一種低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪及其制備方法，它包含以下重量分數(shù)的組分：低熔點微晶玻璃陶瓷20～40％；白剛玉磨料50～70％；聚乙烯醇溶液5～15％。通過采用特定比例的低熔點微晶玻璃陶瓷、白剛玉磨料和聚乙烯醇溶液，能夠提高砂輪的強度，降低其燒結溫度；而且燒成溫度和燒成時間大幅降低，縮短了生產周期，降低了生產成本，提供了生產效率，適合大規(guī)模推廣應用。
【專利說明】
一種低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于磨料磨具技術領域，涉及一種微晶玻璃陶瓷砂輪，具體涉及一種低溫 燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，而磨削加工技術是制造技術中的重要領域，是現(xiàn) 代機械制造業(yè)中實現(xiàn)精密加工、超精密加工最有效、應用最廣的工藝技術。隨著工業(yè)發(fā)展的 需要以及材料科學的不斷突破和創(chuàng)新，各種高強度、高硬度、抗腐燭和耐高溫的新型材料應 運而生，為了實現(xiàn)這些材料的精密加工和超精密加工，滿足人們對產品高精度、高品質需 求，磨削加工技術得到了廣泛的應用和發(fā)展。同其他方法相比，磨削技術具有加工精度高、 應用范圍廣、加工表面質量好等優(yōu)點，是精密加工和超精密加工中最基本的加工方法。
[0003] 砂輪是磨削加工技術中使用最為廣泛的加工工具，傳統(tǒng)工藝制造的固結磨料砂輪 是由不同粒度的磨粒利用結合劑將其固結成不同形狀尺寸，且具有一定強度和剛性的用于 磨削加工的磨具。其中，磨料是構成砂輪的主要原料，其具有較高的硬度和適當?shù)拇嘈?，?磨削過程中對工件起切削作用；結合劑的作用是將磨粒固結起來，使之成為一定形狀和強 度的磨具。按結合劑材料不同可分為樹脂結合劑砂輪、金屬結合劑砂輪和陶瓷結合劑砂輪。 在工業(yè)生產中，金屬結合劑和樹脂結合劑制品已經獲得了廣泛的應用。雖然陶瓷結合劑磨 具的出現(xiàn)晚于金屬結合劑、樹脂結合劑金剛石磨具。但隨著工業(yè)發(fā)展的需要和對磨具要求 的提高，使得陶瓷結合劑金剛石砂輪越來越受青睞，應用范圍不斷擴大，延伸的領域越來越 多，有追趕和取代樹脂結合劑磨具和金屬結合劑磨具市場地位的趨勢。
[0004] 最新研究和發(fā)展起來的微晶玻璃陶瓷結合劑，是利用基礎玻璃結合劑和磨料混合 燒制成磨具以后，在一定的溫度制度下進行核化和晶化處理，從而獲得微晶玻璃陶瓷結合 劑磨具制品，使用的結合劑即為微晶玻璃結合劑。微晶體可以大大的提高結合劑的機械強 度，而對微晶體的種類和含量調整，可以使結合劑熱膨脹系數(shù)在很大范圍內變化。但是因技 術不成熟，國內能夠生產低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪的公司極少，與專用磨床配套的 低溫陶瓷結合劑砂輪全部需要進口，因此研究低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪具有重要的 意義。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷 砂輪。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂 輪，它包含以下重量分數(shù)的組分：
[0007] 低熔點微晶玻璃陶瓷20~40%;
[0008] 白剛玉磨料 50~70%;
[0009] 聚乙烯醇溶液 5~15%。
[0010] 優(yōu)化地，所述低熔點微晶玻璃陶瓷包含以下重量分數(shù)的組分： CaO 20-30%, Si02 25-50%, B2〇3 10-35%,
[0011] Al2〇3 5-15%, Ce02 5-10%, Ti02 5~10%, 稀土添加劑 2~5%,
[0012] 所述稀土添加劑為鈰、釔和鐠中一種或多種組成的混合物。
[0013] 優(yōu)化地，所述聚乙烯醇溶液由聚乙烯醇與水配制而成，其質量濃度為5~18%。
[0014] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種上述低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪的制備方 法，它包括以下步驟：
[0015] (a)將配方量的低熔點微晶玻璃陶瓷料、白剛玉磨料混合5~10h備用；
[0016] (b)將聚乙烯醇加入水中配制成聚乙烯醇溶液，隨后取配方量加入步驟(a)的產物 中，研磨后過篩得顆粒料，并壓制成型；
[0017] (c)將步驟(b)得到的成型產品先以2~8°C/min的速度由室溫升溫至400°C，并保 溫1~5h;再以1~5°C/min的速度升溫到600~800°C，并保溫1~8h即可。
[0018] 優(yōu)化地，步驟(b)中，所述聚乙烯醇溶液的配制具體為:將聚乙烯醇浸泡到水中，攪 拌使其溶脹;再置于沸水浴中3~5h使其溶解，冷卻至室溫后用20~50目的篩子過濾即可。 [00 19]優(yōu)化地，步驟(b)中，研磨后用20~50目的篩子過濾得小球狀顆粒料，再將其倒入 磨具中刮平，在50~200MPa的壓力下壓制成型。
[0020] 由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明低溫燒結 高強微晶玻璃陶瓷砂輪，通過采用特定比例的低熔點微晶玻璃陶瓷、白剛玉磨料和聚乙烯 醇溶液，能夠提高砂輪的強度，降低其燒結溫度;而且燒成溫度和燒成時間大幅降低，縮短 了生產周期，降低了生產成本，提供了生產效率，適合大規(guī)模推廣應用。
【具體實施方式】
[0021] 下面將結合實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
[0022] 實施例1
[0023] 本實施例提供一種低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪，它包括以下重量分數(shù)的組 分:低熔點微晶玻璃陶瓷料30 %、白剛玉磨60 %、聚乙烯醇溶液10 %，低熔點微晶玻璃陶瓷 料的組份和各組份重量百分比為：CaO 22%，Si02 33%，B2〇3 25%，Al2〇3 5%，Ce02 5%， Ti02 5%，稀土添加劑5%，稀土添加劑為鈰，聚乙烯醇溶液為質量濃度為8%的水溶液； [0024]其制備方法包括以下步驟：
[0025] (a)將配方量的低熔點微晶玻璃陶瓷料、白剛玉磨料混合6h備用；
[0026] (b)將聚乙烯醇浸泡到水中，攪拌使其溶脹;再置于沸水浴中3h使其溶解，冷卻至 室溫后用20目的篩子過濾的質量濃度為8%聚乙烯醇溶液;在將其加入步驟(a)的產物中， 充分研磨后用20目的篩子過濾得小球狀顆粒料，再將其倒入磨具中刮平，在lOOMPa的壓力 下壓制成型；
[0027] (c)將步驟(b)得到的成型產品先以3°C/min的速度由室溫升溫至400°C，并保溫 4h;再以rC/min的速度升溫到700°C，并保溫4h得低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪，其抗折 強度為85MPa。
[0028] 實施例2
[0029] 本實施例提供一種低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪，它包括以下重量分數(shù)的組 分:低熔點微晶玻璃陶瓷料40%、白剛玉磨55%、聚乙烯醇溶液5%，低熔點微晶玻璃陶瓷料 的組份和各組份重量百分比為：CaO 20%，Si02 25%，B2〇3 15%，Al2〇3 15%，Ce02 10%， Ti02 10%，稀土添加劑5%，稀土添加劑為釔和鐠按質量比1:1組成的混合物，聚乙烯醇溶 液為質量濃度為5 %的水溶液；
[0030] 其制備方法包括以下步驟：
[0031] (a)將配方量的低熔點微晶玻璃陶瓷料、白剛玉磨料混合5h備用；
[0032] (b)將聚乙烯醇浸泡到水中，攪拌使其溶脹;再置于沸水浴中5h使其溶解，冷卻至 室溫后用50目的篩子過濾的質量濃度為5%聚乙烯醇溶液;在將其加入步驟(a)的產物中， 充分研磨后用50目的篩子過濾得小球狀顆粒料，再將其倒入磨具中刮平，在200MPa的壓力 下壓制成型；
[0033] (c)將步驟(b)得到的成型產品先以8°C/min的速度由室溫升溫至400°C，并保溫 5h;再以5°C/min的速度升溫到800°C，并保溫lh得低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪，其抗折 強度為l〇5MPa。
[0034] 實施例3
[0035] 本實施例提供一種低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪，它包括以下重量分數(shù)的組 分:低熔點微晶玻璃陶瓷料20%、白剛玉磨70 %、聚乙烯醇溶液10%，低熔點微晶玻璃陶瓷 料的組份和各組份重量百分比為：CaO 30%，Si02 34%，B2〇3 10%，Al2〇3 8%，Ce02 8%， Ti02 8%，稀土添加劑2%，稀土添加劑為釔，聚乙烯醇溶液為質量濃度為18%的水溶液； [0036]其制備方法包括以下步驟：
[0037] (a)將配方量的低熔點微晶玻璃陶瓷料、白剛玉磨料混合10h備用；
[0038] (b)將聚乙烯醇浸泡到水中，攪拌使其溶脹;再置于沸水浴中4h使其溶解，冷卻至 室溫后用30目的篩子過濾的質量濃度為18%聚乙烯醇溶液;在將其加入步驟(a)的產物中， 充分研磨后用30目的篩子過濾得小球狀顆粒料，再將其倒入磨具中刮平，在50MPa的壓力下 壓制成型；
[0039] (c)將步驟(b)得到的成型產品先以2°C/min的速度由室溫升溫至400°C，并保溫 lh;再以:TC/min的速度升溫到600°C，并保溫8h得低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪，其抗折 強度為90MPa。
[0040]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發(fā)明的內容并據以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據本發(fā)明 精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪，其特征在于，它包含以下重量分數(shù)的組分： 低熔點微晶玻璃陶瓷20~40%; 白剛玉磨料 50~70 %; 聚乙烯醇溶液 5~15 %。2. 根據權利要求1所述的低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪，其特征在于:所述低熔點微 晶玻璃陶瓷包含以下重量分數(shù)的組分： CaO 20-30%, Si02 25-50%, B2〇3 10-35%, AI2O3 5-15%, Ce02 5-10%, Ti02 5~10%， 稀土添加劑 2~5%， 所述稀土添加劑為鈰、釔和鐠中一種或多種組成的混合物。3. 根據權利要求1所述的低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪，其特征在于:所述聚乙烯醇 溶液由聚乙烯醇與水配制而成，其質量濃度為5~18%。4. 權利要求1至3中任一所述低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪的制備方法，其特征在 于，它包括以下步驟： (a) 將配方量的低熔點微晶玻璃陶瓷料、白剛玉磨料混合5~10h備用； (b) 將聚乙烯醇加入水中配制成聚乙烯醇溶液，隨后取配方量加入步驟(a)的產物中， 研磨后過篩得顆粒料，并壓制成型； (c) 將步驟(b)得到的成型產品先以2~8°C/min的速度由室溫升溫至400°C，并保溫1~ 5h;再以1~5°C/min的速度升溫到600~800°C，并保溫1~8h即可。5. 根據權利要求4所述低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪的制備方法，其特征在于:步驟 (b)中，所述聚乙烯醇溶液的配制具體為:將聚乙烯醇浸泡到水中，攪拌使其溶脹;再置于沸 水浴中3~5h使其溶解，冷卻至室溫后用20~50目的篩子過濾即可。6. 根據權利要求4所述低溫燒結高強微晶玻璃陶瓷砂輪的制備方法，其特征在于:步驟 (b)中，研磨后用20~50目的篩子過濾得小球狀顆粒料，再將其倒入磨具中刮平，在50~ 200MPa的壓力下壓制成型。
【文檔編號】B24D3/14GK105856079SQ201610307699
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】田繼華, 朱?？?
【申請人】江蘇耐銳特磨料磨具有限公司