专利名称：一种陶瓷金刚石砂轮的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种陶瓷金刚石砂轮及其制备方法，属于磨具加工技术领域。
背景技术：
砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。砂轮中用以粘结磨料的物质称结合剂，结合剂的性能决定砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力。目前结合剂主要分为陶瓷、树脂、橡胶和金属四种，其中陶瓷结合剂耐热性、耐腐蚀性好、气孔率大、易保持轮廓，适用于v〈35m/s的各种成形磨削、磨齿轮、磨螺纹等。陶瓷结合剂金刚石砂轮是用配比好的陶瓷结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及修整而成的，具有很多气孔、用磨粒进行切削的磨具。陶瓷结合剂金刚石砂轮有高强度，耐热性能好，切削锋利，磨削效率高，磨削过程中不易发热和堵塞，热膨胀量小，以控制加工精度。同树脂结合剂砂轮相比，它他解决了树脂金刚石砂轮的低寿命，磨削效率低，磨具本身在磨削过程中易变性的问题。因此陶瓷结合剂金刚石砂轮在钻石、工业陶瓷、金刚石复合片，金刚石聚晶，金刚石刀具，立方氮化硼，硬质合金等高硬脆材料等一些特殊材料的磨削加工中，具有越来越明显的优势，在金刚石磨具的发展中有着良好的前景。被认为是高速、高效、高精、低磨削成本、低环境污染的高性能磨具，具有越来越广泛的应用，是近来世界各国磨削工具竞相研究开发的热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷金刚石砂轮，以增加陶瓷结合剂金刚石砂轮的强度和硬度，提高其性能。为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下
一种陶瓷金刚石砂轮，其特征在于，其是由下列重量份的原料制成
金刚石磨料50-60、铬刚玉磨料10-20、废钢粉4-8、核桃壳粒1_3、聚酰胺蜡微粉2_3、偏苯三酸三辛酯1-2、膨润土 2-5、白云石2-5、黑锰矿石3-6、石英砂2_5、废铁粉2_3。所述的陶瓷棕刚玉砂轮各原料组分的重量份如下表中各配方之一
原料I棕刚玉磨料I铬刚玉磨料I废钢粉I核桃壳粒I聚酰胺蜡微粉I偏苯三酸三辛酯I膨润土 I白云石I黑锰矿石I石英砂I废铁
Wj I50125 ~ 1.4 2.2~ 1.2~ 2 ~ 33 2.1
Wj 254156 ~ 1.8 2.5~ 1.4~ 5 ~ 43 2.4
Wj 357187 — 2.4 2.7~ 1.8~ 6 ~ 54 2.6
Wj ^60208 — 2.8 3.0~ 2.0~ 7 ~ 65 2.8
所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2600-3000°C高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。所述的陶瓷棕刚玉砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)按上述配方将各组分装入混料机中，混和1-2小时，充分混匀；
(2)将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压1-2兆帕，压机上、下板加热温度300-350°C，时间2-4分钟，然后升压至11-12兆帕，保压3_5分钟，然后将处理温度升至720-750°C，保温2-3小时；再自然冷却至40_450°C，再按每分钟3_5°C升温至1210-1250°C，保温6-7小时；
(3 )热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。本发明具有以下有益效果
I、本发明中结合剂采用陶瓷料，可以使砂轮不易变形，耐热性好，具有很高的耐磨性，解决了现有砂轮耐热性差，易变形的问题；各种陶瓷料粘结性能好，可以有效地防止裂纹，解决了现有砂轮粘结剂性能不佳，磨料易脱落的问题。2、本发明陶瓷结合剂组分添加了废铁粉金属粉末，不但提高了砂轮的导热性能，散热快，磨削温度低，而且增大了砂轮的硬度和强度，减少刚性磨削形成的裂纹，其磨削效率和使用寿命远远超过传统砂轮，综合效益提高50%以上。
具体实施例方式下列通过具体实施例对本发明作进一步的说明。实施例I
陶瓷金刚石砂轮由下列重量份的原料制成金刚石磨料50、铬刚玉磨料12、废钢粉5、核桃壳粒I. 4、聚酰胺蜡微粉2. 2、偏苯三酸三辛酯I. 2、膨润土 2、白云石2、黑锰矿石3、石英砂3、废铁粉2. I。所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2687°C高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。陶瓷金刚石砂轮的制备方法包括以下步骤
(O按上述配方将各组分装入混料机中，混和I小时，充分混匀；
(2)将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压I兆帕，压机上、下板加热温度300°C，时间2钟，然后升压至11兆帕，保压3分钟，然后将处理温度升至720°C，保温2小时；
(3 )热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。实施例2
陶瓷金刚石砂轮由下列重量份的原料制成金刚石磨料54、铬刚玉磨料15、废钢粉6、核桃壳粒I. 8、聚酰胺蜡微粉2. 5、偏苯三酸三辛酯I. 4、膨润土 4、白云石5、黑锰矿石4、石英砂3、废铁粉2. 4。所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2745°C高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。陶瓷金刚石砂轮的制备方法包括以下步骤
(O按上述配方将各组分装入混料机中，混和I小时，充分混匀；
(2)将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压I兆帕，压机上、下板加热温度310°C，时间2钟，然后升压至11兆帕，保压3分钟，然后将处理温度升至730°C，保温2小时；再自然冷却至40-450°C，再按每分钟3_5°C升温至1210_1250°C，保温6-7小时；
(3 )热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
实施例3
陶瓷金刚石砂轮由下列重量份的原料制成金刚石磨料57、铬刚玉磨料18、废钢粉7、核桃壳粒2. 4、聚酰胺蜡微粉2. 7、偏苯三酸三辛酯I. 8、膨润土 5、白云石6、黑锰矿石5、石英砂4、废铁粉2. 6。所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2810°C高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。陶瓷金刚石砂轮的制备方法包括以下步骤
(O按上述配方将各组分装入混料机中，混和2小时，充分混匀；
(2)将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压2兆帕，压机上、下板加热温度330°C，时间3钟，然后升压至12兆帕，保压4分钟，然后将处理温度升至740°C，保温3小时；再自然冷却至40-450°C，再按每分钟3_5°C升温至1210_1250°C，保温6-7小时； (3 )热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。实施例4
陶瓷金刚石砂轮由下列重量份的原料制成金刚石磨料60、铬刚玉磨料20、废钢粉8、核桃壳粒2. 8、聚酰胺蜡微粉3. O、偏苯三酸三辛酯2. O、膨润土 6、白云石7、黑锰矿石6、石英砂5、废铁粉2. 8。所述的膨润土、白云石、黑锰矿石、石英砂、废铁粉经过2902°C高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。陶瓷金刚石砂轮的制备方法包括以下步骤
(O按上述配方将各组分装入混料机中，混和2小时，充分混匀；
(2)将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压2兆帕，压机上、下板加热温度350°C，时间4钟，然后升压至12兆帕，保压5分钟，然后将处理温度升至750°C，保温3小时；再自然冷却至40-450°C，再按每分钟3_5°C升温至1210_1250°C，保温6-7小时；
(3 )热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
权利要求
1.一种陶瓷金刚石砂轮，其特征在于，其是由下列重量份的原料制成金刚石磨料50-60、铬刚玉磨料10-20、废钢粉4-8、核桃壳粒1_3、聚酰胺蜡微粉2-3、偏苯三酸三辛酯1-2、膨润土 2-5、白云石2-5、黑锰矿石3_6、石英砂2_5、废铁粉2_3。
2.根据权利要求I所述的陶瓷棕刚玉砂轮，其特征在于，所述的陶瓷棕刚玉砂轮各原料组分的重量份如下表中各配方之一
3.—种如权利要求I或2所述的陶瓷棕刚玉砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 Cl)按上述配方将各组分装入混料机中，混和1-2小时，充分混匀； (2)将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压1-2兆帕，压机上、下板加热温度300-350°C，时间2-4分钟，然后升压至11-12兆帕，保压3_5分钟，然后将处理温度升至720-750°C，保温2-3小时；再自然冷却至40_450°C，再按每分钟3_5°C升温至1210-1250°C，保温6-7小时； (3)热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
全文摘要
本发明公开了一种陶瓷金刚石砂轮，其是由重量份的金刚石磨料50-60、铬刚玉磨料10-20、废钢粉4-8、核桃壳粒1-3、聚酰胺蜡微粉2-3、偏苯三酸三辛酯1-2、膨润土2-5、白云石2-5、黑锰矿石3-6、石英砂2-5、废铁粉2-3组成。本发明中结合剂采用陶瓷料，可以使砂轮不易变形，耐热性好，具有很高的耐磨性；各种陶瓷料粘结性能好，可以有效地防止裂纹，解决了现有砂轮耐热性差，易变形的问题。解决了现有砂轮粘结剂性能不佳，磨料易脱落的问题。本发明陶瓷结合剂组分添加了废铁粉金属粉末，不但提高了砂轮的导热性能，散热快，磨削温度低，而且增大了砂轮的硬度和强度，减少刚性磨削形成的裂纹，其磨削效率和使用寿命远远超过传统砂轮，综合效益提高50%以上。
文档编号B24D3/34GK102825560SQ201210271069
公开日2012年12月19日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者孙兆英 申请人:安徽威铭耐磨材料有限公司