新型陶瓷剛玉磨具低溫陶瓷結(jié)合劑的研究與制備.pdf

1、隨著高精、高速、高效磨削加工技術(shù)的發(fā)展以及難加工材料的廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)的電熔剛玉、碳化硅磨具已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代磨削的發(fā)展需求。新型陶瓷剛玉磨具具有極佳的磨削特性和性價(jià)比,應(yīng)用前景十分廣闊。本課題針對(duì)新型陶瓷剛玉磨具用低溫陶瓷結(jié)合劑展開了研究。先后制備了傳統(tǒng)陶瓷結(jié)合劑以及微晶玻璃陶瓷結(jié)合劑,并探討了陶瓷結(jié)合劑組成以及燒結(jié)制度對(duì)陶瓷結(jié)合劑及陶瓷剛玉磨具性能的影響。研究表明:
　　(1)粘土-長石-硼玻璃體系傳統(tǒng)陶瓷結(jié)合劑
　　隨著鋁

2、硅比的增加,陶瓷結(jié)合劑的耐火度顯著增加。當(dāng)硼玻璃含量達(dá)到58.17％wt時(shí),磨具耐腐蝕性能最好,隨著硼玻璃含量的進(jìn)一步增大,磨具耐腐蝕性能下降明顯。
　　當(dāng)向基礎(chǔ)陶瓷結(jié)合劑中引入冰晶石時(shí),陶瓷結(jié)合劑的耐火度迅速下降。結(jié)合劑的流動(dòng)性隨著冰晶石添加量的增加呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì),當(dāng)冰晶石含量為6%wt時(shí)達(dá)到最大值。當(dāng)冰晶石在結(jié)合劑中的含量為15%wt,燒結(jié)溫度在930℃時(shí),陶瓷剛玉磨具試條的強(qiáng)度達(dá)到最大值55.19MPa,且此時(shí)磨具的

3、耐腐蝕性能良好。
　　當(dāng)向基礎(chǔ)陶瓷結(jié)合劑中引入MgO時(shí),陶瓷結(jié)合劑的耐火度和流動(dòng)性都略有上升。當(dāng)MgO添加量為2%wt時(shí),陶瓷剛玉磨具試條的抗折強(qiáng)度達(dá)到最大值。此外,向基礎(chǔ)陶瓷結(jié)合劑中引入MgO后,磨具的耐腐蝕性能較未添加MgO時(shí)均有所提升。
　　(2)Al2O3-SiO2-B2O3-R2O-MgO-F體系微晶玻璃陶瓷結(jié)合劑
　　在基礎(chǔ)體系中引入7.17%wt Na3AlF6和3% wtCeO2均有助于降低結(jié)合劑的耐火

4、度、Tg以及Tp,同時(shí)增強(qiáng)結(jié)合劑的析晶能力。改性后的結(jié)合劑具有較高的流動(dòng)性和潤濕能力,其熱膨脹系數(shù)也更接近于陶瓷剛玉磨料。此外,與CaF2相比,Na3AlF6在此基礎(chǔ)體系中是一種更好的低溫助熔劑和成核劑。Fe2O3的添加量也應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi),防止其抑制云母晶體的生長。
　　以引入7.17%wt Na3AlF6和3%wt CeO2進(jìn)行改性后的微晶玻璃結(jié)合劑制備的陶瓷剛玉磨具試條抗折強(qiáng)度達(dá)到最大值。同時(shí),其顯微結(jié)構(gòu)致密,氣孔較少,