超高速磨削陶瓷CBN砂轮结合剂的实验研究

本文根据陶瓷结合剂在超高速磨削砂轮中的作用，凭借电子万能实验机、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等先进精密仪器对三种结合剂进行了耐火度、抗折强度、膨胀系数、微观形貌、显微硬度和润湿性等性能分析。实验结果表明，1#结合剂的耐火度为890℃；抗折强度达到56．28MPa；膨胀系数在7．0×10^-6／℃左右，其他各项性能也达到相当高的水平；用1#结合剂制备的砂轮条的强度达到63．07MPa，结合剂与磨料结合的微观形貌良好。实验表明，1#结合剂符合低温高强结合剂要求，在陶瓷CBN砂轮制作过程中可以实现低温烧成以减少能耗，降低污染。     

添加钛酸盐纳米线对陶瓷结合剂性能的影响

以CaO-Na₂O-B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂体系为基础陶瓷结合剂,将水热温度150 ℃、保温24 h制备的一定量的钛酸盐纳米线加入其中,制得纳米陶瓷结合剂。通过电子多功能试验机、洛氏硬度计等对纳米陶瓷结合剂的抗折强度、硬度和流动性进行测试。结果发现:当纳米陶瓷结合剂中钛酸盐纳米线添加质量分数为1.0%、其烧结温度为610 ℃时,纳米陶瓷结合剂的抗折强度和硬度最大,分别为92.54 MPa和86 HRB,相比于基础陶瓷结合剂的61.09 MPa和53 HRB分别提高了51.5%和62.3%;且纳米陶瓷结合剂的流动性显著改善,气孔相对较少,生成的物质分布较为均匀,综合性能提高。      

纳米Ti（C,N）对CBN磨具用陶瓷结合剂性能的影响

本实验选用Na₂O-Al₂O₃-SiO₂-B₂O₃系统作为基础陶瓷结合剂体系,向陶瓷玻璃料中分别加入2%、4%、6%、8%质量分数的纳米Ti（C,N）制得纳米陶瓷结合剂。采用CMT4504型电子多功能试验机、LCP-1差热膨胀仪和Stemi 2000-C金相显微镜等测试分析仪器,分别对不同含量纳米Ti（C,N）的结合剂进行抗折强度、差热分析、显微结构分析和流动性等性能检测,分析不同含量纳米Ti（C,N）对结合剂的影响。结果表明:加入2%、4%、6%、8%质量分数的纳米Ti（C,N）后,陶瓷结合剂流动性范围为179.80%~193.33%,抗折强度为33.55~116.38 MPa。其中,加入6%质量分数纳米Ti（C,N）陶瓷结合剂的性能最佳,抗折强度比基础陶瓷结合剂增加了39.92 MPa,流动性增大了22.9%,综合性能得到改善。      

利用铝矾土尾矿制备过滤用多孔陶瓷

以矾土矿尾矿和石英砂为主要原料,添加淀粉作造孔剂,采用压制成型法制备过滤用多孔陶瓷。确定了淀粉的反应温度;探讨了烧成温度和造孔剂添加量对多孔陶瓷气孔率、抗折强度、纯水通量及显微结构的影响。研究结果表明:淀粉在400℃内快速反应;合理的烧成温度为1040℃,此温度下气孔率和抗折强度分别达到30.27%和32.94MPa;合理的造孔剂添加量为20%,其气孔率为45.34%,强度为26.2MPa。     

纳米氧化物对CBN磨具陶瓷结合剂性能的影响

采用Na2O-Al2O3-SiO2-B2O3系统为基础陶瓷结合剂,研究了添加纳米ZnO、纳米TiO2和纳米Al2O3对CBN磨具陶瓷结合剂性能的影响,对抗折强度、耐火度、流动性、微观结构进行了测试。实验结果表明：添加纳米氧化物后,陶瓷结合剂的耐火度和流动性均得到明显改善,其中加入纳米ZnO的陶瓷结合剂耐火度降低了20℃,流动性最大,达到119．9％;添加纳米Al2O3的抗折强度最高,达到36．51MPa;陶瓷结合剂CBN磨具微观结构中气孔率数量明显减少,添加纳米Al2O3的CBN磨具试样的结构最致密,气孔最少。     

铝粉改性低温陶瓷结合剂的性能研究

为改善低温陶瓷结合剂的不足,采用粉末冶金的方法将铝粉添加到低温陶瓷结合剂中,使用真空热压烧结炉进行烧结,探究铝粉改性低温陶瓷结合剂的力学性能和显微结构。结果表明:当金属铝粉质量分数为20%时,结合剂的抗折强度达到116.32 MPa,比低温陶瓷结合剂抗折强度提高了42%;结合剂的平均抗冲击强度为13.01 kJ/m2,比低温陶瓷结合剂的提高了414%。铝粉的添加对结合剂的密度影响不明显,但随着铝粉质量分数的增加, 结合剂的硬度整体呈下降趋势。铝粉颗粒在低温陶瓷结合剂中均匀分散,并且以金属铝的形态存在,分散性较好,具有颗粒增韧的作用。结合剂中金属相和低温陶瓷结合剂的界面处元素扩散形成过渡带,两者互相融合,且结合情况良好。      

纳米陶瓷结合剂超硬磨具的制造工艺

纳米陶瓷结合剂是一种新型的超硬磨具结合剂,它显著降低了磨具烧结温度,大幅度提高了制品强度、韧性和耐磨性,且气孔可控,为陶瓷结合剂的应用开拓了一个崭新的领域.本文阐述了纳米陶瓷的性能及关键方法,特别对纳米陶瓷结合剂超硬工具的成型工艺方法进行了研究.结果表明,在纳米陶瓷结合剂中加入20%～30%的水和适量的表面活性剂,可以提高成型密度、毛坯强度和制品的抗折强度,抗折强度高于100MPa.经过烧结,纳米陶瓷结合剂与金刚石和CBN超硬磨料润湿性良好、结合力大,在烧结过程中与超硬磨料不发生反应、不腐蚀损伤超硬磨料.成功用于磨削PCD复合片的金刚石陶瓷砂轮.     

二氧化钛包覆微细金刚石的制备及表征

以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为偶联剂,钛酸四丁酯（TBOT）为TiO₂前驱体,氨水为催化剂,通过St?ber法制备核-壳结构的二氧化钛包覆微细金刚石（UFD@TiO₂）,研究溶液pH值、氨水及去离子水的加入量对UFD@TiO₂的影响。采用XRD、SEM及DSC-TG等手段对UFD@TiO₂进行表征,利用三点弯曲法测定添加UFD或UFD@TiO₂的陶瓷结合剂试样的抗折强度,通过SEM观察陶瓷结合剂试样断口的微观形貌。实验结果表明:当溶液pH值约为8,氨水体积分数为0.8%,去离子水体积分数为0.8%时,TBOT水解生成的TiO₂易在金刚石表面异质形核,可获得致密均匀的TiO₂膜层;UFD@TiO₂的起始氧化温度为650℃,比UFD的起始氧化温度583℃提高了67℃;UFD@TiO₂-陶瓷结合剂试样的抗折强度比UFD-陶瓷结合剂试样的抗折强度提高了20.9%。      

烧结方式对陶瓷结合剂金刚石磨具性能影响的研究

本文采用低熔点的陶瓷结合剂制备金刚石磨具,研究不同烧结方式及烧成温度对磨具的弯曲强度、硬度及磨削性能等的影响,同时研究不同温度下不被包裹金刚石及被玻璃粉包裹金刚石的热失重率.通过研究发现:725℃时,不被包裹金刚石的热失重率为5.47%,玻璃粉包裹后金刚石的热失重率仅为1.27%;制备的陶瓷结合剂金刚石磨具在725℃下烧成时,埋砂烧成磨具试样的弯曲强度和洛氏硬度值比不埋砂烧成时分别提高了2.7%和1.5%;埋砂烧成比不埋砂烧成磨具的使用寿命延长10.4%～15.9%,但磨具加工一片刀具用时延长约20%,磨削过程需要砂轮修整.     

ZrSiO4 对低温陶瓷结合剂预熔玻璃料结构与性能的影响

在Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂系低温陶瓷结合剂中添加不同含量的ZrSiO₄添加剂,用差示扫描热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜等研究ZrSiO₄含量对低温陶瓷结合剂结构与性能的影响。结果表明:ZrSiO₄含量增加,陶瓷结合剂耐火度无明显增加,其热膨胀系数在一定范围内降低;且当ZrSiO₄质量分数为4%时,陶瓷结合剂结构致密,微观状态均匀,陶瓷结合剂的综合性能最佳,其抗折强度为57.37 MPa,显微硬度为855.59 MPa。      

CBN研磨盘用陶瓷结合剂的研究

本文对三种低温陶瓷结合剂的性能进行综合研究,结果发现:耐火度为775℃,流动性为110%~130%,线膨胀系数为5.79×10-6℃-1的低温陶瓷结合剂V2的综合性能优异。通过差热分析发现,在测定温度范围内结合剂V2没有明显的晶相产生。用结合剂V2制备的陶瓷结合剂CBN磨具试样在800℃烧成后,磨具试样的抗弯强度达到最佳值67.5 MPa。制备的磨盘在磨削时锋利性好,磨削中间修整次数少,磨盘的耐用度高。运用扫描电子显微镜(SEM)对磨削后CBN磨片的磨削面形貌进行观察,表明结合剂对磨粒黏结牢固,断面组织均匀。     

cBN陶瓷结合剂磨盘的研究

本文通过差示扫描量热分析、X衍射分析、线膨胀测试仪、扫描电镜等测试手段对四种不同组份的结合剂性能及磨盘显微结构进行分析,结果发现:2#结合剂的耐火度为770℃,相对较低,可以实现磨具的低温烧成,防止cBN磨料的高温侵蚀,提高磨削效率和耐用度;2#结合剂中出现细小的片状微晶,起到了弥散强化的作用,增强了结合剂的强度;用2#结合剂所制的cBN磨盘,结合剂熔化完全,流动性好,对cBN磨粒的包裹性好,提高了磨盘强度和硬度,其抗弯曲强度达到62.37MPa,洛氏硬度HRB达到85。     

陶瓷磨具热膨胀系数测定条件研究

本文对陶瓷结合剂磨具热膨胀系数测定条件及影响因素进行了研究，结果表明，烧后试样的热膨胀系数比未烧的高；热膨胀系数值随烧结温度的提高和烧结致密度的提高而增加，热膨胀系数测定值受测定升温速度的影响，升温速度快的测定值较小；陶瓷磨具产品及陶瓷结合剂热膨胀系数的测定应测烧后麻样的,为了使测试结果具有可比性，应使所测试样的致密性和测定升温速度等条件一致。     

十二烷基苯磺酸钠对陶瓷结合剂及金刚石分散性的影响

采用溶胶–凝胶法制备陶瓷结合剂粉末和陶瓷结合剂/金刚石混合粉末以及相应的块体材料。研究分散剂（十二烷基苯磺酸钠）质量分数为0～4.02%时，其对陶瓷结合剂物相、耐火度、弯曲强度和热膨胀系数等的影响，以及其对M2.5/5金刚石在陶瓷结合剂/金刚石混合粉末中分散性的影响。结果表明:分散剂质量分数为1.34%时，陶瓷结合剂的耐火度、弯曲强度和热膨胀系数与未添加分散剂时相比未发生明显变化，其中耐火度为700 ℃、弯曲强度为45 MPa 、热膨胀系数为4.3×10?6 ℃?1；当分散剂的质量分数从1.34%增加至4.02%时，陶瓷结合剂的耐火度降至600 ℃，弯曲强度降至28 MPa，热膨胀系数增至7.5×10?6 ℃?1；分散剂质量分数为1.34%时，M2.5/5金刚石均匀分散在陶瓷结合剂/金刚石复合材料中，且未引起复合材料的性能变化。      

Ti对陶瓷结合剂及金刚石磨具性能的影响

探讨了Ti的加入对R2O-B2O3-AI2O3-SiO2系陶瓷结合剂及金刚石磨具性能的影响.通过耐火锥法、平面流淌法、扫描电镜和能谱分析、三点弯曲法、洛氏硬度计等测试手段,测定了Ti对陶瓷结合剂的耐火度、流动性以及对金刚石磨具的微观结构、抗折强度、硬度等性能的影响.结果表明:Ti的加入使结合剂熔融温度降低,线膨胀系数随...     

高速陶瓷CBN砂轮贴片的实验研究

本文从影响高速CBN砂轮陶瓷贴片性能的因素入手,凭借扫描电镜、差热分析仪等先进精密仪器对磨料进行了常温性能、差热分析、焙烧处理（870℃）分析;同时对陶瓷结合剂配成原理、比例和性能进行了试验探讨;利用ANSYS软件对陶瓷砂轮贴片的尺寸大小进行了优化分析;最后,利用超高速点磨削试验台对焙烧好的砂轮贴片进行了磨削性能实验。实验表明：研发的低温高强陶瓷结合剂,该配方结合剂的耐火度890℃,抗折强度达到了60.13 MPa;烧制的陶瓷贴片在小进给、小切深、超高速磨削下,表面粗糙度Ra值为0.002 mm左右。     

陶瓷金刚石砂轮在YG10X顶锤磨削加工中的应用

采用自行设计的陶瓷结合剂金刚石砂轮加工硬质合金顶锤,用低浓度金刚石砂轮加工其平面,用高浓度金刚石砂轮加工其外圆,并与树脂金刚石砂轮的磨削加工进行对比。实验结果表明:同等条件下陶瓷金刚石砂轮的锋利度要高于树脂金刚石砂轮的锋利度,其加工速度更快,且磨削产生的热要远低于树脂砂轮的;平面磨削中,陶瓷金刚石砂轮通过调整工艺参数或调细金刚石粒度能够获得更好的表面粗糙度;外圆磨削中,陶瓷砂轮较树脂砂轮加工效率提升约50%,当陶瓷金刚石砂轮浓度达到200%时,砂轮性价比最高。