一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及磨具领域，特别设及一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮及其制造 方法，尤其设及一种应用于对航空发动机核屯、零件进行精密打磨的具有高强磨削性能的陶 瓷微晶砂轮及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 磨具产品作为工业的牙齿，在产品的磨削、成型加工、抛光方面有着不可替代的作 用。磨具产品磨削对象可分为很多种，比如木材、金属、合金、皮革、玻璃、陶瓷等等所有需要 进行磨削加工W及抛光的领域。
[0003] 随着现代工业的发展，高性能的磨具在工业W及民用领域中的应用越来越广，尤 其在航空发动机盘/轴类零件的精加工领域，较多的采用了高溫合金、铁合金材料，而高溫 合金、铁合金材料磨加工上属于难磨材料，由于其材料性能特点，磨加工时磨削区溫度高， 使得砂轮磨削面容易被金属屑堵塞、磨粒不容易自行脱落或者成片脱落；此外，被磨材料表 面容易被烧伤、产生微裂纹、且粗糖度较差，运些都影响磨削材料质量及砂轮磨削效率。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶 砂轮及其制造方法。 阳0化]本发明的技术方案如下：
[0006] 一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，包括：结合剂和磨料；
[0007] 其中，所述磨料由相同粒度的碳化棚与陶瓷微晶磨粒混合而成，且两者的混合比 例为 2 : 8 ~2. 2 : 7. 8 ;
[0008] 所述结合剂包括有高岭±粉和水侣石粉；
[0009] 所述结合剂与所述磨料的质量比为5. 7 : 4. 3~6.2 : 3. 8 ;
[0010] 所述陶瓷微晶磨粒包括W下重量份的材料：
[0011] 氧化侣 100重量份； 氧化起 '10~化重量份； 氧化测 2~3重量份； 氧化钟 2~3重量份。
[0012] 优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，其中，所述结合剂包括W下 重量份的材料：
[0013] 高岭±粉 1狐重量份； 水铅石粉 30~:巧重量份； 钟长石截 2~4重量份； 二氧化儘粉 4~反重量撥； H氧化二衫粉 2~:;重量份。
[0014] 优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，其中，所述结合剂中还包括 2~3重量份的氧化锁粉。
[0015] 优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，其中，所述结合剂中还包括 2~3重量份的氧化儀粉。
[0016] 优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，其中，所述碳化棚和陶瓷微 晶磨粒的粒径为600~800目。
[0017] 一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮的制造方法，包括W下步骤：
[0018] 步骤1)按结合剂的配方比例进行称取，混匀，其中，所述结合剂包括W下重量份 的材料：
[0019] 高岭±粉 100重量餘； 水锅石粉 30~35重量份； 钟长石縣 2~<1重量悅； 二氧化儘紛 4~5重量份; H氧化二衫粉 2~3重量份；
[0020] 步骤2)将步骤1)所得混合物进行第一次玻化处理，第一次玻化处理的溫度为 900~920°C，随后自然冷却至室溫，在自然冷却后继续置于0~5°C下冷冻10~15min，随 后粉碎，得到产物一；
[0021] 步骤3)将产物一进行第二次玻化处理，第二次玻化处理的溫度为980~1000°C， 随后在10~20W的紫外灯照射下自然冷却至室溫，随后粉碎，得到产物二；
[0022] 步骤4)将产物二与磨料混匀，得到产物=，其中，所述结合剂与所述磨料的质量 比为5.7 : 4. 3~6.2 : 3. 8;所述磨料由相同粒度的碳化棚与陶瓷微晶磨粒混合而成，且 两者的混合比例为2 : 8~2.2 : 7.8;所述陶瓷微晶磨粒包括W下重量份的材料：
[0023] 氧化铅 100重量份； 氧化桂 '!0~'15重量份； 氧化测 2~3重量份; 氧化钟 2~3證量份；
[0024]步骤5)将产物S与等质量的水混匀调黏稠后放入模具中制模定型，压实，随后进 行烧结，从20°C开始，W30°C/小时的速率升溫至500°C，随后W25°C/小时的速率升溫至 650°C，W17. 5°C/小时的速率升溫至795°C，随后在795°C下保溫4小时，自然冷却至室溫。[0025]优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮的制造方法，其中，所述结合 剂中还包括2~3重量份的氧化锁粉。
[00%] 优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮的制造方法，其中，所述结合 剂中还包括2~3重量份的氧化儀粉。
[0027] 优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮的制造方法，其中，所述碳化 棚和陶瓷微晶磨粒的粒径为600~800目。
[0028] 本发明的有益效果是：本案通过对磨料的改进使得每颗磨粒中含有成千上万个微 小结晶，能自锐持续地露出新的、锋利的切削刃，因此在切削时溫度较低，比普通氧化侣对 难磨削材料的烧伤或金相损害更少，并且可在低负荷下长时间保持锋利，总停机时间较少， 寿命更长。而经过优化的结合剂是将粉料通过高溫烙融冷却夹持住磨料，使之形成一定形 状的高硬度高强度的磨具砂轮。粉料在高溫烙融过程中与磨料间也会产生化学反应，一方 面虽然可W提高结合强度，但另一方面高溫会破坏微晶磨料中的微小结晶，故本案通过对 结合剂配方进行改进并结合全新的烧结工艺，采用700~80(TC的低溫烧结工艺，获得了令 人满意的效果。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，W令本领域技术人员参照说明书 文字能够据W实施。
[0030] 本案提供一实施例的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，包括：结合剂和磨料；
[0031] 其中，磨料主要用于打磨，结合剂主要用于粘合并夹持固定磨料，同时能够使得打 磨下来的金属屑和磨料能够自动滑落，不影响砂轮的磨削效率。
[0032] 磨料由相同粒度的碳化棚与陶瓷微晶磨粒混合而成，且两者的混合比例为 2 : 8~2.2 : 7.8 ;碳化棚与陶瓷微晶磨粒的组合可W获得优秀的砂轮线速度，及较高的 去除率和磨削比，且两者的混合比例须被严格限制，当偏离运一比例时，则将导致磨料的磨 削性能偏离最优值，且很难在两者之间发现另一优选的比例值。不仅如此，碳化棚与陶瓷微 晶磨粒的结合也应被限制，因为与两者结构类似的碳化棚和栋刚玉的组合、碳化棚和白刚 玉的组合、碳化娃与陶瓷微晶磨粒的组合W及氮化棚与陶瓷微晶磨粒的任意比例的组合均 不能达到碳化棚与陶瓷微晶磨粒的组合所产生的磨削性能。
[0033] 陶瓷微晶磨粒包括W下重量份的材料：
[0034] 氧化锅 100重量份； 氧化珪 /1〇~'15重量份； 氧化测 2~3重量份； 氧化钟 2~:;重量份；
[0035] 陶瓷微晶磨粒的制备方法如下：将上述四种材料按比例混匀，加入等体积的水调 匀后，在600~800°C下烧结1小时，在1200~1250°C下烧结2小时，自然冷却后，将得到 的烧结块放入冰水中超声半小时，随后进行研磨粉碎，得到细小的陶瓷微晶磨粒。陶瓷微晶 磨粒的粒度大小可根据实际需要通过研磨机来调节。上述陶瓷微晶磨粒的配方比例不能自 由更改，因为该配方对最终所得材料的耐磨性能有很大的影响，即便只是一种物质，偏离很 小的范围，都将导致最终磨粒的打磨性能大大降低，因此，上述陶瓷微晶磨粒的配方应被固 定。
[0036] 结合剂包括有高岭±粉和水侣石粉；运两种材料是结合剂的主体，两者结合后的 粉体混匀，经烧结可具备优异的稳定性，在高溫下具备出色的结合力，可牢牢地夹持住磨 料，W确保砂轮的线速度不受影响。
[0037] 当然，为了进一步保证砂轮的磨削能力，结合剂与磨料的质量比应被限制，优选值 为5.7 : 4. 3~6.2 : 3. 8,当偏离运一优选范围后，砂轮的磨削性能将受到影响。不同成 分的结合剂与不同成分的磨料之间的比例分配没有参考性，且并非所有的结合剂与磨料之 间都存在最佳分配比例，当结合剂的成分与磨料的成分无法完美匹配时，是根本无法通过 实验来发现最佳比例的。
[0038] 为了进一步获得更佳的磨削能力，需要进一步对结合剂进行改进，结合剂包括W 下重量份的材料：
[0039] 高岭±粉