一种陶瓷结合剂磨轧辊砂轮及其制备方法
文献发布时间:2023-06-19 19:23:34
技术领域
本发明属于陶瓷砂轮生产技术领域,涉及铜铝有色轧辊生产技术领域,具体涉及一种陶瓷结合剂立方碳化硅砂轮及其制备方法。
背景技术
立方碳化硅又名β-SiC,属立方晶系(金刚石晶型)。β-SiC的莫氏硬度9.25~9.60,仅次于金刚石和立方氮化硼,在1600℃以上温度时β-SiC仍具有超高的强度和;β-Sic比α-Sic的导电性高几倍;β-SiC具有优良的热导率和低膨胀系数,使得其在加热和冷却过程中受到的热应力很小。
β-SiC属立方晶系,其晶体的等轴结构特点决定了该粉体具有比α-SiC好的自然球度和自锐性,因而在精密研磨方面有更好的磨削和抛光效果,作为精密研磨抛光材料,β-SiC比白刚玉和α-SiC研磨效率高很多,而且能大幅提高产品光洁度。
β-SiC微粉是采用无线微热源法制备的,该微粉产品颗粒分布均匀、刃口尖锐锋利、具有良好的自锐性,制成研磨液/抛光液研磨速度快、加工精度高、表面质量好。尤其在磨不锈钢、铜、铝、铸铁、硅片等材质时,其研磨效果可与金刚石媲美,价格却不及金刚石的十分之一,具有很高的性价比。
发明内容
本发明目的在于提供一种陶瓷结合剂磨轧辊砂轮及其制备方法,本发明从更换磨料入手,较好的改进了陶瓷结合剂磨轧辊砂轮的各项性能。
本发明的技术方案为:一种陶瓷结合剂磨轧辊砂轮,该砂轮的原料组分以及重量百分比含量为:陶瓷结合剂5-20%,糊精粉1-3%,湿润剂糊精液2-6%,余量为400目立方碳化硅磨料,所述陶瓷结合剂的原料组分以及重量百分比含量为:16-20%的Al
该砂轮工作层的原料组分以及重量百分比含量优选为:陶瓷结合剂8%,糊精粉1%,湿润剂糊精液4%,400目立方碳化硅磨料87%。
所述陶瓷结合剂的原料组分以及重量百分比含量优选为:17.5%的Al
所述陶瓷结合剂磨轧辊砂轮的制备方法,步骤如下:
(1)将400目立方碳化硅磨料与陶瓷结合剂、糊精粉放入轮碾混料机中混合20-30分钟,再加入湿润剂糊精液搅拌混合20-30分钟;
(2)将步骤(1)中的混料物料在模具中压制成型,然后在烘箱中进行干燥,干燥速率为8-10°C/小时,最终干燥温度为130-150℃保温2-3小时,自由降温冷却至室温,得到陶瓷结合剂磨轧辊砂轮坯体;
(3)将步骤(2)中的陶瓷结合剂磨轧辊砂轮坯体进行烧结,烧结温度为900~1100℃,保温2~6h,保温结束后自由冷却至室温,得到陶瓷结合剂磨轧辊砂轮。
所述步骤(3)中烧结温度优选为1030℃,保温5 h。
本发明的有益效果为:本发明采用了400目立方碳化硅磨料,与普通碳化硅相比,颗粒形状好,堆积密度高,提高了结合剂与磨粒的结合强度;第二,由于β-SiC具有金刚石结构,颗粒呈类球形,具有超耐磨耐腐蚀,超导热,低膨胀系数等特点,因此,其加工工件粗糙好,砂轮修整周期大幅提高。本发明的陶瓷结合剂磨轧辊砂轮的磨削性得到提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。
实施例1
按照以下原料组分以及重量百分比配制陶瓷结合剂:17.5%的Al
(1)将400目立方碳化硅磨料与陶瓷结合剂、糊精粉放入轮碾混料机中混合20分钟,再加入湿润剂糊精液搅拌混合20分钟;
(2)将步骤(1)中的混料物料在模具中压制成型,然后在烘箱中进行干燥,干燥速率为8°C/小时,最终干燥温度为140℃保温2-3小时,自由降温冷却至室温,得到陶瓷结合剂磨轧辊砂轮坯体;
(3)将步骤(2)中的陶瓷结合剂磨轧辊砂轮坯体进行烧结,烧结温度为1030℃,保温5h,保温结束后自由冷却至室温,得到陶瓷结合剂磨轧辊砂轮。该砂轮规格为:外径×高度×孔径=500×80×305(规格单位,mm),密度为1.86g/cm
对比例1
按照以下原料组分以及重量百分比配制陶瓷结合剂:17.5%的Al
将实施例1和对比例1分别作为某铜加工生产厂家的铜箔轧辊外圆磨砂轮使用,具体性能测试结果如表1所示。
表1实施例1和对比例1的测试结果
根据表1所示,实施例1提供的陶瓷结合剂磨轧辊砂轮不仅能满足相应的技术要求,而且相较于对比例1所制备的砂轮,其所加工工件粗糙度更好,平均寿命大幅度提高。
虽然400目立方碳化硅磨料成本也大幅提高,但是可以采用类似金刚石的生产方法,砂轮的有效磨削部位采用立方碳化硅磨料,非磨削部位采用铝基体或者普通砂轮进行粘结组合,这用就能降低砂轮生产成本,大幅度提高新技术砂轮的综合使用性价比,能够大幅度提高生产效率,一定程度降低企业的生产成本,因而具有较好的推广应用价值。
实施例2
按照以下原料组分以及重量百分比配制陶瓷结合剂:16%的Al
(1)将400目立方碳化硅磨料与陶瓷结合剂、糊精粉放入轮碾混料机中混合20分钟,再加入湿润剂糊精液搅拌混合30分钟;
(2)将步骤(1)中的混料物料在模具中压制成型,然后在烘箱中进行干燥,干燥速率为8°C/小时,最终干燥温度为140℃保温2小时,自由降温冷却至室温,得到陶瓷结合剂磨轧辊砂轮坯体;
(3)将步骤(2)中的陶瓷结合剂磨轧辊砂轮坯体进行烧结,烧结温度为1000℃,保温5h,保温结束后自由冷却至室温,得到陶瓷结合剂磨轧辊砂轮。该砂轮规格为:外径×高度×孔径=500×80×305(规格单位,mm),密度为1.84g/cm
实施例3
按照以下原料组分以及重量百分比配制陶瓷结合剂:20%的Al
(1)将400目立方碳化硅磨料与陶瓷结合剂、糊精粉放入轮碾混料机中混合20分钟,再加入湿润剂糊精液搅拌混合20分钟;
(2)将步骤(1)中的混料物料在模具中压制成型,然后在烘箱中进行干燥,干燥速率为8°C/小时,最终干燥温度为130℃保温3小时,自由降温冷却至室温,得到陶瓷结合剂磨轧辊砂轮坯体;
(3)将步骤(2)中的陶瓷结合剂磨轧辊砂轮坯体进行烧结,烧结温度为900℃,保温4h,保温结束后自由冷却至室温,得到陶瓷结合剂磨轧辊砂轮。该砂轮规格为:外径×高度×孔径=500×80×305(规格单位,mm),密度为1.88g/cm
实施例4
按照以下原料组分以及重量百分比配制陶瓷结合剂:17.5%的Al
(1)将400目立方碳化硅磨料与陶瓷结合剂、糊精粉放入轮碾混料机中混合30分钟,再加入湿润剂糊精液搅拌混合30分钟;
(2)将步骤(1)中的混料物料在模具中压制成型,然后在烘箱中进行干燥,干燥速率为8°C/小时,最终干燥温度为150℃保温3小时,自由降温冷却至室温,得到陶瓷结合剂磨轧辊砂轮坯体;
(3)将步骤(2)中的陶瓷结合剂磨轧辊砂轮坯体进行烧结,烧结温度为1100℃,保温6h,保温结束后自由冷却至室温,得到陶瓷结合剂磨轧辊砂轮。该砂轮规格为:外径×高度×孔径=500×80×305(规格单位,mm),密度为1.86g/cm
上述400目立方碳化硅磨料由西安博尔新材料有限公司提供。