙?，且 兩者的混合比例為2 : 8~2.2 : 7.8;所述陶瓷微晶磨粒包括W下重量份的材料：
[0023] 氧化鉛 100重量份； 氧化桂 '!0~'15重量份； 氧化測 2~3重量份; 氧化鐘 2~3證量份；
[0024]步驟5)將產(chǎn)物S與等質(zhì)量的水混勻調(diào)黏稠后放入模具中制模定型，壓實，隨后進 行燒結(jié)，從20°C開始，W30°C/小時的速率升溫至500°C，隨后W25°C/小時的速率升溫至 650°C，W17. 5°C/小時的速率升溫至795°C，隨后在795°C下保溫4小時，自然冷卻至室溫。[0025]優(yōu)選的是，所述的具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪的制造方法，其中，所述結(jié)合 劑中還包括2~3重量份的氧化鎖粉。
[00%] 優(yōu)選的是，所述的具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪的制造方法，其中，所述結(jié)合 劑中還包括2~3重量份的氧化儀粉。
[0027] 優(yōu)選的是，所述的具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪的制造方法，其中，所述碳化 棚和陶瓷微晶磨粒的粒徑為600~800目。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：本案通過對磨料的改進使得每顆磨粒中含有成千上萬個微 小結(jié)晶，能自銳持續(xù)地露出新的、鋒利的切削刃，因此在切削時溫度較低，比普通氧化侶對 難磨削材料的燒傷或金相損害更少，并且可在低負荷下長時間保持鋒利，總停機時間較少， 壽命更長。而經(jīng)過優(yōu)化的結(jié)合劑是將粉料通過高溫烙融冷卻夾持住磨料，使之形成一定形 狀的高硬度高強度的磨具砂輪。粉料在高溫烙融過程中與磨料間也會產(chǎn)生化學反應(yīng)，一方 面雖然可W提高結(jié)合強度，但另一方面高溫會破壞微晶磨料中的微小結(jié)晶，故本案通過對 結(jié)合劑配方進行改進并結(jié)合全新的燒結(jié)工藝，采用700~80(TC的低溫燒結(jié)工藝，獲得了令 人滿意的效果。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書 文字能夠據(jù)W實施。
[0030] 本案提供一實施例的具有高強磨削性能的陶瓷微晶砂輪，包括：結(jié)合劑和磨料；
[0031] 其中，磨料主要用于打磨，結(jié)合劑主要用于粘合并夾持固定磨料，同時能夠使得打 磨下來的金屬屑和磨料能夠自動滑落，不影響砂輪的磨削效率。
[0032] 磨料由相同粒度的碳化棚與陶瓷微晶磨?；旌隙桑覂烧叩幕旌媳壤秊?2 : 8~2.2 : 7.8 ;碳化棚與陶瓷微晶磨粒的組合可W獲得優(yōu)秀的砂輪線速度，及較高的 去除率和磨削比，且兩者的混合比例須被嚴格限制，當偏離運一比例時，則將導(dǎo)致磨料的磨 削性能偏離最優(yōu)值，且很難在兩者之間發(fā)現(xiàn)另一優(yōu)選的比例值。不僅如此，碳化棚與陶瓷微 晶磨粒的結(jié)合也應(yīng)被限制，因為與兩者結(jié)構(gòu)類似的碳化棚和棟剛玉的組合、碳化棚和白剛 玉的組合、碳化娃與陶瓷微晶磨粒的組合W及氮化棚與陶瓷微晶磨粒的任意比例的組合均 不能達到碳化棚與陶瓷微晶磨粒的組合所產(chǎn)生的磨削性能。
[0033] 陶瓷微晶磨粒包括W下重量份的材料：
[0034] 氧化鍋 100重量份； 氧化珪 /1〇~'15重量份； 氧化測 2~3重量份； 氧化鐘 2~:;重量份；
[0035] 陶瓷微晶磨粒的制備方法如下：將上述四種材料按比例混勻，加入等體積的水調(diào) 勻后，在600~800°C下燒結(jié)1小時，在1200~1250°C下燒結(jié)2小時，自然冷卻后，將得到 的燒結(jié)塊放入冰水中超聲半小時，隨后進行研磨粉碎，得到細小的陶瓷微晶磨粒。陶瓷微晶 磨粒的粒度大小可根據(jù)實際需要通過研磨機來調(diào)節(jié)。上述陶瓷微晶磨粒的配方比例不能自 由更改，因為該配方對最終所得材料的耐磨性能有很大的影響，即便只是一種物質(zhì)，偏離很 小的范圍，都將導(dǎo)致最終磨粒的打磨性能大大降低，因此，上述陶瓷微晶磨粒的配方應(yīng)被固 定。
[0036] 結(jié)合劑包括有高嶺±粉和水侶石粉；運兩種材料是結(jié)合劑的主體，兩者結(jié)合后的 粉體混勻，經(jīng)燒結(jié)可具備優(yōu)異的穩(wěn)定性，在高溫下具備出色的結(jié)合力，可牢牢地夾持住磨 料，W確保砂輪的線速度不受影響。
[0037] 當然，為了進一步保證砂輪的磨削能力，結(jié)合劑與磨料的質(zhì)量比應(yīng)被限制，優(yōu)選值 為5.7 : 4. 3~6.2 : 3. 8,當偏離運一優(yōu)選范圍后，砂輪的磨削性能將受到影響。不同成 分的結(jié)合劑與不同成分的磨料之間的比例分配沒有參考性，且并非所有的結(jié)合劑與磨料之 間都存在最佳分配比例，當結(jié)合劑的成分與磨料的成分無法完美匹配時，是根本無法通過 實驗來發(fā)現(xiàn)最佳比例的。
[0038] 為了進一步獲得更佳的磨削能力，需要進一步對結(jié)合劑進行改進，結(jié)合劑包括W 下重量份的材料：
[0039] 高嶺±粉