[发明专利]一种稀土改性陶瓷结合剂及制造立方氮化硼磨具的方法

权利要求书

1.一种稀土改性陶瓷结合剂，其组分包括硼玻璃、陶土、长石、滑石、硅石和碳酸钙粉，其特征在于，还包括稀土氧化物。

2.如权利要求1所述的稀土改性陶瓷结合剂，其特征在于，所述各组分的重量百分比分别为：硼玻璃60～72%、陶土12～15%、长石3～6%、滑石5～10%、硅石5～10%，碳酸钙粉0.5～0.8%，具有改性功能的稀土氧化物为0.2～0.5%。

3.如权利要求2所述的稀土改性陶瓷结合剂，其特征在于，所述各组分的重量百分比分别为：硼玻璃65～70%、陶土12～15%、长石5～6%、滑石6～8%、硅石6～8%，碳酸钙粉0.5～0.6%，具有改性功能的稀土氧化物为0.4～0.5%。

4.如权利要求3所述的稀土改性陶瓷结合剂，其特征在于，所述稀土氧化物的重量百分比为0.4%。

5.如权利要求1至4任一项所述的稀土改性陶瓷结合剂，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化铈（CeO2）、氧化镧（La₂O3）、氧化钕（Nd2O3）、氧化镱（Yb2O3）中的一种。

6.一种使用权利要求1所述稀土改性陶瓷结合剂制造立方氮化硼磨具的方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一：磨料选择，添加湿润剂，混匀备用；

步骤二：以硼玻璃、陶土为结合剂基本组成，以长石、滑石和硅石为填料制备陶瓷结合剂，选料比例为硼玻璃60～72%、陶土12～15%、长石3～6%、滑石5～10%、硅石5～10%、碳酸钙粉0.5～0.8%和稀土氧化物粉0.2～0.5%，先将硼玻璃、陶土、长石、滑石和硅石混合磨粉，过200～220目筛烘干，然后添加碳酸钙粉和稀土氧化物粉深度混合均匀备用；

步骤三：将步骤一所述磨料和步骤二所述结合剂按5∶5的比例混合；

步骤四：将步骤三所述的物料热压成型，热压温度为200℃；

步骤五：对步骤四所述的热压成型物料进行烧结，烧结温度为750～950℃；

步骤六：对步骤五所述的磨具进行整理加工。

7.如权利要求6所述的稀土改性陶瓷结合剂立方氮化硼磨具的制造方法，其特征在于，步骤五所述的磨具烧结温度为860℃。

8.如权利要求7所述的稀土改性陶瓷结合剂立方氮化硼磨具的制造方法，其特征在于，步骤五所述的烧结过程采用常压保护气氛烧结工艺，工艺过程如下：

预热阶段：将热压成型的磨具直接置于烧结炉中加热，导入氮气形成保护气氛，缓慢加热至300℃，保温1.5小时；

烧成阶段：快速升高炉温，同时导入氨气替代氮气继续保持炉内保护气氛，当温度达到860℃时，控制炉温稳定，保温3小时；

冷却阶段：将炉温快速冷却到400℃，保温1小时，随后炉冷，当温度降低至200℃时，停止导入氨气，终止炉内保护气氛，直至炉温降至常温出炉。

9.如权利要求6至8任一项所述的稀土改性陶瓷结合剂立方氮化硼磨具的制造方法，其特征在于：步骤一所述的磨料选择为ABN800立方氮化硼、ABN800立方氮化硼和琥珀单晶按7:2的比例混合、ABN800立方氮化硼和琥珀单晶按7:3的比例混合或者ABN800立方氮化硼和琥珀单晶按7:4的比例混合的方案中的一种。

10.如权利要求9所述的稀土改性陶瓷结合剂立方氮化硼磨具的制造方法，其特征在于：所述磨料ABN800的粒度优选范围为100/120-170/200，琥珀单晶的粒度筛选范围为75/90-120/150。