陶瓷磨塊用陶瓷結(jié)合劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種陶瓷磨塊用陶瓷結(jié)合劑及其制備方法，屬于粉末冶金材料【技術(shù)領(lǐng)域】，以達(dá)到陶瓷結(jié)合劑對金剛石的保持力好，和碳化硅、棕剛玉、金剛石三者膨脹系數(shù)匹配，成品燒結(jié)溫度低等效果。陶瓷結(jié)合劑由下述重量單位的粉末原料配成：SiO220～55，Al2O35～25，ZnO0～5，TiO20～5，ZrO0～7，Na2CO310～20，Li2CO35～15，H3BO38～30。本發(fā)明的陶瓷磨塊用陶瓷結(jié)合劑使陶瓷磨塊具有燒結(jié)溫度低、自銳性好、鋒利度好、壽命長、低碳環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】陶瓷磨塊用陶瓷結(jié)合劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磨塊用結(jié)合劑及制備方法，特別是用于墻地瓷磚加工的細(xì)磨工序使用的陶瓷磨塊的結(jié)合劑及制備方法，屬粉末冶金材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]瓷磚生產(chǎn)線是墻地瓷磚行業(yè)內(nèi)的主要設(shè)備，目前全國陶瓷生產(chǎn)線有3000條左右，其中拋光線就有2000多條，磨塊年用量非常大。瓷磚拋光線用的磨塊主要分為三種:金屬磨塊、碳化硅磨塊和菱苦土磨塊，分別用于粗磨、中細(xì)磨和拋光。其中，中細(xì)磨用碳化硅磨塊用量最大，但碳化硅磨塊存在磨削效率低、壽命短等缺點(diǎn)，這不僅造成拋光工序成本相對較高，而且對生產(chǎn)環(huán)境也產(chǎn)生極大的污染。
[0003]陶瓷磨塊(即陶瓷基金剛石磨塊)是一種新興起的磨塊，陶瓷磨塊的主要原料為碳化硅、棕剛玉、金剛石，通過添加適量結(jié)合劑以及添加料制備而成，與其他磨塊相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):①磨削力強(qiáng)，磨具磨損比較小，磨削時磨具的形狀保持性好，磨出工件的精度高；②磨削時產(chǎn)生的熱量較少，磨具升溫比較低，可以適應(yīng)各種冷卻液的作用，陶瓷基金剛石磨塊內(nèi)有較多的氣孔，磨削時有利于排泄磨屑和散熱，不易燒傷工件；③陶瓷基金剛石磨塊的自銳性比較好，修整間隔的時間長，修整比較容易。
[0004]因此陶瓷磨塊替代碳化硅磨塊有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，但用陶瓷磨塊替換碳化硅磨塊這一技術(shù)在行業(yè)內(nèi)并不成熟。在陶瓷磨塊的制備過程中結(jié)合劑質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響陶瓷磨塊的性能，陶瓷結(jié)合劑必須具備以下性能:強(qiáng)度高，有較高的耐熱性，具有適當(dāng)?shù)挠捕?，磨削消耗小，磨削效率高，加工出的工件表面精度要高，填料必須?jīng)濟(jì)。因而陶瓷結(jié)合劑的制備是陶瓷基金剛石磨塊制作的關(guān)鍵技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種墻地瓷磚拋光線用陶瓷磨塊的陶瓷結(jié)合劑及制備方法，以提高結(jié)合劑對金剛石磨塊的保持力，改善陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)，降低陶瓷模塊成品的燒結(jié)溫度。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種陶瓷基金剛石磨塊用陶瓷結(jié)合劑，所述陶瓷結(jié)合劑由下述重量單位的粉末原料配
成:
SiO2 20 ~55，Al2O3 5 ~25，ZnO O ~5，TiO2 O ~5，ZrO O ~7，Na2CO3 10 ~20，Li2CO35 ~15，H3BO3 8 ~30。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述陶瓷結(jié)合劑由下述重量單位的粉末原料配成: SiO2 25 ~52，Al2O3 5 ~23，ZnO O ~4，TiO2 O ~3，ZrO O ~5，Na2CO3 11 ~17，Li2CO3
5~13，H3BO3 8 ~28。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述陶瓷結(jié)合劑由下述重量單位的粉末原料配成: SiO2 45，Al2O3 20，ZnO 1, TiO2 1, ZrO 2，Na2CO3 15，Li2CO3 7，H3BO3 9。[0009]本發(fā)明還涉及一種陶瓷基金剛石磨塊用陶瓷結(jié)合劑的制備方法，包括如下步驟:
a.配混原料:按配比稱取各原料，投入混料機(jī)中混合2~3小時；
b.粉料熔煉:將混合均勻的原料倒入玻璃熔爐中熔煉，熔煉溫度130(Tl500°C，熔煉時間廣2小時，將混合均勻的原料熔煉為玻璃液；
c.溶液冷淬:將熔煉后的玻璃液快速傾注入冷水中，進(jìn)行快速冷卻形成粗料，其中冷水溫度為10~25°C，冷卻時間為3(T60s ；
d.粗料破碎:將步驟c中得到的粗料倒入破碎機(jī)中破碎，過30目篩后得到粗粉；
e.細(xì)磨粉料:將步驟d中得到的粗粉倒入球磨機(jī)中球磨1.5^2.5小時，球磨時加入適量水，磨成漿料；
f.過篩:將步驟e中球磨后的漿料過320目篩，得到細(xì)漿料；
g.烘干:將步驟f中過篩的細(xì)漿料放入烘箱內(nèi)烘干處理2~3小時，得到粉料；
h.二次過篩:將烘干的粉料送入超聲波振動篩進(jìn)行二次過篩，即可得到結(jié)合劑粉；
1.包裝:將步驟h過篩后的結(jié)合劑粉裝袋進(jìn)行真空包裝，即得到結(jié)合劑成品。
[0010]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步在于:
將本發(fā)明制作的陶瓷結(jié)合劑用于陶瓷磨塊的制作，以達(dá)到陶瓷結(jié)合劑對金剛石的把持力好，和碳化硅、棕剛玉、金剛石三者膨脹系數(shù)匹配，成品燒結(jié)溫度低等效果。使陶瓷磨塊具有燒結(jié)溫度低、自銳性好、鋒利度好、壽命長、低碳環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明的陶瓷結(jié)合劑配方，可提高磨頭使用壽命和燒結(jié)性能，保證對所包裹的金剛石形成良好的機(jī)械嚙合，且能夠在較低的燒結(jié)溫度下、較短的燒結(jié)時間內(nèi)達(dá)到有效燒結(jié)，減緩金剛石單晶的劣化趨勢，其陶瓷組元可以良好的浸潤磨料，提高對金剛石的把持能力。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]一種陶瓷基金剛石磨塊用陶瓷結(jié)合劑，所述結(jié)合劑的原料由下述重量單位的粉末原料配成:Si02 20 ~55，Al2O3 5 ~25，ZnO O ~5，TiO2 O ~5，ZrO O ~7，Na2CO3 10 ~20，Li2CO3 5 ~15，H3BO3 8 ~30。
[0014]本發(fā)明陶瓷結(jié)合劑的優(yōu)選為:Si02 2 5~52，Al2O3 5~23，ZnO O~4，TiO2 O~3，ZrO O ~5，Na2CO3 11 ~17，Li2CO3 5 ~13，H3BO3 8 ~28。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選為SiO2 45，Al2O3 20，ZnO I, TiO2 I, ZrO 2，Na2CO3 15，Li2CO3 7，H3BO39。
[0016]采用上述原料制備的陶瓷結(jié)合劑，評價(jià)其性能的參數(shù)主要有:熱膨脹系數(shù)和陶瓷磨塊中陶瓷基體與金剛石之間的把持力系數(shù)。
[0017]其中:熱膨脹系數(shù)根據(jù)金剛石熱膨脹系數(shù)、碳化硅熱膨脹系數(shù)以及棕剛玉熱膨脹系數(shù)限定，當(dāng)金剛石熱 膨脹系數(shù)為1.2^4.5X10_6/°C、碳化硅熱膨脹系數(shù)為4~6Χ10_6/?、棕剛玉熱膨脹系數(shù)為7~10X10_6/°C時，為使結(jié)合劑牢固的把持磨料，結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)宜選擇在4~7Χ 10_6/°C比較合適。
[0018]引入相對密度修正模型(Turner模型)來準(zhǔn)確預(yù)測陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種陶瓷磨塊用陶瓷結(jié)合劑，其特征在于:所述陶瓷結(jié)合劑由下述重量單位的粉末原料配成:
SiO2 20 ~55，Al2O3 5 ~25，ZnO O ~5，TiO2 O ~5，ZrO O ~7，Na2CO3 10 ~20，Li2CO35 ~15，H3BO3 8 ~30。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷磨塊用陶瓷結(jié)合劑，其特征在于:所述陶瓷結(jié)合劑由下述重量單位的粉末原料配成:
SiO2 25 ~52，Al2O3 5 ~23，ZnO O ~4，TiO2 O ~3，ZrO O ~5，Na2CO3 11 ~17，Li2CO35 ~13，H3BO3 8 ~28。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷磨塊用陶瓷結(jié)合劑，其特征在于:所述陶瓷結(jié)合劑由下述重量單位的粉末原料配成:
SiO2 45，Al2O3 20，ZnO I, TiO2 I, ZrO 2，Na2CO3 15，Li2CO3 7，H3BO3 9。
4.權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的陶瓷磨塊用陶瓷結(jié)合劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟: a.配混原料:按配比稱取各原料，投入混料機(jī)中混合2~3小時； b.粉料熔煉:將混合均勻的原料倒入玻璃熔爐中熔煉，熔煉溫度130(Tl500°C，熔煉時間廣2小時，將混合均勻的原料熔煉為玻璃液； c.溶液冷淬:將熔煉后的玻璃液快速傾注入冷水中，進(jìn)行快速冷卻形成粗料，其中冷水溫度為1(T25°C，冷卻時間為30~60 s ；` d.粗料破碎:將步驟c中得到的粗料倒入破碎機(jī)中破碎，過30目篩后得到粗粉； e.細(xì)磨粉料:將步驟d中得到的粗粉倒入球磨機(jī)中球磨1.5^2.5小時，球磨時加入適量水，磨成漿料； f.過篩:將步驟e中球磨后的漿料過320目篩，得到細(xì)漿料； g.烘干:將步驟f中過篩的細(xì)漿料放入烘箱內(nèi)烘干處理2~3小時，得到粉料；h.二次過篩:將烘干的粉料送入超聲波振動篩進(jìn)行二次過篩，即可得到結(jié)合劑粉； `1.包裝:將步驟h過篩后的結(jié)合劑粉裝袋進(jìn)行真空包裝，即得到結(jié)合劑成品。
【文檔編號】B24D3/18GK103551971SQ201310514950
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】姚俊青, 趙振艷, 江斌, 蘇士偉, 劉英凱, 林強(qiáng), 李順卿 申請人:博深工具股份有限公司