一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂及其制备方法.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CN107234551A(43)申请公布日2017.10.10(21)申请号201710525493.4(22)申请日2017.06.30(71)申请人福建瑞祺新材料有限公司地址364000福建省龙岩市新罗区西陂街道龙旺路1号福建龙州工业园区硬质合金园业务用房一层(72)发明人阮秀仕吴鹏(74)专利代理机构福州君诚知识产权代理有限公司35211代理人戴雨君(51)Int.Cl.B24D3/14(2006.01)B24D3/34(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂及其制备方法，通过在基础的二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化硼、二氧化锆原料中加入粒径为5～100nm的碳化硅晶须，使得立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂的性能指标得到了大大提高，其各项性能指标可以达到：耐火度为850℃，抗弯强度为105MPa，热膨胀系数为3.4×10-6/℃，与立方氮化硼的热膨胀系数（3.5×10-6/℃）相匹配，提高了立方氮化硼砂轮的磨削能力并大大延长了砂轮的使用寿命。CN107234551ACN107234551A权利要求书1/1页1.一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂，其特征在于：其各原料组分及重量百分含量如下：二氧化硅46.0%～61.0%；二氧化钛11.9%～19.2%；氧化铝5.0%～12.0%；氧化硼9.5%～12.0%；二氧化锆6.3%～10%；碳化硅晶须0.5%～2%。2.根据权利要求1所述一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂，其特征在于：所述原料中碳化硅晶须的粒径为5～100nm。3.根据权利要求1或2所述一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：（1）按配方比例分别称取二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化硼、二氧化锆和碳化硅晶须；（2）将称取所得的二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化硼、二氧化锆和碳化硅晶须加入到球磨机中进行干磨混合均匀，然后再将混合后的物料加入到氧化铝坩埚中；（3）将装有混合物料的氧化铝坩埚置于真空高温炉中，并在1300～1400℃的条件下进行保温1～2h，对氧化铝坩埚中的混合物料进行熔炼；（4）将经过步骤（3）熔炼后的混合物料导入球磨机中进行湿球磨23～25h；（5）将经过湿球磨后的混合物料置于真空干燥箱中干燥2.5～3.5h；（6）将步骤（5）干燥后的混合物料通过240～260目的筛网过筛，即可制得所需的耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂。4.根据权利要求3所述的一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中球磨机的研磨球为硬质合金材质，其中研磨球与待研磨物料的混合比为2：1，研磨转速为200r/min。5.根据权利要求3所述的一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中球磨机的研磨球为硬质合金材质，其中研磨球与待研磨物料的混合比为5：1，研磨转速为400r/min，球磨介质为无水乙醇。6.根据权利要求3所述的一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中真空干燥箱的干燥温度为75℃。2CN107234551A说明书1/4页一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及超硬材料结合剂领域，尤其是涉及一种耐高温高强立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂及其制备方法。背景技术[0002]随着科学技术的发展，人们对工件的精度要求越来越高，机械加工也正在向高质量、高效率、高精度以及自动化方向发展，近年来，陶瓷结合剂金刚石砂轮的应用范围越来越广，市场规模不断扩大，目前，国际上整个陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮的市场规模不低于25亿美元，且该市场份额还在以每年18％的速度快速增长。[0003]在我国磨削行业中，陶瓷结合剂金刚石磨具的用量较少，这是由于陶瓷结合剂立方氮化硼磨具的制备还处于实验室研发阶段，且使用性能不太理想。虽然陶瓷结合剂金刚石磨具在加工精度和磨削效率上远远优于其它两类磨具，但是陶瓷结合剂立方氮化硼磨具在价格上高于树脂磨具，在耐用度上低于金属磨具。而近年来，随着用户对加工工件质量的要求越来越高，国内一些厂家开始采用国外进口的陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮进行加工，但是国外进口陶瓷结合剂金刚石砂轮价格相当昂贵，是国产陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮价格的5倍以上，这极大的增加了工件的加工成本，影响我国制造业在全球市场上的竞争力，也影响了我国整个磨削行业的技术提升。[0004]为解决上述问题，中国专利CN101037325A公开了一种“立方氮化硼砂轮陶瓷结合剂”，它是包含SiO24