[发明专利]一种陶瓷金属复合结合剂砂轮及其制备方法

说明书

本发明涉及一种陶瓷金属复合结合剂砂轮的制备方法：1）液体陶瓷结合剂的制备：将一定配比的Al(NO₃)₃、H₃BO₃、LiNO₃和NaNO₃溶于水中，再加入SiO₂溶胶，得到液体陶瓷结合剂；2）陶瓷金属复合结合剂的制备：将金刚石微粉、金属混合粉添加到液体陶瓷结合剂中混匀，获得混合浆料；3）喷雾造粒：将步骤2）所得混合浆料进行喷雾造粒，制成成型料；4）烧结成型及后处理：将步骤3）所得成型料进行压制成型、烧结、修整和修锐即得到陶瓷金属复合结合剂砂轮。本发明提高了砂轮的微观结构一致性，解决了现有技术导致的崩口较大、切缝蛇形、烧伤、切割质量不稳定、消耗速度不均匀、大块脱落等现象，同时砂轮还具有较高的强度和使用寿命。

技术领域

本发明属于超硬材料技术领域，具体涉及一种陶瓷金属复合结合剂砂轮及其制备方法。

背景技术

近几年来，随着高速磨削和超精密磨削技术的迅速发展，对砂轮提出了更高要求。陶瓷树脂结合剂砂轮已不能满足生产需要，金属结合剂砂轮因其具有把持力强、结合强度高、耐磨性好、耐高温、成型性能好、寿命长、导热性好，能承受较大的磨削压力等特点，在工程陶瓷、光学玻璃、硬质合金等难加工材料的磨削加工中得到了广泛应用。但金属结合剂砂轮自锐性差，常添加陶瓷结合剂提高自锐性，而传统固体陶瓷结合剂采用固相机械粉碎过筛方法得到粒径为1~100μm粉体，在制备微粉级金刚石磨料复合结合剂砂轮时，会形成以结合剂为中心的非均匀结构，不能实现对磨料有效包覆，降低结合剂强度及对磨料的把持力，且烧结后较大块的陶瓷结合剂切削过程中容易产生崩口等质量问题。再加上复合结合剂采用传统的球磨混合法，一是陶瓷结合剂粉、金属微粉、磨料相对较细，流动性差，易产生团聚，二是陶瓷结合剂粉、金属微粉、金刚石固相混合摩擦力大，不易混合均匀，三是金属微粉与磨料密度、粒度相差较大，混合均匀后在成型摊料过程中易分层，导致烧结后的磨料层相态分布不均，以上因素将会导致砂轮微观结构差异较大，进而导致应用过程中出现较大崩口、切缝蛇形、烧伤、切割质量不稳定、消耗速度不均匀、大块脱落等现象。为了解决上述问题，本发明提供了一种陶瓷金属复合结合剂砂轮及其制备方法，从成型料的制备及原材料的选择上改善目前切割过程中出现的问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种陶瓷金属复合结合剂砂轮及其制备方法，其提高了砂轮的微观结构的一致性，解决了现有技术导致的较大崩口、切缝蛇形、烧伤、切割质量不稳定、消耗速度不均匀、大块脱落等现象，同时砂轮还具有较高的强度和使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种陶瓷金属复合结合剂砂轮的制备方法，其包括如下步骤：

1）液体陶瓷结合剂的制备：将一定配比的Al(NO₃)₃、H₃BO₃、LiNO₃和NaNO₃溶于水中，再缓慢加入SiO₂溶胶，得到液体陶瓷结合剂；原料以氧化物摩尔百分比计，液体陶瓷结合剂中各原料配比为：Al₂O₃ 13％～17％、B₂O₃ 15％～20％、Li₂O 5％～8％、Na₂O 15％～18％、SiO₂ 37％～48％；

2）陶瓷金属复合结合剂的制备：将金刚石微粉、金属混合粉添加到液体陶瓷结合剂中混匀，获得混合浆料；

3）喷雾造粒：将步骤2）所得混合浆料在搅拌过程中进行喷雾造粒，制成成型料；

4）烧结成型及后处理：将步骤3）所得成型料进行压制成型、烧结、修整和修锐即得到陶瓷金属复合结合剂砂轮。