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砂轮微晶玻璃结合剂的研究

2018年08月06日14:15
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       前言 
       当砂轮的烧成温度在结合剂的熔化温度以下(采用烧结结合剂)时,烧成时结合剂主要为固相,结合剂对磨料的浸润不充分,因而对磨料的把持力较弱,遇到外力作用时结合剂与砂轮的结合界面容易断开,砂轮强度相对较低。如在结合剂配方中加入较多的助熔剂,可有效地降低结合剂的耐火度,提高烧成温度下结合剂中的液相含量,使得结合剂能够对磨料进行充分浸润,从而获得结合剂对磨料把持力。但玻璃为非晶态均相物质,裂纹在玻璃体系中的扩展能较低,采用此方法制得的砂轮遇到外力作用时容易在结合剂桥上发生断裂,故砂轮的强度也不太高。目前,国内批量生产的陶瓷结合剂砂轮最高使用线速度为60m/s,使用速度80m/s和100m/s的陶瓷砂轮仅有试验成功的报道,而并没有形成批量化生产。高的磨削速度才能实现高的磨削效率,并且磨削速度的提高对于磨削质量的提高极为有利,要实现高速磨削,必然要求砂轮具有较高的强度,而砂轮的强度又主要取决于结合剂的组成,因而开发新型的砂轮结合剂势在必行。本文采用微晶玻璃的生产方法,通过控制原料组成和工艺过程,制备出了晶粒直径为纳米级的微晶玻璃,并用其作为结合剂与磨料做成“8”字块与普通陶瓷砂轮的“8”字块进行了强度对比试验。

       实验
       2.1  纳米微晶玻璃配方的确定


       为了满足砂轮的生产要求,设计纳米微晶玻璃结合剂配方时考虑的制备温度低一些,基础玻璃采用石英—长石—硼砂—锂辉石系统,晶核剂选用CaF2、KNO3、Na2SO3,组成示于表1。
       其中CaF2、KNO3、Na2SO3为化学纯外,其他原料均为工业纯。

       2.2 纳米微晶玻璃结合剂的制备工艺  
       将原料破碎至16目以下,原料称量配置后混合均匀,装入高铝质坩锅内,将坩锅置于马弗炉中加热到1280~1320℃,并保温1.5~2.0小时,使各组分充分熔化和混合均匀,将玻璃熔融体倒入水中水淬,然后粗碎过10目筛,再湿法球磨使240目筛下物达到96%以上,最后干燥并过60目筛。

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