磨料磨具网

　　摘要 通过改善结合剂的耐火度、流动性、强度，试制出用于低温烧成(1000℃以下)的低熔结合剂。该结合剂的强度和制作成的试块的硬度都比较高。
　　ABSTRACT By improving the refractoriness，flowability，and strength of bonds．we have trial-produced Low-meltingbond sample block in Low-temperature sintering．The strength of bond and the hardness of sample block produced are all high-er．
　　主题词 SiC磨具 低温烧成 低熔结合剂 结合剂的强度和硬度
　　KEYWORDS SiC abrasive products Low-temperature sintering Low-melting bond the strength and hardness of bond
　　1 引言
　　陶瓷结合剂制造的磨具广泛应用于机械制造行业，许多重要的机器零件都要进行磨加工。如喷汽发动机，水压汽轮机，一般用螺旋浆，轴承部件等。在这些零件的加工中陶瓷结合剂磨具都发挥了很好的作用。
　　但是以往的陶瓷磨具大都采用1300℃左右的高温烧成。烧成所用时间长，能量消耗大。而且对SiC磨具来说，高温烧成高硬度部分容易产生“黑心”。为避免“黑心”产生常采用酸碱比较大的烧结结合剂，这时为达到必要的高硬度，必须引入大量的结合剂，这又将导致磨具组织紧密，磨具磨削时粉尘大，磨削性能不好。且磨具的硬度难以控制。如果采用低温烧成，不仅可以弥补上述不足，而且还具有节约能源，加快窑的周转率，延长耐火物及窑的使用寿命、减少磨具外观斑点等一系列优点…。但目前低温烧成在国内磨具行业应用甚少，主要原因在于低温烧成磨具不易达到较高的磨具强度和硬度。
　　本课题即是试制出一种低熔陶瓷结合剂，实现磨具的低温烧成(烧成温度在1000℃以下)，且结合剂的强度较高，用该结合剂制作的“8”字块的硬度也较高。
　　2试验方案的确定
　　本试验主要采用含硼的粘土—长石—硼玻璃类结合剂，外加少量矿物添加剂。由于硼玻璃是一种强催熔剂。在结合剂中引入一定量的B2O3，可以显著降低结合剂的耐火度，增大结合剂的高温流动性和湿润性。且在控制合适的原料配比时，B将由三价转化为四价， B2O3则由[BO3]三角形结构转化为[BO4]四面体结构。 [BO4]四面体与[SiO4]四面体联结为三度空间的玻璃网络．从而可提高磨具的强度[2]。适量的添加物可以提高结合剂对磨粒的湿润性及结合剂的流动性，改善结合剂与磨粒之间的连结作用。
　　本课题主要是通过改变结合剂的成份、配比．研制出一种结合剂，结合剂的化学成份范围如表1所示。
　　该结合剂的强度比较高，结合剂的耐火度低，用该结合剂制作的SiC“8”字块硬度比较高。
　　试验中的测试项目有结合剂的耐火度、流动性，及 “8”字块的强度与硬度。
　　
　　3 试验过程及结果
　　试验过程分为结合剂配剂、结合剂性能测试、配方调整、砂轮制作及性能测试四个阶段进行的。
　　3．1 测定结合剂的耐火度及流动性
　　首先配制几种结合剂：V1为未加添加剂，U加入了添加剂，V3与V2原料种类相同，也加入了添加剂，只是各组成配比不同。然后制作成三角锥，在耐火度炉内测定其耐火度；并制作成φ15×15的试样，随“8”字块一块烧成到950℃，自然冷却到室温测定其流动性。测定结果如表2所示。
　　
　　3．2制作并测试“8”字块的强度及硬度
　　选用GCl20 #作磨料。结合剂用量为21％，成型密度r=2．1g/cm3。按陶瓷磨具生产工序进行混料、成型、干燥和烧成。制作成“8”字块试样。最终烧成温度为950℃。强度测定是在液压万能拉力试验机上进行，硬度是用JS32型顺控数显喷砂硬度计测定的。结果如表3所示。
　　
　　3．3 不同结合剂用量时，结合剂强度及“8”字块硬度值
　　对每种结合剂取不同的用量．在相同的成型密度时，测定“8”字块的强度与硬度值，发现V2效果最好。
　　表4 V2结合剂取不同用量时，“8”宇块的强度、硬度值如成型密度r=2．15g／cm3时，V2取不同用量，试验结果如表4所示。
　　
　　3．4 为进一步验证，取结合剂V2制作成P200×22×32的砂轮进行回转试验，发现回转速度为80m／s时保持0．5分钟不破裂。试验时由于生产条件的限制．只能生产r=1．759／cm3的砂轮，其性能如表5。
　　
　　4 结论
　　通过试验得出如下结论：
　　(1)用于低温烧成的低熔结合剂可以达到较高的强度。
　　(2)对于合适的结合剂V2，通过调整结合剂用量，可以得到不同硬度的磨具，且无“黑心”、“发泡’’现象。
　　(3)结合剂的耐火度低，实现了磨具的低温烧成。
　　 参 考 文 献
　　1 黄秉麟、伍瑾琛等编著．陶瓷磨具制造．机械工业委员套机床工具工业局出版，1987.8
　　2 西北轻工业学院主编．玻璃工艺学.轻工业出版社，1982．5