本發(fā)明涉及一種燒結(jié)剛玉磨粒,用于重負(fù)荷打磨及金屬磨削領(lǐng)域,尤其涉及的是一種重負(fù)荷磨削用燒結(jié)剛玉磨粒及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù):
:實際工業(yè)生產(chǎn)中有各種負(fù)荷下的磨削,重負(fù)荷打磨主要是鋼坯的修磨,磨除鋼錠表面缺陷層;大型鑄件鍛件的加工;切割片、打磨片切割或者打磨金屬也是一種帶負(fù)荷磨削。常規(guī)的重負(fù)荷打磨使用的是用鋁礬土燒結(jié)而成的磨粒,硬度不夠;僅能用來磨削不銹鋼等較軟的材料。并且由于磨粒中雜質(zhì)含量較高,在高溫條件下會迅速老化。因此,現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷,需要改進(jìn)。技術(shù)實現(xiàn)要素:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種重負(fù)荷砂輪及金屬磨削用燒結(jié)剛玉磨粒及生產(chǎn)方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種燒結(jié)剛玉磨粒,其原料組成重量百分比為:α-Al2O3含量98-99.5%wt;SiO20.1~0.5%wt;MnO、Fe2O3、MgO、Cr2O3中的一種或者幾種的組合,含量0.3-1.0%wt;稀土氧化物Eu2O3,La2O3,Y2O3中的一種或幾種的組合,含量0.1~0.5%wt。其配方中包括α-Al2O3含量98-99.5%wt,α-Al2O3作為主晶相;SiO2含量0.1~0.5%,SiO2的加入主要是在高溫下與α-Al2O3形成莫來石相,增加整個微晶結(jié)構(gòu)的高溫下的強度;MnO、Fe2O3、MgO、Cr2O3中的一種或者幾種的組合,含量0.3-1.0%wt,MnO等氧化物的加入主要是與α-Al2O3形成固溶體,存在與晶界上,抑制α-Al2O3的晶粒長大。稀土氧化物Eu2O3,La2O3,Y2O3中的一種或幾種的組合,含量0.1~0.5%wt,稀土氧化物的加入是作為大顆粒存在于α-Al2O3的晶界上,防止晶粒的異常長大及抑制晶界缺陷的擴展,增加產(chǎn)品的韌性,微觀晶相結(jié)構(gòu)如圖1所示。通過以上添加劑的作用,產(chǎn)品的物理特性可以達(dá)到,密度大于3.74g/mm3,硬度HV大于1400kg/mm2。所述的燒結(jié)剛玉磨粒,其密度大于3.74g/mm3,硬度HV大于1400kg/mm2。所述的燒結(jié)剛玉磨粒,其中α-Al2O3以粉體形式的加入,粉體粒徑1-5um。所述的燒結(jié)剛玉磨粒,包括條狀燒結(jié)剛玉磨粒和片狀燒結(jié)剛玉磨粒,其中條狀燒結(jié)剛玉磨粒包括圓柱型燒結(jié)剛玉磨粒、三葉草型燒結(jié)剛玉磨粒、圓環(huán)條型燒結(jié)剛玉磨粒;所述的圓柱型燒結(jié)剛玉磨粒,其橫截面為圓形,長度和直徑的比值是1.5到5;所述的三葉草型燒結(jié)剛玉磨粒,其橫截面為外圓內(nèi)切三個對稱的大小相同的內(nèi)圓,三個內(nèi)圓相互外切,長度和直徑的比值是1.5到5;所述的圓環(huán)條型燒結(jié)剛玉磨粒,其橫截面為圓環(huán),其內(nèi)徑和外徑比值為1/4到3/4,長度和直徑的比值是1.5到5;片狀燒結(jié)剛玉磨粒包括三角形片狀燒結(jié)剛玉磨粒和六角形片狀燒結(jié)剛玉磨粒,所述的三角型片狀燒結(jié)剛玉磨粒,其橫截面為等邊三角形,其厚度是邊長的1/10到1/2;所述的六角形片狀燒結(jié)剛玉磨粒,其橫截面為六角形,其厚度為邊長的1/10到1/2。一種任一所述燒結(jié)剛玉磨粒的生產(chǎn)方法,按照原料組成重量百分比加入各種原料后,再加入助劑進(jìn)行混合,利用模壓或者擠出的方式生產(chǎn)素坯,然后在燒結(jié)爐中1550-1700℃燒結(jié)。所述的生產(chǎn)方法,其中助劑是指為改善粉體成型性能加入的有機助劑,含量占所述原料重量之和的百分比為:液體石蠟5-10%wt;硬脂酸0.5-1.0%wt。所述的生產(chǎn)方法,其中混合是將各種原材料及助劑通過機械攪拌的方式混合;其中模壓是通過軋輥將攪拌后的粉體擠入模腔,其中擠壓是通過螺桿將攪拌后的粉體擠入模腔。所述的生產(chǎn)方法,其中燒結(jié)是將成型后的素坯,在窯爐中1550-1700℃燒結(jié)60-200分鐘。本發(fā)明解決了常規(guī)磨粒磨削效率低,磨粒易老化的問題。本發(fā)明專利以氧化鋁微粉為主要原料,添加MnO、Fe2O3、MgO、Cr2O3中的一種或者幾種的組合,稀土氧化物Eu2O3,La2O3,Y2O3中的一種或幾種的組合,通過燒結(jié)的方法制成的磨粒。添加的氧化物的作用是降低氧化鋁的燒結(jié)溫度,抑制晶粒的長大。燒結(jié)后形成α-Al2O3致密均勻的微晶結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品具有較高的密度和硬度。能夠解決常規(guī)磨粒在重負(fù)荷領(lǐng)域的磨削效率低,易老化等問題。并且通過擠壓或者模壓的方法可以制成各種形狀的薄片狀磨粒,可以應(yīng)用于金屬磨削領(lǐng)域。附圖說明圖1為本發(fā)明磨粒晶相結(jié)構(gòu)圖;1,α-Al2O3晶粒,2,稀土氧化物,3,MnO2等固溶體晶界;圖2為圓柱型磨粒示意圖(左)及實物圖(右);圖3為三葉草型磨粒示意圖(左)及實物圖(右);圖4為圓環(huán)條型磨粒示意圖(左)及實物圖(右);圖5為三角型磨粒示意圖(左)及實物圖(右);圖6為六角型磨粒示意圖(左)及實物圖(右)。具體實施方式以下結(jié)合具體實施例,對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例1配方試驗及產(chǎn)品的物理特性燒結(jié)剛玉磨粒,其原料組成重量百分比為:α-Al2O3含量98-99.5%wt;SiO20.1~0.5%wt;MnO、Fe2O3、MgO、Cr2O3中的一種或者幾種的組合,含量0.3-1.0%wt;稀土氧化物Eu2O3,La2O3,Y2O3中的一種或幾種的組合,含量0.1~0.5%wt;還添加有助劑,助劑是指為改善粉體成型性能加入的有機助劑,含量為上述原料重量之和的百分比:液體石蠟5-10%wt;硬脂酸0.5-1.0%wt。所述的燒結(jié)剛玉磨粒的形狀有條狀和片狀兩類,其中條狀是圓柱型(圖2)、三葉草型(圖3)、圓環(huán)條型(圖4)。與樹脂結(jié)合劑混合后模壓成砂輪,主要應(yīng)用于重負(fù)荷打磨領(lǐng)域。圓柱型的優(yōu)點是強度高,不易磨損,但是與樹脂結(jié)合劑的接觸面積小,結(jié)合力不夠,容易脫落。三葉草型和圓環(huán)條型,增大了與樹脂結(jié)合劑的接觸面積,結(jié)合力好,磨粒不容易從砂輪脫落。并且三葉草型和圓環(huán)條型,在磨削過程中與被磨工件接觸面積小,磨粒會層層剝落,自銳性好,磨削效率高。以下是條狀磨粒的特征描述:所述的圓柱型燒結(jié)剛玉磨粒,其橫截面為圓形,長度和直徑的比值是1.5到5。所述的三葉草型燒結(jié)剛玉磨粒,其橫截面為外圓內(nèi)切三個對稱的大小相同的內(nèi)圓,三個內(nèi)圓相互外切,長度和直徑的比值是1.5到5。所述的圓環(huán)條型燒結(jié)剛玉磨粒,其橫截面為圓環(huán),其特征為內(nèi)徑和外徑比值為1/4到3/4,長度和直徑的比值是1.5到5。片狀的磨粒主要包含三角形片狀,和六角形片狀,主要應(yīng)用于金屬切割及打磨領(lǐng)域的樹脂切割片及打磨片。由于磨粒本身比較薄,易于做成較薄的切割片/打磨片。并且三角型磨?;蛘吡切湍チ5睦膺叀⒓饨菚@著的提升切削效率。以下是片狀磨粒的特征描述:所述的三角型燒結(jié)剛玉磨粒,橫截面為等邊三角形,其特征為厚度是邊長的1/10到1/2。所述的六角型燒結(jié)剛玉磨粒,橫截面為六角形,其特征為厚度為邊長的1/10到1/2。根據(jù)上述配方進(jìn)行如下表1所示的具體實驗:表1將α-Al2O3粉末、SiO2粉末、MnO等氧化物粉末、Eu2O3等稀土氧化物粉末按照上表配方稱量,然后再高速混料機中混合30分鐘。將混合好的粉料投入捏合機,并且按上表配方加入液體石蠟和硬脂酸鎂,捏合30分鐘。將捏合好的物料投入對輥擠壓機或者螺桿擠出機,匹配不同形狀的模具,擠壓出不同形狀的素坯。將素坯靜置12小時,然后進(jìn)入燒結(jié)爐在1700℃燒結(jié)100分鐘即可得到需要的磨粒。用硬度計和密度計測量燒結(jié)后磨粒的密度和硬度,結(jié)果如上表所示。實施例2磨粒重負(fù)荷下打磨鋼坯試驗將上述配方的做成條狀顆粒磨粒用樹脂結(jié)合劑制作成厚度76mm砂輪,進(jìn)行磨削試驗。試驗條件:砂輪線速度80m/s,負(fù)荷1000Kgf。試驗結(jié)果如下表2所示:表2砂輪編號磨粒形狀配方編號工件磨削量(g)砂輪損耗量(g)磨耗比1圓柱型128024007.02三葉草型136954937.53空心圓條135994677.74圓柱型227033986.85三葉草型232544527.26空心圓條233014527.37圓柱型327944056.98三葉草型332554657.09空心圓條332894637.1從表1可以看出本發(fā)明的磨削效率均比較好。實施例3片狀磨粒的金屬切割試驗將實施例1中生產(chǎn)的三角型磨粒和六角形磨粒加入樹脂結(jié)合劑和玻纖增強網(wǎng)片,制作成厚度1.0切割片,進(jìn)行切割試驗。切割線速度80m/s,試驗素材Φ16#45鋼棒。表3從表3可以看出本發(fā)明中磨粒的切割效率和壽命均比較好。實施例4片狀磨粒的金屬打磨試驗將實施例1中生產(chǎn)的三角型磨粒和六角形磨粒加入樹脂結(jié)合劑和玻纖增強網(wǎng)片,制作成厚度3.0打磨片,進(jìn)行金屬打磨試驗。試驗素材#45鋼,打磨機功率720W,轉(zhuǎn)速11000RPM,打磨素材#45鋼,打磨時間10分鐘。表4從表4可以看出本發(fā)明中磨粒的磨削效率比較好。應(yīng)當(dāng)理解的是,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換,而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3