專利名稱：燒結(jié)磨料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于磨削加工用的磨料，尤其涉及燒結(jié)磨料及制備方法。
背景技術(shù)：
磨料為人類所用已經(jīng)有數(shù)千年之久。在人類的遠(yuǎn)古時(shí)期，原始人就己使用天然磨料來磨 銳本質(zhì)工具、骨頭和隧石等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和制造業(yè)的進(jìn)步，磨削加工發(fā)展成一種重 要的加工方式，尤其是需要高精加工的地方，因此磨削加工的應(yīng)用范圍越來越廣，有時(shí)甚至 已經(jīng)成為唯一的加工方式。隨著加工對象、材料的多樣化，加工難度及要求的不斷增加，新 的磨料及品種也相繼出現(xiàn)，如白剛玉、棕剛玉、鉻剛玉、綠碳化硅、黑碳化硅等，又從這些 普通磨料發(fā)展了超硬材料金剛石和立方氮化硼，使磨料的磨削加工能力得以提高。但有時(shí)兼 顧磨削加工效率、質(zhì)量、精度、成本等因素，現(xiàn)有的磨料品種還不能很好的滿足用戶需要。 而在現(xiàn)有磨料基礎(chǔ)上，改變磨料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，勢必可以改善其磨削性能。將微米級的磨 料有效的結(jié)合在一起組成一個(gè)大的顆粒，在磨削使用過程中脫落的是大顆粒內(nèi)部的小顆粒， 這樣在保證磨削效率的同時(shí)，提高了磨削精度和加工工件的表面質(zhì)量，也自然提高了磨削工 具的使用壽命，降低了磨削加工成本。
磨削雖然是傳統(tǒng)的機(jī)加工方法，但卻是精密加工的最重要和最常用的手段。磨削一般是 屬于工件加工的后續(xù)工序，即精加工，因此工件的尺寸精度和相關(guān)面的位置精度以及有關(guān)的 形狀精度和粗糙度，都要在磨削中得到最后控制和保證。為了滿足今天的高精度加工標(biāo)準(zhǔn)， 磨削加工有時(shí)甚至已經(jīng)成為唯一的加工方式。尤其是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對機(jī)械零件 加工精度、表面粗糙度與完整性、加工效率和批量化質(zhì)量穩(wěn)定性的要求越來越高。雖然磨床 及磨削工藝在不斷改進(jìn)和提高，這在一定程度上提高了磨加工產(chǎn)品的質(zhì)量，但是，機(jī)床本身 并不是達(dá)到高精度、高效率磨削加工的唯一因素，與磨床配套的磨削工具對產(chǎn)品的加工生產(chǎn) 起著重要作用。
磨削工具在磨削加工中直接影響著工件表面的加工質(zhì)量、加工精度和機(jī)床加工效率，而 磨削工具受磨料種類、性能、結(jié)構(gòu)的制約和影響。磨料作為承載人類實(shí)施對加工對象的加工， 已有數(shù)千年歷史，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和加工對象的多樣化，加工精度、加工質(zhì)量等要求的不斷提高，并且隨著磨削加工的發(fā)展，磨料用量的迅速增加，人造磨料已逐步取代了天然磨 料。目前市場上應(yīng)用的的磨料主要有剛玉、碳化硅、金剛石和立方氮化硼幾大類。隨著磨料 化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)的確定，磨料化學(xué)性能、硬度、加工能力等亦隨之確定，但改變磨料的 結(jié)構(gòu)，可以改善其磨削性能和加工精度、加工質(zhì)量、磨具的使用壽命等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過改變現(xiàn)有商品磨料的結(jié)構(gòu)，提供一種可提高磨削精度和加工工件的 表面質(zhì)量，同時(shí)也提高磨削工具的使用壽命、降低磨削加工成本的燒結(jié)磨料。
本發(fā)明的燒結(jié)磨料，原料組分及其重量百分比含量為剛玉、碳化硅、金剛石或立方氮
化硼微粉95 98°/。，結(jié)合劑為2 5%。
所述結(jié)合劑的原料組分及其重量百分比含量為Na0 5 20%， B203 10 25%， Si02 45 70%， Li20 2 4%， Mg0 2 4%， K20 3 7%， Ca0 2 3%， Zn0 0 4%。
所述剛玉、碳化硅、金剛石或立方氮化硼微粉的粒度為0.5 2.5um。
燒結(jié)磨料的制備方法，具有如下歩驟
(1) 制備結(jié)合劑
按NaO 5 20%， B20:, 10 25%， Si02 45 70%， Li20 2 4%， MgO 2 4%， K20 3 7 %， CaO 2 3%， ZnO 0 4%，然后混勻，過篩，熔煉，淬冷，干燥，粉碎，過篩，制得陶 瓷結(jié)合劑；
(2) 配料
按剛玉、.碳化硅、金剛石或立方氮化硼微粉95 98% ，結(jié)合劑為2 5%的原料重量百
分比配料，混勻；
(3) 造粒
采用等靜壓將步驟(2)所配原料進(jìn)行壓制，然后再粉碎和篩分；
(4) 燒結(jié)
將步驟(3)造粒后的原料在840 120(TC溫度下進(jìn)行煅燒，制得燒結(jié)磨料；
(5) 篩分
將步驟(4)的燒結(jié)磨料進(jìn)一步過篩、分級。
本發(fā)明的有益效果是，利用現(xiàn)有商品磨料，改變了磨料的顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而改變磨料 的磨削加工性能、提高了加工精度、加工質(zhì)量、加工效率和磨具的使用壽命，降低磨削加工 成本。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
本發(fā)明是采用市售的95 98%的0.5 2.5um的剛玉、碳化硅、金剛石或立方氮化硼磨 料微粉。
結(jié)合劑中的NaO、 Li20、 MgO、 K20、 CaO等堿金屬或堿土金屬氧化物均采用其相應(yīng)的碳酸 鹽，8203采用貼03。
具體實(shí)施例如下。 實(shí)施例1
將8XNaO、 15%B203、 60%Si02、 3%Li20、 4%MgO、 7%K20、 3XCaO混勻，熔煉，淬冷， 干燥，粉碎，過篩制備成所需結(jié)合劑。然后，將2^結(jié)合劑和98X2.5um剛玉混合、造粒、 120(TC熱處理、篩分制得所需燒結(jié)剛玉磨料。 實(shí)施例2
將7%NaO、 17%B203、 63%Si02、 2%Li20、 3%Mg0、 3%K20、 3%CaO、 2%ZnO混勻，熔 煉，淬冷，干燥，粉碎，過篩制備成所需結(jié)合劑。然后，將2.5X結(jié)合劑和97.5X1.5nm碳 化硅混合、造粒、IOO(TC燒結(jié)、篩分制得所需燒結(jié)碳化硅磨料。 實(shí)施例3
將10%NaO、 20%B2O3、 55%Si02、 4%Li20、 2%MgO、 3%K20、 2%CaO、 4XZnO混勻，熔 煉，淬冷，干燥，粉碎，過篩制備成所需結(jié)合劑。然后，將3.5^結(jié)合劑和96.5^1um立方 氮化硼混合、造粒、90(TC燒結(jié)、篩分制得所需燒結(jié)立方氮化硼磨料。
實(shí)施例4
將腦NaO、 23%BA、 50%Si02、 4%Li20、 2. 5%MgO、 5%K20、 2.5XZnO混勻，熔煉， 淬冷，干燥，粉碎，過篩制備成所需結(jié)合劑。然后，將5X結(jié)合劑和95X0.5um金剛石混合、 造粒、84(TC燒結(jié)、篩分制得所需燒結(jié)金剛石磨料。
燒結(jié)磨料的粒度、分級及應(yīng)用，與剛玉、碳化硅、金剛石或立方氮化硼商品磨料一致。 本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，很多細(xì)節(jié)的變化是可能的，但這并不因此違背本發(fā)明的 范圍和精神。
權(quán)利要求
1. 一種燒結(jié)磨料，原料組分及其重量百分比含量為剛玉、碳化硅、金剛石或立方氮化硼微粉95～98％，結(jié)合劑為2～5％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的燒結(jié)磨料，其特征在于，所述結(jié)合劑的原料組分及其重量百分比含 量為Na0 5 20%， B203 10 25%， Si02 45 70%， Li20 2 4%， Mg0 2 4%， K20 3 7 %， Ca0 2 3%， Zn0 0 4%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的燒結(jié)磨料，其特征在于，所述剛玉、碳化硅、金剛石或立方氮化硼 微粉的粒度為0.5 2.5um。
4. 權(quán)利要求1燒結(jié)磨料的制備方法，具有如下步驟-(1) 制備結(jié)合劑按NaO 5 20%， B203 10 25%， Si02 45 70%， Li20 2 4%， MgO 2 4%， K20 3 7 %， CaO 2 3%， ZnO 0 4%，配料、混勻，過篩，熔煉，淬冷，干燥，粉碎，過篩，制得 陶瓷結(jié)合劑；(2) 配料按剛玉、碳化硅、金剛石或立方氮化硼微粉95 98% ，結(jié)合劑為2 5%的原料重量百分比配料，混勻；(3) 造粒采用等靜壓將步驟(2)所配原料進(jìn)行壓制，然后再粉碎和篩分；(4) 燒結(jié)將步驟(3)造粒后的原料在840 120(TC溫度下進(jìn)行煅燒，制得燒結(jié)磨料；(5) 篩分將步驟(4)的燒結(jié)磨料進(jìn)一步過篩、分級。
全文摘要
本發(fā)明是采用市售的95～98％的0.5～2.5μm的剛玉、碳化硅、金剛石或立方氮化硼磨料微粉，添加2～5％的陶瓷結(jié)合劑，經(jīng)840℃～1200℃的高溫?zé)崽幚?，利用陶瓷結(jié)合相將磨料微粉結(jié)合成具有微晶結(jié)構(gòu)的磨料。其中陶瓷結(jié)合劑的原料組分及其重量百分比含量為NaO5～20％，B₂O₃ 10～25％，SiO₂ 45～70％，Li₂O、MgO、K₂O、CaO、ZnO其中的4～5種為13～17％，經(jīng)過混和，過篩，熔煉，淬冷，干燥，粉碎，過篩等工序制得燒結(jié)磨料，其粒度、分級及應(yīng)用，與剛玉、碳化硅、金剛石或立方氮化硼商品磨料一致。本發(fā)明改變了磨料的顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而改變了磨料的磨削加工性能、提高了加工精度、加工質(zhì)量、加工效率和磨具的使用壽命，降低了磨削加工成本。
文檔編號C09K3/14GK101434828SQ20081015429
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者朱玉梅, 李志宏 申請人:天津大學(xué)