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一种微晶陶瓷结合剂磨 钢坯 砂轮

阅读：1023发布：2020-05-27

专利汇可以提供一种微晶陶瓷结合剂磨钢坯砂轮专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种微晶陶瓷结合剂磨钢坯砂轮，其玻璃与晶体共存的多晶固体材料结构，其结合剂采用粘土、长石、含硼微晶玻璃、叶蜡石，滑石制成高强度低收缩率工程陶瓷结合剂，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，再与混合材质磨削料结合，采用模压法高压双面受压工艺成型，低温烧成，在800℃保温段正压还原气氛保温晶化，形成混合磨削材料与具备微气孔的玻璃相高强度微晶工程陶瓷复合结构，从而大幅度提高磨钢坯砂轮的强度和结合度，提高砂轮的使用线速度，安全系数，其特点：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，不烧伤工件的新型高效磨钢坯专用磨削砂轮并易于钢铁行业自动化。，下面是一种微晶陶瓷结合剂磨钢坯砂轮专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种微晶陶瓷结合剂磨钢坯砂轮，由陶瓷结合剂、A砂、150#SA砂、结合剂、水玻璃、糊精所组成，其特征在于：上述砂轮的成型料配方为，磨料(以磨削材料100kg)：A砂，
92kg，占磨削材料92％、150#SA砂，8kg占磨削材料8％、结合剂12kg(kg/每100kg磨削材料)、水玻璃1700ml(ml/每100kg磨削材料)、糊精2.5-3kg(kg/每100kg磨削材料)，结合剂和水玻璃及糊精加入量以磨料干料总重基数计算加入；陶瓷结合剂原料的重量百分比：
长石40％、含硼微晶玻璃20％、滑石2％、粘土10％、叶腊石28％；砂轮标准成型料单重表：
砂轮规格： 500×150×305 600×200×305
砂轮成型料单重： 51Kg 110.9Kg
2.按照权利要求1所述砂轮的加工制备工艺步骤，其特征在于：
a.按上述配方称取长石、含硼微晶玻璃、滑石原料，置球磨机混合均匀，球磨时间：
30min，球磨机容量200L加料量60Kg磨球规格及数量：￠8-18mm600-700Kg；
b.将上述球磨料与粘土粉、叶腊石，置钟形混料机容量500L 加料量150-200Kg，混合时间：10-20min，过筛，过筛号：60#，制得基础陶瓷结合剂；
c.按上述配方称取A磨料、150#SA砂磨料加入水玻璃，置混轮捻式混料机混合5min，混合均匀；
d，加入称量好的结合剂，糊精混合15min.出料后，过8-10#筛，制得得砂轮的最终成型复合料；
e，成型：按上述称取砂轮成型料单重称取成型料，采用模压法，使成型料在摸具内均匀分布，上下两面均匀受压，达到磨具毛坯密度均匀，在1500吨砂轮成型压机上用冷压成型，成型压力：17.5Mpa，分两次施压，第一次为总压力的1/4-1/3，去掉磨具垫铁，按总压力施压，并保持1分钟；
f，干燥：在隧道式干燥室高温干燥，干燥用按细粒度工艺执行，40-60℃干燥48小时，坯体经干燥后，装入燃气烧成窑在1150℃烧成；
g，砂轮烧成：将冷压成型后砂轮放入燃气烧成窑，直接升温至80℃，以30℃/h升温至
500℃，以40℃/h升温至950℃，以15℃/h达到1150℃，保温8h，快速冷却至800℃，保温
1.5-2h，自然冷却100℃以下，打开窑门，窑压及烧成气氛控制：1150℃前负压，氧化气氛，冷却至800℃前，采用弱氧化气氛，800℃保温段正压还原气氛，800℃以下至100℃采用自然冷却降温。制得陶瓷微晶结合剂磨钢坯砂轮。

说明书全文

一种微晶陶瓷结合剂磨钢坯 砂轮

技术领域

[0001] 本发明涉及一种微晶陶瓷结合剂磨钢坯砂轮配方与制造工艺。

背景技术

[0002] 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；砂轮的磨削性能效率是关键，钢材是现代机械工业设备的重要部件，提高加工钢材砂轮的磨削材料质量，推动钢材生产企业技术进进步，促进行业发展尤为重要，以往制备磨钢材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、砂轮废品率高，成品砂轮强度低，抗冲击韧性较低，组织密度、硬度均匀性差，用户不能实现自动化磨削，易烧伤工件，等缺点，制约着现代工业的钢铁工业生产的效率和质量水平。

发明内容

[0003] 一种微晶陶瓷结合剂磨钢坯砂轮，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、含硼微晶玻璃、叶蜡石，滑石制成高强度低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坯砂轮的强度和结合度，提高砂轮的使用线速度，安全系数，其特点：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，不烧伤工件的新型高效磨钢坯专用磨削砂轮并易于该行业自动化。

[0004] 本发明的技术方案是：所述一种微晶陶瓷结合剂磨钢坯砂轮配方与制造工艺是：

[0005] (1)砂轮的结合剂及成型料的配方：

[0006] a、制备陶瓷结合剂磨钢坯砂轮成型料配方：

[0007] 磨料(以磨削材料100kg计)：A砂92kg占磨削材料92％、150#SA砂8kg占磨削材料8％、结合剂12kg(kg/每100kg磨削材料)、水玻璃1700ml(ml/每100kg磨削材料)、糊精2.5-3kg(kg/每100kg磨削材料)，结合剂和水玻璃及糊精加入量以磨料干料总重基数计算加入；

[0008] b、制备基础陶瓷结合剂的重量百分比原料为：长石40％，微晶硼玻璃20％，滑石2％，粘土10％，叶腊石28％

[0009] c，砂轮标准成型料单重附表；

[0010]砂轮规格： 500×150×305 600×200×305
砂轮成型料单重： 51Kg 110.9Kg

[0011] 2)制备工艺步骤：

[0012] a.按上述配方称取长石、含硼微晶玻璃、滑石原料，置球磨机混合均匀，球磨时间：30min，球磨机容量200L加料量60Kg磨球规格及数量：￠8-18mm600-700Kg，[0013] b.将上述球磨料与粘土粉、叶腊石，置钟形混料机容量500L 加料量150-200Kg，混合时间：10-20min，过筛，过筛号：60#，制得基础陶瓷结合剂；

[0014] c.按上述配方称取A磨料、150#SA砂磨料加入水玻璃，置混轮捻式混料机混合5min，混合均匀。

[0015] d，加入称量好的结合剂，糊精混合15min.出料后，过8-10#筛，制得得砂轮的最终成型复合料。

[0016] e，成型：按上述称取砂轮成型料单重称取成型料，采用模压法，使成型料在摸具内均匀分布，上下两面均匀受压，达到磨具毛坯密度均匀，在1500吨砂轮成型压机上用冷压成型，成型压力：17.5Mpa，分两次施压，第一次为总压力的1/4-1/3，去掉磨具垫铁，按总压力施压，并保持1分钟；

[0017] f，干燥：在隧道式干燥室高温干燥，干燥用按细粒度工艺执行，40-60℃干燥48小时，坯体经干燥后，装入燃气烧成窑在1150℃烧成。

[0018] g，砂轮烧成：将冷压成型后砂轮装入燃气烧成窑，直接升温至80℃，以30℃/h升温至500℃，以40℃/h升温至950℃，以15℃/h达到1150℃，保温8h，快速冷却至800℃，保温1.5-2h，自然冷却100℃以下，打开窑门，窑压及烧成气氛控制：1150℃前负压，氧化气氛，冷却至800℃前，采用负压弱氧化气氛，800℃保温段正压还原气氛。800℃以下至100℃采用自然冷却降温。

[0019] 实现玻璃状微晶陶瓷晶体晶核形成，并使之与磨削粒因子融融烧结固化均匀，复合成型为合格的陶瓷微晶结合剂磨钢坯砂轮。

[0020] 一种微晶陶瓷结合剂磨钢坯砂轮，是以20％含硼微晶玻璃，2％滑石粉，28％叶腊石与粘土、长石、制成工程陶瓷结合剂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坯砂轮，在大吨位成型压力下制成高密度坯体，成型料经高压成型后，干燥、在1150℃烧结，并在780℃-800℃晶化，高温下，砂轮坯料处融融状态烧结，由含硼微晶玻璃、叶腊石，滑石粉、粘土、长石、组成的高强度、低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AI2O3、TiO2与该结合剂充分反应，定量定性收缩，低收缩率，形成混合磨削材料与具备微气孔的微晶玻璃相高强度陶瓷复合结构，具有比普通陶瓷较少的内部缺陷和更细小的结晶结构，微晶陶瓷具有较高的强度和耐磨性，可以大幅度增加砂轮的强度和结合力，从而提高砂轮的使用速度、安全系数和使用寿命，制得组织致密、高硬度玻璃相微晶陶瓷结合剂磨钢坯砂轮。

[0021] 以下对本发明做出进一步说明：

[0022] 本发明是一种特殊的成型料制砂轮，事先要制造一种一定结晶的陶瓷结合剂，然后把这种结合剂按重量百分比与磨料制成成型料，用冷压的方法，以不同的压力把它制成陶瓷结合剂砂轮，制造砂轮要事先确定的磨削性能选择磨料，砂轮的毛坯的密度和弹性模数，确定砂轮的磨削能力。根据设计要求，需变动磨料与结合剂(包括填充料)重量的百分比。根据本发明的基础配方合适的磨料与结合剂(包括填充料)重量的百分比就可得到一定的气孔率，一定弹性模数和预期磨削效果，这种砂轮烧成后可直接使用，而不需要加工或稍微加工即可。

[0023] 本发明是一种高强度复合工程陶瓷结构高性能磨削材料，规格尺寸为500×150×305，600×200×305，以20％含硼微晶玻璃，28％叶腊石、2％滑石与粘土、长石、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，成型料经混料后、高压成型，在1150℃烧结，并在
780℃-800℃晶化，高温下，砂轮坯料处融融状态烧结，由含硼微晶玻璃、叶腊石，滑石、粘土、长石组成的高强度高低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AI2O3、TiO2与该结合剂充分反应，体积密度定量定性烧成，形成混合磨削材料与具备微气孔的玻璃相高强度微晶陶瓷复合结构，制得组织致密高硬度玻璃相微晶陶瓷磨钢坯砂轮。

[0024] 本发明其玻璃与晶体共存的多晶固体陶瓷材料结构，集中了玻璃和陶瓷的优良性能，如机械强度高、如耐磨、耐腐蚀、抗氧化性好、电学性质优良、膨胀系数可调、热-4 2稳定性好等。抗折强度107.5MPa，显微硬度10.8GPa，耐水性2.843×10 Kg/m，耐酸性-4 2 -4 2 3 3
5.897×10 Kg/m，耐碱性3.023×10 Kg/m，密度2.87×10Kg/m，有较低的软化点，可将砂轮的烧结温度控制在1150℃以下；具有普通玻璃3～4倍的强度，普通陶瓷1.5～2.5倍的强度，提高磨钢坯砂轮的强度和结合度，使用线速度，安全系数，大幅度提高砂轮的使用速度和寿命，同时，烧成温度低，节能，产品加工简单或免加工；其特点：几何尺寸稳定，线
3 2
收缩率在0.5～1％，密度可达3.3g/cm 韧性好，弹性模数可达180达因/cm，耐用度比普通砂轮提高150％，≥1∶36，最高线速度≥60m/s，具有高强度，高硬度，组织密度均匀组织密度均匀，≤0.5H；在高速磨削条件下，磨削比大，不烧伤工件从而大幅度提高磨钢坯制造的质量减少磨削成本，并易于钢铁行业特别是特钢产业的圆柱形钢材磨削自动化。

具体实施方式

[0025] 一、砂轮的陶瓷结合剂原材料及其技术条件、原料的配比范围：

[0026] 1、长石：3.1化学成分(％)SiO2含量为63～68；Al2O3含量为17～20；

[0027] Fe2O3＜1；CaO＜0.7，MgO＜0.7；K2O≥10.0，NaO≤4；灼减≤1.0。

[0028] 粒度组成：全部通过100#筛，通过240#筛≥98％，水份：≤1％；耐火度：1230℃～1280℃。

[0029] 2、粘土：化学成分(％)：SiO2含量为45～49；Al2O3含量为34～38；Fe2O3≤12；CaO＜1；MgO＜1；K2O+NaO＜3；灼减＜15。粒度组成：全部通过100#筛，通过240#筛≥98％，水份：≤1％。

[0030] 3、叶蜡石要求：白色粉末，白度＞90粒度组成：全部通过100#筛，通过240#筛≥98％，水份：≤1％；化学成分(％)：Al2O3≥18～27％，K2O+Na2O≤0.5～0.7％，Fe2O3≤0.5％。SiO265～75％K2O+Na2O＜0.6～1.2％。

[0031] 4、含硼微晶玻璃：色泽：白色，无杂质，含硼≥28.5％，水分：≤1％；主晶相为氟金云母，晶体结构为六方片状结构，晶粒尺寸为1μm-2μm；粒度：全部通过100#筛，通过240#筛≥96％；灼减≤1.0。

[0032] 其重量百分比化学成份：SiO2` 45-50％，Al2O3 8-12％，ZnO 5-8％，MgO6-10％，Na2O 2-4％，B2O3 10-15％，Li2O 3-5％，F 4-7％，K2O 5-8％。熔点：不小于800℃～900℃。

[0033] 5、滑石化学成分(％)：SiO2：58～62；Al2O3≤1.5；Fe2O3≤1.0，CaO≤1.0，

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