一種低溫高強陶瓷結合劑及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種低溫高強陶瓷結合劑及其制備方法，其原料組分及其質量百分比含量為：35～50%SiO2，20～33%B2O3，5～10%Al2O3，8～15%Na2O，1～5%Li2O，2～8%Na3AlF6，4～16%納米α-Al2O3。本發明專利技術是在基礎結合劑中加入顆粒直徑為20～40nm的α-Al2O3，使得陶瓷結合劑的技術指標達到：耐火度在700℃以下，抗折強度為65MPa，熱膨脹系數為2.9～3.8×10﹣6/℃，與金剛石或CBN的熱膨脹系數相匹配，適用于超硬陶瓷磨具，提高了超硬陶瓷磨具的綜合性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于一種以成分為特征的陶瓷組合物，尤其涉及一種用于適用于超硬材料磨具的低溫高強陶瓷結合劑。
技術介紹
隨著科學技術的發展，新型材料不斷出現，機械加工范圍不斷擴大，加工質量要求也不斷提高。隨著機械加工向高質量、高精度、高效率、低成本、自動化方向的不斷發展，超硬材料陶瓷磨具的應用范圍越來越廣泛，用量不斷增長。超硬材料陶瓷磨具主要由超硬磨料、陶瓷結合劑以及填充劑混合燒制而成，陶瓷結合劑性能的好壞直接關系到超硬磨料優良性能能否得到充分的發揮，從而最終影響到超硬磨具的磨削效果。良好的陶瓷結合劑應該具備耐火度低、強度高、熱膨脹系數小，與磨料有良好的匹配性等優點，但是目前低溫陶瓷結合劑的發展不能滿足以上各種性質，達不到某些特定的商業需求，不能滿足現代精密磨削行業的需要。因此，制備一種低溫、低膨脹系數、高強度、性能優良、適用于超硬磨具用的低溫陶瓷結合劑具有重要意義。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的不足，提供一種低溫、低膨脹系數、高強度、性能優良、適用于超硬磨具的低溫陶瓷結合劑。由于超硬磨料(金剛石或立方氮化硼)高溫下易氧化或者分解，陶瓷結合劑的耐火度要低，首先通過調整基礎結合劑的配方，制得熔點較低的基礎結合劑，然后加入納米α -Α1203，提高陶瓷結合劑的抗折強度，降低陶瓷結合劑的熱膨脹系數。本專利技術通過如下技術方案予以實現:一種低溫高強陶瓷結合劑，其原料組分及其質量百分比含量為:35 50%Si02，20 33%B203, 5 10%A1203, 8 15%Na20,1 5%Li20, 2 8%Na3AlF6,4 16% 納米 a -Al2O3 ；該低溫高強陶瓷結合劑的制備方法，具有如下步驟:(I)將質量百分比含量為:40 50%Si02，25 33%Β203，5 10%Α1203，8 15%Na20，I 5%Li20，2 8%Na3AlF6按比例混合成陶瓷結合劑原料，備用；(2)將步驟(I)的原料裝入球磨機中混合均勻，然后裝入坩堝；(3)將步驟(2)裝入坩堝的原料放于高溫爐`中加熱至1300°C，保溫2h，進行充分熔煉；(4)將步驟(3)熔煉后的原料倒入盛有水的鋼制容器中水淬；(5)將步驟(4)水淬后的原料于100°C烘箱中干燥24h ；(6)將步驟(5)烘干的原料置于球磨機內干磨48h，然后過250目篩，制成基礎結合劑；(7)將納米a -Al2O3按比例加入步驟(6)制備的基礎結合劑中，球磨混勻，再過250目篩，制得低溫高強陶瓷結合劑。所述原料中納米a -Al2O3的顆粒直徑為20 40nm。所述步驟(6)于球磨機內干磨的球料比2 3:1，球磨機的轉數為600r/min。本專利技術的有益效果是，通過在基礎結合劑中加入顆粒直徑為20 40nm的a -Al2O3，使得陶瓷結合劑的技術指標達到:耐火度在700°C以下，抗折強度大于65MPa，熱膨脹系數為2.9 3.8 X 10 _ 6/°C，與金剛石或CBN的熱膨脹系數相匹配，適用于超硬陶瓷磨具，提高了超硬陶瓷磨具的綜合性能。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術做進一步說明。本專利技術采用常規的化工原料，具體實施例及其實施方法如下:先將質量百分比含量為:40 50%Si02，25 33%B203，5 10%A1203，8 15%Na20，I 5%Li20，2 8%Na3AlF6按比例混合成陶瓷結合劑原料，裝入球磨機中混合均勻；具體實施例的原料配比詳見表I。表I權利要求1.一種低溫高強陶瓷結合劑，其原料組分及其質量百分比含量為:35 50%Si02，20 33%B203, 5 10%A1203, 8 15%Na20,1 5%Li20, 2 8%Na3AlF6,4 16% 納米 a -Al2O3 ； 該低溫高強陶瓷結合劑的制備方法，具有如下步驟: (1)將質量百分比含量為:40 50%Si02，25 33%B203，5 10%A1203，8 15%Na20,1 5%Li20，2 8%Na3AlF6按比例混合成陶瓷結合劑原料，備用； (2)將步驟(I)的原料裝入球磨機中混合均勻，然后裝入坩堝； (3)將步驟(2)裝入坩堝的原料放于高溫爐中加熱至1300°C，保溫2h，進行充分熔煉； (4)將步驟(3)熔煉后的原料倒入盛有水的鋼制容器中水淬； (5)將步驟(4)水淬后的原料于100°C烘箱中干燥24h； (6)將步驟(5)烘干的原料置于球磨機內干磨48h，然后過250目篩，制成基礎結合劑； (7)將納米C1-Al2O3按比例加入步驟(6)制備的基礎結合劑中，球磨混勻，再過250目篩，制得低溫高強陶瓷結合劑。2.根據權利要求1的一種低溫高強陶瓷結合劑，其特征在于，所述原料中納米C1-Al2O3的顆粒直徑為20 40nm。3.根據權利要求1的一種低溫高強陶瓷結合劑，其特征在于，所述步驟(6)于球磨機內干磨的球料比2 3:1，球磨機的轉數為600r/min。全文摘要本專利技術公開了，其原料組分及其質量百分比含量為35～50%SiO2，20～33%B2O3，5～10%Al2O3，8～15%Na2O，1～5%Li2O，2～8%Na3AlF6，4～16%納米α-Al2O3。本專利技術是在基礎結合劑中加入顆粒直徑為20～40nm的α-Al2O3，使得陶瓷結合劑的技術指標達到耐火度在700℃以下，抗折強度為65MPa，熱膨脹系數為2.9～3.8×10﹣6/℃，與金剛石或CBN的熱膨脹系數相匹配，適用于超硬陶瓷磨具，提高了超硬陶瓷磨具的綜合性能。文檔編號C04B35/14GK103193467SQ20131011955公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月8日 優先權日2013年4月8日專利技術者李志宏, 姜蓉蓉, 朱玉梅 申請人:天津大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低溫高強陶瓷結合劑，其原料組分及其質量百分比含量為：35～50%SiO2，20～33%B2O3，5～10%Al2O3，8～15%Na2O，1～5%Li2O，2～8%Na3AlF6，4～16%納米α?Al2O3；該低溫高強陶瓷結合劑的制備方法，具有如下步驟：（1）將質量百分比含量為：40～50%SiO2，25～33%B2O3，5～10%Al2O3，8～15%Na2O，1～5%Li2O，2～8%Na3AlF6按比例混合成陶瓷結合劑原料，備用；（2）將步驟（1）的原料裝入球磨機中混合均勻，然后裝入坩堝；（3）將步驟（2）裝入坩堝的原料放于高溫爐中加熱至1300℃，保溫2h，進行充分熔煉；（4）將步驟（3）熔煉后的原料倒入盛有水的鋼制容器中水淬；（5）將步驟（4）水淬后的原料于100℃烘箱中干燥24h；（6）將步驟（5）烘干的原料置于球磨機內干磨48h，然后過250目篩，制成基礎結合劑；（7）將納米α?Al2O3按比例加入步驟（6）制備的基礎結合劑中，球磨混勻，再過250目篩，制得低溫高強陶瓷結合劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李志宏，姜蓉蓉，朱玉梅，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：