低温高强度陶瓷结合剂的研究

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图 ’为硼硅酸盐玻璃料的抗折强 度 与 )’&* 加 入 量的关系0可以看出随 )’&*加入量的增加#抗折强度 的定性变化过程0当)’&*加入量小于 !Ef时#玻璃料
抗折强度随 !"#$加入量增加而提高%当 !"#$ 加 入 量 为 &’(时)最大抗折强度为 *"+,*-./0%当 !"#$加入 量大 于 &’(时)玻 璃 料 的 抗 折 强 度 随 着 !"#$ 加 入 量 的增加而降低)!"#$加入量为 "’(时)玻璃料的抗折 强度降到 1&+$"’./02
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图 ! 不同 $%&’J+,’&*比对结合剂抗折强度的影响 d%^"! ;K],ZWKeW[]‘%]]WIWKY$%&’J+,’&*
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+,’&* 为 主 要 玻 璃 体 系#添 加 助 熔 剂 )’&*(碱 金 属 氧 化 物 -.’&/(碱 土 金 属 氧 化 物 -.&/0通 过 调 整 玻 璃 体 系 试 样 中 氧 化 物 成 分 的 含 量 #分 别 测 试 各 试 样 的 耐 火 度(抗折 强 度 等 分 析 指 标#以 及 利 用 1.2和 $34 对 结 合 剂 的 微 观 结 构 进 行 观 察 #最 后 确 定 低 温 高 强 度 陶 瓷结合剂的化学成分配比范围0 !"’ 实验设备
第 !"卷 第 #期 #(()年 *月
超硬材料工程
+,-./01/2 314./516.7857../578
$%&’!" 19:’#(()
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低温高强度陶瓷结合剂的研究<
表 " 玻璃料中 !"#$加入量对温度特性的影响 30456" 7895:68;6<9=>60??6?0@<:8=<9!"#$
A8B50CC@0=6DA05<8=6@E6D0=:D6ED<E6D=F G
配方号 HI!"#$JK(
开始熔 化温度
完全熔 化温度
变化温 度区间
烧结 温度
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’"’ )’&*含量对玻璃料性能的影响 在 硼 玻 璃 体 系 中#)’&* 是 一 种 必 不 可 少 的 组 成
成分#它不仅在结 合 剂 中 作 为 助 熔 剂 使 用#还 能 调 节 结 合 剂 的 强 度 0)’&* 和 $%&’ 是 两 种 不 相 熔 的 氧 化 物 # 但 是 当 在 玻 璃 中 加 入 .’&(.& 时 #硼 的 结 构 会 发 生 变 化 0 通 过 碱 金 属 和 碱 土 金 属 氧 化 物 提 供 的 游 离 氧 #硼 氧 三 角 体 转 变 成 由 桥 氧 组 成 的 硼 氧 四 面 体 #使 硼 的 结 构 由 层 状 结 构 转 变 为 三 度 空 间 架 状 结 构 #从 而 加 强 了 玻 璃 的 网 络 结 构 #玻 璃 的 某 些 性 质 在 性 质 变 化 曲 线 中 会 出 现 极 大 值 和 极 小 值 0 当 加 入 超 过 一 定 量 时 #硼 氧 四 面 体 又 转 变 成 由 桥 氧 组 成 的 硼 氧 三 角 体 #玻 璃 料 的 结构和性质发生逆转#即发生了硼反常现象 0 R<S 为充 分 利 用 硼 玻 璃 体 系 中 硼 反 常 现 象 #调 整 结 合 剂 玻 璃 料 的强度和耐火度#在保持 $%&’和 +,’&*含量不变的前 提 下#改 变 )’&* 的 加 入 量#设 计 了 四 组 配 方 -ET (BT ( <T (>T /0相应试样的温度特性如表’所示0可以看出# )’&*作为助熔剂对降低结合剂的耐火 度 是 非 常 显 著 的#随 )’&*加入量增加#结合剂开始熔化和完全熔化 温 度是递减的0当)’&*加入量由 !=f增加到 ’Ef时# 玻璃料开始熔化和完全熔化温度降低了 !G=@0
虽然一价金属氧化物对降低结合剂耐火度效果
是非常显著的)但 随 着 一 价 金 属 氧 化 物 含 量 增 加)结 合 剂 强 度 下 降 趋 势 也 很 快2 因 此)一 价 金 属 氧 化 物 S"#TU0"# 的 加 入 量 应 该 加 以 控 制 I&M( 左 右 J2
’ 结果与分析
’"! 骨架成分 $%&’J+,’&*比对玻璃料性能的影响 单纯 含 有 $%&’ 和 +,’&* 成 分 的 熔 体 是 不 可 混 熔
的R*HES#但 是 当 加 入 )’&*(.’&(.& 后#在 高 温 加 热 时#通 过 .’&(.& 提 供 的 游 离 氧#玻 璃 料 中 氧 化 物 的 结 构 会发生变化#铝 氧 四 面 体 会 转 变 为 铝 氧 八 面 体# 玻 璃 的 某 些 性 质 会 发 生 变 化 0$%&’ 和 +,’&* 含 量 对 结 合 剂 强 度 和 耐 火 度 的 影 响 是 非 常 明 显 的 RBS0为 了 探 讨 $%&’J+,’&* 对 结 合 剂 强 度 和 耐 火 度 的 影 响#设 计 了 四组配方-!T (’T (*T (GT /0
-*/干燥箱 ’=’6*型#最高温度为 *==@#控制 器 灵 敏 度 为 !@#额 定 电 压 为 ’’=L#加 热 功 率 为 BM’NO0
-G/$5P6 E==型 数 量 抗 折 试 验 机 0 -E/O36!=+ 型液压式万能试验机0 -B/2J4+16’===型 1光衍射仪0 -</:4$6EB==QL 型扫描电子显微镜0
-!/马 沸 炉 56 78&9 5$:系#+;6 <=>? 型 温度控制器#最高温度 !’==@0
-’/压机 ?8A<=6!B=磨 料 制 品 液 压 机0技 术 参数C开 口 高 度 为 <==DD#行 程 为 *’=DD#工 作 台 面 积为 *E=DDF*E=DD#活塞直径为 ’E=DD#转盘直径 为 BE=DD#转盘转速为 G=HE=IJD%K0
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表 ! 不同 $%&’J+,’&*比玻璃结合剂的温度特性
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编号
$%&’J+,’&*
开始熔 化温度
完全熔 化温度
变化温 度区间
确定烧 结温度
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轴 承 机 床I汽 车I工 具 等 行 业 广 泛 应 用 CD7 陶 瓷 磨 具E
在 陶 瓷 结 合 剂 CD7 磨 具 中=陶 瓷 结 合 剂 的 作 用 是B把 CD7 磨料粘结在 一起Q使磨 具能承 受一定 的磨 削 力 和 回 转 时 的 离 心 力6#7=具 有 足 够 的 回 转 强 度Q在 磨 具 工 作 时 产 生 自 锐 性 E陶 瓷 结 合 剂 作 为 陶 瓷 磨 具 的 主要 部 分=其 性 能 的 好 坏 直 接 关 系 到 CD7 磨 具 的 磨 削性能E由于 CD7 磨料本身的性质和陶瓷 CD7 磨具 的高 速I高 效I高 精 度 的 磨 削 要 求=所 以=低 温 高 强 度 陶瓷结合剂是研究陶瓷结合剂 CD7 磨具的关键E
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强 度 变 化 2可 以 看 出 )随 着 S"#KU0"# 比 值 的 降 低 )结 合剂抗折强度降低2在 S"#KU0"# 比值为 ,K"时)结 合剂玻璃料的抗折强度为 *$+"$,./0)在 S"#KU0"# 比值为 "K,时)抗折强度为 1-+,N*./02
< 收稿日期B#((PS!!S!( 作 者 简 介 B瓦 崇 龙 >!")*S A=男 =工 程 硕 士 =磨 料 磨 具 工 程 师 =主 要 从 事 超 硬 磨 料 磨 具 新 产 品 的 开 发 与 研 究 E
!!
! 实验
!"! 实验方案 对陶瓷结剂的化学成分进行配比#以 $%&’()’&*(
瓦崇龙=邓国发
>第六砂轮厂=贵阳 ??((#@A
摘 要B文章根据制造陶瓷结合剂CD7 磨具的特殊要求=对磨具用低温高强度陶瓷结合剂及其性能进行了 深 入 研 究 E通 过 调 整 陶 瓷 结 合 剂 中 各 氧 化 物 成 分 含 量 =使 用 +FGH?((型 数 显 抗 折 试 验 机 IJ 光 衍 射 >J/2AI 电子扫描 电 镜 >+.3A等 测 试 分 析 仪 器=对 陶 瓷 结 合 剂 的 性 能 进 行 了 测 试E最 后 确 定 了 低 温 高 强 度 陶 瓷 结 合 剂 的 化 学 成 分 配 比 范 围BK>+LM#A为 *(NO P(N=K>1&#M@A为 ?NO !?N=K>D#M@A为 !(NO #?N=K >/#MA为 #NO!#N=K>/MA为 ?NO#(NE 关键词B超硬材料Q陶瓷结合剂Q强度QCD7 磨具 中图分类号B48)*Q4R!P* 文献标识码B1 文章编号B!P)@S!*@@>#(()A(#S((!!S(?
( 引言
随 着 科 学 技 术 的 发 展=新 材 料 不 断 出 现=机 械 加 工 范 围 不 断 扩 大 =加 工 质 量 要 求 也 不 断 提 高 E 机 械 加 工 新 技术 向 高 质 量I高 精 度I高 效 率I低 成 本I自 动 化 的方 向 发 展=陶 瓷 结 合 剂 CD7 磨 具 的 应 用 范 围 越 来 越广=用量不断增长E陶瓷结合剂 CD7 磨具被认为是 高 速I高效I高 精I低 磨 削 成 本=低 环 境 污 染 的 高 性 能 磨 具6!7=是 近 年 来 各 国 竞 相 开 发 的 热 点 课 题=发 展 速 度 比 金 刚 石 磨 具 更 快 =工 业 发 达 国 家 已 进 入 规 模 应 用 或 普 及 阶 段 =美 国 I日 本 I德 国 I英 国 I前 苏 联 等 国 家 在
表 !为不同配方试样的温度特性0可以看出#随 $%&’和 +,’&*减少#玻璃结合剂开始熔化和完全熔化 温 度 都 呈 下 降 趋 势 0分 别 选 择 确 定 的 烧 结 温 度 对 相 应 试 样 进行烧结#测 量 了 试 样 的 抗 折 强 度#实 验 结 果 如 图 !所示0可以看出#结合剂强度随 $%&’J+,’&*含量 增加而升高0
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