改性立方氮化硼磨料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108913095A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810799078.2(22)申请日2018.07.19(71)申请人江苏华东砂轮有限公司地址224000江苏省盐城市盐都区盐龙街道丁晏居委会（凤凰南路西侧）申请人盐城工学院(72)发明人何寿成陈瑞和吴其胜葛宗荣(74)专利代理机构北京东方灵盾知识产权代理有限公司11506代理人苏向银(51)Int.Cl.C09K3/14(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称改性立方氮化硼磨料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种改性立方氮化硼磨料，所述改性立方氮化硼磨料由包括以下质量份数的原料制备而成：55～60质量份的立方氮化硼以及40～45质量份的改性剂；所述改性剂包括正硅酸乙酯以及金属盐，所述金属盐包括铝盐、钙盐、钠盐、锌盐中的任意一种或几种。通过改性剂对立方氮化硼磨粒改性，在其表面形成一层致密的玻璃层，一方面，该致密的玻璃层与立方氮化硼通过反应以形成化学结合，并且与结合剂具有良好的润湿性，提高与结合剂的结合力，增强结合剂对磨料的把持力，避免在磨削过程中磨料脱落；另一方面，该致密的玻璃层弥补了立方氮化硼磨粒的表面缺陷，提高了改性立方氮化硼磨料的抗氧化性能。CN108913095ACN108913095A权利要求书1/1页1.一种改性立方氮化硼磨料，其特征在于，所述改性立方氮化硼磨料由包括以下质量份数的原料制备而成：55～60质量份的立方氮化硼以及40～45质量份的改性剂；所述改性剂包括正硅酸乙酯以及金属盐，所述金属盐包括铝盐、钙盐、钠盐、锌盐中的任意一种或几种。2.根据权利要求1所述的改性立方氮化硅磨料，其特征在于，所述正硅酸乙酯与所述金属盐的质量比为(55～65)：(28～51)。3.根据权利要求1所述的改性立方氮化硅磨料，其特征在于，所述金属盐为金属硝酸盐。4.根据权利要求1至3任意一项所述的改性立方氮化硅磨料，其特征在于，所述金属盐包括以下质量份数的原料：20～30质量份的硝酸铝、5～10质量份的硝酸钙、3～8质量份的硝酸钠以及0～3质量份的硝酸锌。5.一种如权利要求1至4任意一项所述的改性立方氮化硼磨料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将金属盐与乙醇以及蒸馏水混合，制得第一混合液；将正硅酸乙酯与乙醇混合，制得正硅酸乙酯乙醇溶液，将所述正硅酸乙酯乙醇溶液与所述第一混合液混合，制得第二混合液；在所述第二混合液中加入氨水或无机酸，于70～80℃条件下加热10～12h，制得改性剂溶胶；将立方氮化硼磨粒加入到所述改性剂溶胶中，球磨5～6h，制得凝胶；将所述凝胶于600～700℃、空气气氛条件下煅烧1.5～2.0h，冷却，制得所述改性立方氮化硼磨料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述第一混合液加入无机酸的质量是所述正硅酸乙酯质量的1.0～1.2倍。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯乙醇溶液中，所述正硅酸乙酯与所述乙醇的质量比为1:(1.0～2.0)。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述立方氮化硼磨粒为酸处理立方氮化硼磨粒。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述酸处理立方氮化硼磨粒是氢氟酸处理立方氮化硼，是将立方氮化硼磨粒用质量浓度为30％～50％的氢氟酸处理3～4h，再用蒸馏水洗涤至中性制得的。10.根据权利要求5至9任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述立方氮化硼磨粒的粒径为10～500μm。2CN108913095A说明书1/8页改性立方氮化硼磨料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于磨料表面处理技术领域，具体涉及一种改性立方氮化硼磨料及其制备方法。背景技术[0002]立方氮化硼(CubicBoronNitride，CBN)磨料因其硬度高，仅次于金刚石，且具有良好的导热性、耐热性，使其成为一种高效能的磨料用于制备立方氮化硼磨具。立方氮化硼磨具是指以立方氮化硼磨料与一定量的结合剂混合，通过某种成型方式制成的具有一定形状和强度的加工工具。常用的结合剂材料有金属、树脂和陶瓷，它们起着粘结与把持磨粒的作用，决定着磨具的强度、硬度、耐用度、自锐性、使用寿命等主要性能。但由于立方氮化硼磨料是共价键结构，具有较高的表面能，使其与结合剂的润湿性较差，磨粒与结合剂之间基本没有化学结合，导致大部分磨粒与结合剂机械镶嵌结合，结合剂对磨粒的结合力较弱，在磨削过程中磨粒易脱落。尽管对于陶瓷结合剂立方氮化硼磨具可采用提高烧结温度的方法提高其强度，然而过高的烧结温度使立方氮化硼磨料氧化腐蚀，不仅减小了磨粒有效尺寸，还使磨粒棱刃钝化，降低磨削效能。[0003]虽然传统地有在立方氮化硼磨料表