一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，按照以下的制備方法制備而成：（1）將陶瓷結(jié)合劑和磨料按照比例混合均勻，然后按照陶瓷砂輪的生產(chǎn)方法制備陶瓷砂輪；（2）將步驟（1）中得到的陶瓷砂輪粉碎，得到陶瓷砂輪粉末；（3）以步驟（2）得到的陶瓷砂輪粉末為原料，按照樹脂砂輪生產(chǎn)的方法制備砂輪，即得陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪。本發(fā)明的陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪的宏觀結(jié)構(gòu)為樹脂砂輪，微觀結(jié)構(gòu)為陶瓷砂輪，使得本發(fā)明的耐熱性可以達到陶瓷砂輪的耐熱性，并且磨料的結(jié)合強度大大增強，抗彎強度達到60MPa、抗拉強度達到16MPa、結(jié)合劑強度可滿足80-100m/s轉(zhuǎn)速下使用安全，成品率達到95%以上。
【專利說明】一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磨具及其制備方法，尤其是一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪。
【背景技術(shù)】
[0002]樹脂結(jié)合劑超硬材料磨具是以金剛石或C B N為磨料，以樹脂粉為膠黏劑，加入適當?shù)奶畛洳牧?，通過配制、混合、熱壓成型、固化、機械加工等工藝過程制成的具有一定幾何形狀、能適用不同磨削要求的一種加工工具。超硬材料樹脂磨具具有如下優(yōu)點:①磨削效率高，自銳性好，磨削發(fā)熱量小，不易堵塞，可減少出現(xiàn)燒傷工件的現(xiàn)象；②磨具有一定的彈性，有利于改善工件表面的粗糙度，廣泛用于精磨、半精磨、刃磨、拋光等工序；③制造工藝簡單、原材料易得、成本低砂輪易修整。樹脂結(jié)合劑金剛石磨具可以利用大量質(zhì)量稍差一點的金剛石，適合的加工對象很多，如硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、石材、鐵氧體、半導(dǎo)體、電碳制品、耐火材料的磨削、拋光或切割。超硬材料樹脂磨具在超硬材料磨具中一直占據(jù)著重要的位置。
[0003]但是樹脂結(jié)合劑超硬材料磨具中，樹脂與磨粒之間屬于有機高分子材料(樹脂)與無機材料(金剛石或C B N)界面結(jié)合，樹脂對磨料潤濕性不是很好，所以對磨料的把持力不夠牢固，這是超硬材料樹脂磨具在使用過程中“掉砂”現(xiàn)象的主要原因。大部分超硬磨料在未充分發(fā)揮磨削作用就已經(jīng)脫落，導(dǎo)致超硬材料樹脂磨具磨耗快。樹脂雖有良好的黏結(jié)性能，但其脆性大，力學(xué)性能差；加熱后易流動，造成成型困難，而且樹脂本身的強度很低，所以樹脂結(jié)合劑超硬材料磨具的強度也比較差。由于樹脂耐熱性普遍較低，從而限制了超硬材料樹脂磨具不宜高速磨削或重負荷磨削，這也是導(dǎo)致其磨耗快的原因之一。耐熱性較好的樹脂有酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、硅樹脂等，環(huán)氧樹脂雖然粘接性能好，但耐熱性差。酚醛樹脂在空氣中約100°C開始熱分解，200°C時全部碳化。實際上酚醛樹脂的工作溫度不宜超過100°C，而改性后的酚醛樹脂耐熱性能得到提高。聚酰亞胺樹脂的耐熱性能較好，可在260°C下長期使用。磨具在磨削過程中，由于磨料和工件、結(jié)合劑和工件的高速摩擦，產(chǎn)生了磨削熱，磨削熱如不能及時傳遞出去，就會使磨具和工件發(fā)熱。
[0004]在陶瓷結(jié)合劑砂輪中，磨粒與結(jié)合劑形成化學(xué)鍵結(jié)合，因此結(jié)合劑對CBN的把持力很強。陶瓷結(jié)合劑具有剮性、耐熱性高。陶瓷結(jié)合劑砂輪氣孔率高，有足夠的容屑和排屑空間，刃鋒利，磨削力小，使得工件與砂輪之間的溫度低，能消除殘余拉應(yīng)力而產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，從而避免了工件表面的燒傷，增加了零件的疲勞壽命，使工件耐用度提高30^-501切削性能好，磨削效率高，磨削比大。但是陶瓷結(jié)合劑砂輪，由于其抗拉強度比較小，沒有塑性，內(nèi)部分布的拉應(yīng)力會對陶瓷結(jié)合劑的強度造成嚴重損害，使結(jié)合劑與超硬磨粒界面處易產(chǎn)生微裂紋，甚至燒結(jié)塊碎裂造成工具廢品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，解決了現(xiàn)有樹脂結(jié)合劑砂輪的耐熱性低，對磨料的把持力不夠牢固，容易造成磨料脫落的問題；以及陶瓷結(jié)合劑砂輪的抗拉強度比較小，沒有塑性，內(nèi)部分布的拉應(yīng)力會對陶瓷結(jié)合劑的強度造成嚴重損害，使結(jié)合劑與超硬磨粒界面處易產(chǎn)生微裂紋，甚至燒結(jié)塊碎裂造成工具廢品等問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，按照以下的制備方法制備而成:
[0008](I)將陶瓷結(jié)合劑和磨料按照比例混合均勻，然后按照陶瓷砂輪的生產(chǎn)方法制備陶瓷砂輪；
[0009](2)將步驟(I)中得到的陶瓷砂輪粉碎，得到陶瓷砂輪粉末；
[0010](3)以步驟(2)得到的陶瓷砂輪粉末為原料，按照樹脂砂輪生產(chǎn)的方法制備砂輪，即得陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪。
[0011]進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:所述的陶瓷砂輪，按照體積百分比計，包括:陶瓷結(jié)合劑20?30%、磨料40?50%和氣孔25?30%。
[0012]進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:所述的磨料為金剛石或CBN。
[0013]進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:所述的磨料為金剛石時，所述的陶瓷結(jié)合劑按照重量百分比計，包括 SiO2:30 ?45%、A1203:5 ?15%,H3BO3:40 ?45%,NaOH: 5 ?8%和 Κ0Η: 3 ?5% ο
[0014]進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:所述的磨料為CBN事，所述的陶瓷結(jié)合劑按照重量百分比計，包括 Si02:40 ?50%、A1203:20 ?30%、H3B03:10 ?15%、NaOH: 5 ?8% 和MgO: 3 ?5% ο
[0015]進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:所述的陶瓷砂輪的生產(chǎn)方法包括以下步驟:
[0016]A、將陶瓷結(jié)合劑、磨料按照比例混合均勻，然后根據(jù)氣孔率，壓制成型，壓制壓力為 250 ?300Kg/cm2 ；
[0017]B、燒成，既得陶瓷砂輪。
[0018]進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:所述的燒成具體為:
[0019]當陶瓷結(jié)合劑按照重量百分比計，包括SiO2:30?45%、A1203:5?15%、H3B03:40?45%、NaOH: 5?8%和Κ0Η: 3?5%時，燒成溫度為600?650°C，保溫時間30?60min ；
[0020]當陶瓷結(jié)合劑按照重量百分比計，包括SiO2:40?50%、A1203:20?30%、H3B03:10?15%、NaOH: 5?8%和MgO: 3?5%時，結(jié)合劑的燒成溫度750?850°C，保溫時間60?90min。
[0021]進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:
[0022]所述的樹脂砂輪生產(chǎn)的方法包括以下步驟:
[0023]A、樹脂砂輪成型，壓力100Kg/cm2，時間:60?120min ；
[0024]B、固化，溫度:190°C和時間20?60min。
[0025]進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案:所述的陶瓷砂輪粉末的粒度為l_5mm。
[0026]本發(fā)明的有益效果:
[0027]本發(fā)明的陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪的宏觀結(jié)構(gòu)為樹脂砂輪，微觀結(jié)構(gòu)為陶瓷砂輪，使得本發(fā)明的耐熱性可以達到陶瓷砂輪的耐熱性，并且磨料的結(jié)合強度大大增強。另外本發(fā)明的陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪的抗拉強度比較大，抗彎強度達到60MPa、抗拉強度達到16MPa、結(jié)合劑強度可滿足80-100m/s轉(zhuǎn)速下使用安全。本發(fā)明的陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪沒有出現(xiàn)結(jié)合劑與超硬磨粒界面處產(chǎn)生微裂紋、燒結(jié)塊碎裂等問題，成品率達到95%以上?！揪唧w實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029]一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，按照以下的制備方法制備而成:
[0030](I)將陶瓷結(jié)合劑和磨料按照比例混合均勻，然后按照陶瓷砂輪的生產(chǎn)方法制備陶瓷砂輪；所述的陶瓷砂輪，按照體積百分比計，包括:陶瓷結(jié)合劑20~30%、磨料40~50%和氣孔25~30%，所述的陶瓷砂輪的生產(chǎn)方法包括以下步驟:
[0031]A、將陶瓷結(jié)合劑、磨料按照比例混合均勻，然后根據(jù)氣孔率，壓制成型，壓制壓力為 250 ~300Kg/cm2 ；
[0032]B、燒成，既得陶瓷砂輪；
[0033](2)將步驟(1)中得到的陶瓷砂輪粉碎，得到陶瓷砂輪粉末，所述的陶瓷砂輪粉末的粒度為l_5mm ；
[0034](3)以步驟(2)得到的陶瓷砂輪粉末為原料，按照樹脂砂輪生產(chǎn)的方法制備砂輪，即得陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，
[0035]所述的樹脂砂輪生產(chǎn)的方法包括以下步驟:
[0036]A、樹脂砂輪成型，壓力100Kg/cm2，時間:60~120min ；
[0037]B、固化，溫度:190°C和時間20~60min。
`[0038]具體的原料組成和工藝條件見表1。
[0039]表1不同實施例的原料組成以及操作參數(shù)
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，其特征在于:按照以下的制備方法制備而成: (1)將陶瓷結(jié)合劑和磨料按照比例混合均勻，然后按照陶瓷砂輪的生產(chǎn)方法制備陶瓷砂輪； (2)將步驟(I)中得到的陶瓷砂輪粉碎，得到陶瓷砂輪粉末； (3)以步驟(2)得到的陶瓷砂輪粉末為原料，按照樹脂砂輪生產(chǎn)的方法制備砂輪，即得陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，其特征在于:所述的陶瓷砂輪，按照體積百分比計，包括:陶瓷結(jié)合劑20?30%、磨料40?50%和氣孔25?30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，其特征在于:所述的磨料為金剛石或CBN。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，其特征在于: 所述的磨料為金剛石時，所述的陶瓷結(jié)合劑按照重量百分比計，包括Si02:30?45%、Al2O3:5 ?15%、H3BO3:40 ?45%、NaOH: 5 ?8% 和 Κ0Η: 3 ?5% ； 所述的磨料為CBN時，所述的陶瓷結(jié)合劑按照重量百分比計，包括Si02:40?50%、Al2O3:20 ?30%、H3BO3:10 ?15%、NaOH: 5 ?8% 和 MgO: 3 ?5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，其特征在于，所述的陶瓷砂輪的生產(chǎn)方法包括以下步驟: A、將陶瓷結(jié)合劑、磨料按照比例混合均勻，然后根據(jù)氣孔率，壓制成型，壓制壓力為250 ?300Kg/cm2 ； B、燒成，既得陶瓷砂輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，其特征在于:所述的燒成具體為: 當陶瓷結(jié)合劑按照重量百分比計，包括SiO2:30?45%、A1203:5?15%、H3B03:40?45%、NaOH: 5?8%和Κ0Η: 3?5%時，燒成溫度為600?650°C，保溫時間30?60min ； 當陶瓷結(jié)合劑按照重量百分比計，包括SiO2:40?50%、Al2O3:20?30%、H3BO3=IO?15%、NaOH: 5?8%和MgO: 3?5%時，燒成溫度750?850°C，保溫時間60?90min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，其特征在于:所述的樹脂砂輪生產(chǎn)的方法包括以下步驟: A、樹脂砂輪成型，壓力100Kg/cm2，時間:60?120min； B、固化，溫度:190°C和時間20?60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷-樹脂復(fù)合砂輪，其特征在于:所述的陶瓷砂輪粉末的粒度為l_5mm。
【文檔編號】B24D3/28GK103753411SQ201410008444
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】袁德祿 申請人:袁德祿