专利名称：一种陶瓷结合剂磨钢球砂轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷结合剂磨钢球砂轮及其制备方法。
背景技术：
砂轮是机械加工中的重要工具，它依靠结合剂将松散的颗粒状的磨料结合在一起。由于砂轮磨削时受到较大的冲击力，并需要高速旋转，因而其强度是保障安全和有效使用的前提；钢球是现代机械工业设备的重要部件，提高加工钢球砂轮的磨削材料质量，推动钢球生产企业技术进进步，促进行业发展尤为重要，以往制备磨钢球砂轮的结合剂有陶瓷、 玻璃等，其中以陶瓷结合剂为最多。现用的陶瓷结合剂主要为玻璃或陶瓷，因此有烧结温度高、强度低，抗冲击韧性较低，硬度不均勻，易烧伤工件，砂轮废品率高等缺点，制约作现代工业的钢球生产的效率和质量水平。
发明内容
一种陶瓷结合剂磨钢球砂轮，其玻璃与晶体共存的多晶固体材料结构，集中了玻璃和陶瓷的优良性能，如机械强度高、耐磨、耐腐蚀等，其结合剂采用粘土、长石、含硼玻璃、 膨润土，水锰矿制成高强度高收缩率工程陶瓷结合剂，再与混合材质磨削料结合，采用特定的工艺成型，烧成，形成混合磨削材料与具备微气孔的玻璃相高强度陶瓷复合结构，从而大幅度提高磨钢球砂轮的强度和结合度，提高砂轮的使用线速度，安全系数，具有高强度，高硬度，组织密度均勻，光洁度高，磨削比大，在高速磨削条件下，不烧伤工件从而大幅度提高磨钢球制造的质量减少磨削成并易于该行业自动化。制备这种磨钢球砂轮，除选择合适的磨削材料和粘土长石硼玻璃的玻璃相陶瓷材料外，还需选择合适的助融剂膨润土和水锰矿粉。本发明要解决的技术问题是，以3. 5%水锰矿粉，7%膨润土与粘土、长石、硼玻璃工程陶瓷和混合材质磨削材料复合，该结合剂作为结构材料应用于陶瓷结合剂磨钢球砂轮，在大吨位成型压力下制成高密度坯体，成型料经困料后、高压成型，在1250°C烧结，并在 7800C -800°C晶化，高温下，砂轮坯料处融融状态烧结，由硼玻璃、膨润土，水锰矿组成的高强度高收缩率工程陶瓷结合剂特征的结合剂和磨削材料剧烈反应，专用烧成工艺使得磨削料中的sic、AI203与该结合剂充分反应，定量定性收缩，收缩率最高可达10%，形成混合磨削材料与具备微气孔的玻璃相高强度陶瓷复合结构，制得组织致密高硬度玻璃相陶瓷磨钢球砂轮。本发明的技术方案之一是，所述砂轮的结合剂及成型料的配方和制备方法是(1)制备基础陶瓷结合剂的的重量百分比原料有长石26.0%， 硼玻璃 3.0%，粘土10.5%， 膨润土 7.0%，水锰矿3.5%，(2)制备陶瓷结合剂磨钢球砂轮的重量百分比原料有(基础配方)
1，A 砂30%2，GC 或 C 砂 20%3，结合剂 50%4，水玻璃 2.5ml/kg 5，水 6 7ml/kg水及水玻璃加入量以磨料和结合剂干料总重基数计算加入。本发明的技术方案之二是，用高强度高收缩率工程陶瓷结合剂，与混合材质磨削料复合结构的成型、烧成工艺.(3)制备工艺过程1)基础陶瓷结合剂制备工艺步骤a.按上述配方称取长石、硼玻璃水锰矿原料，置球磨机混合均勻，球磨时间lh， 球磨机容量200L加料量60Kg磨球规格及数量Φ 8-18mm 600-700Kg,b.将上述球磨料与粘土粉、膨润土，置钟形形混料机容量500L 加料量 150-200Kg，混合时间10-20min，过筛，过筛号46_60#，制得基础陶瓷结合剂；2)成型料制备工艺步骤a.按上述配方称取A磨料、GC或C磨料加入水温彡90°C的水、水玻璃，置混轮捻式混料机混合5min，混合均勻后，加入称量好的结合剂，混合45min.出料后，过14#筛。b，密封，闷料48小时，过8_10#筛，制得成型料，备用，水分控制在4. 8-5. 2%得砂轮的最终成型复合料。3)成品制备工艺过程冷压成型一"^干燥一"^烧成一"^精加工一"^检验一"^入库a，成型成型工序是用粉状磨具成型初步固化的过程，将混合均勻的成型料按照一定的单重，用模压定型加压，制成各种规格的高速树脂重负荷磨钢坯砂轮半成品，磨具毛坯的质量应符合磨具半成品技术条件的规定。本工序主要采用模压法，使成型料在摸具内均勻分布，上下两面均勻受压，达到磨具毛坯密度均勻，符合质量要求。在1500吨砂轮成型压机上用冷压成型，在砂轮成型机组工作台安置所需砂轮模具按以下基础成型单重成型，成型压力17. 5Mpa，分两次施压，第一次为总压力的1/4-1/3，然后去掉磨具垫铁，按总压力施压，并保持1分钟。
权利要求
1. 一种陶瓷结合剂磨钢球砂轮制备方法，其特征是，以3. 5%水锰矿粉，7%膨润土与粘土、长石、硼玻璃工程陶瓷和混合材质磨削材料复合，该结合剂作为结构材料应用于陶瓷结合剂磨钢球砂轮，在大吨位成型压力下制成高密度坯体，成型料经困料后、高压成型， 在1250°C烧结，并在780V -800°C晶化，高温下，砂轮坯料处融融状态烧结，由硼玻璃、膨润土，水锰矿组成的高强度高收缩率工程陶瓷结合剂特征的结合剂和磨削材料剧烈反应，专用烧成工艺使得磨削料中的sic、AI203与该结合剂充分反应，定量定性收缩，收缩率最高可达10%，形成混合磨削材料与具备微气孔的玻璃相高强度陶瓷复合结构，制得组织致密高硬度玻璃相陶瓷磨钢球砂轮。 该方法为(1)制备陶瓷结合剂磨钢球砂轮使用的重量百分比原料有①，制备基础陶瓷结合剂的的重量百分比原料有 长石洸.0%， 硼玻璃 3.0%，粘土 10.5%， 膨润土 7.0%， 水锰矿 3.5%，②，制备陶瓷结合剂磨钢球砂轮的重量百分比原料有(基础配方) 1，A 砂30%2，GC 或 C 砂 20%·3，结合剂 50%·4，水玻璃 2. 5ml/kg 5，水 6 7ml/kg水及水玻璃加入量以磨料和结合剂干料总重基数计算加入。(2)制备工艺步骤①基础陶瓷结合剂配制a.按上述配方称取长石、硼玻璃水锰矿原料，置球磨机混合均勻，球磨时间lh，球磨机容量200L加料量60Kg磨球规格及数量C 8-18mm 600-700Kg,b.将上述球磨料与粘土粉、膨润土，置钟形形混料机容量500L加料量150-200Kg，混合时间10-20min，过筛，过筛号46_60#，制得基础陶瓷结合剂；②成型料配制a.按上述配方称取A磨料、GC或C磨料加入水温> 900C的水、水玻璃，置混轮捻式混料机混合5min，混合均勻后，加入称量好的结合剂，混合45min.出料后，过14#筛。b，密封，闷料48小时，过8-10#筛，制得成型料，备用，水分控制在4. 8-5. 2%制得成型料。③成品制备工艺过程a,冷压成型本工序主要采用模压法，使成型料在摸具内均勻分布，上下两面均勻受压，达到磨具毛坯密度均勻，符合质量要求。在1500吨砂轮成型压机上用冷压成型，在砂轮成型机组工作台安置所需砂轮模具，按以下基础成型单重成型，成型压力17. 5Mpa，分两次施压，第一次为总压力的1/4-1/3，然后去掉磨具垫铁，按总压力施压，并保持1分钟。规格800X100X290800X100X360800X100X450单重136Kg1246Kg106Kgb，干燥自然干燥，按季节不同，2-4天，高温干燥干燥用40-60°C按细粒度工艺执行， 干燥48小时。坯体经干燥后，装入燃气烧成窑在1250°C烧成，800°C，晶化保温。 C，烧成升温曲线为(1)直接升温至80°C(2)以30°C /h升温至500°C，(3)，以 40°C /h 升温至 950°C，(4)以 15°C /h 达到 1250°C，(5)保温他；(6)快速冷却至800°C，保温1. 5-2h(7)自然冷却100°C以下，打开窑门，制得陶瓷结合剂磨钢球砂轮，合格砂轮需经精加工，检验。
全文摘要
一种用作制备砂轮的新型高收缩率工程陶瓷结合剂与磨削材料复合的结构及其制备方法，它以粘土、长石、含硼玻璃、膨润土，水锰矿制成高强度高收缩率工程陶瓷结合剂，再与混合材质磨削料结合，利用硼玻璃的乳浊效应，促使玻璃核化，助融剂膨润土和水锰矿粉促使制成高强度高收缩率工程陶瓷结构，冷压高压成型，在一定的温度烧成，制得得一种陶瓷结合剂磨钢球砂轮。与市场产品相比，大幅度提高磨钢球砂轮的强度和结合度，弹性模数，使用线速度，几何尺寸稳定，具有高强度，高硬度，组织密度均匀组织密度均匀，在高速磨削条件下，磨削比大，光洁度高，不烧伤工件的新型高效磨钢球专用磨削砂轮。可广泛应用于机械钢球制造并易于该行业自动化。
文档编号C04B35/16GK102363578SQ20101051703
公开日2012年2月29日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者万隆, 包东风, 徐会铭, 王友堂, 葛宗荣, 陈瑞和 申请人:江苏华东砂轮有限公司