低温烧成陶瓷cbn砂轮制备技术的研究

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1、硕士学位论文摘要陶瓷CBN砂轮与树脂和金属结合剂砂轮相比，具有磨削效率高、尺寸精度保持性好、易修整、非常适合用于精密高效磨削。因此陶瓷CBN砂轮有着良好的应用前景和巨大的市场潜力。陶瓷砂轮采用的结合剂一般含有较多助熔成分的碱金属氧化物，并且需要在较高温度下进行烧结。但是900。C以上CBN磨料容易被空气氧化，同时高温下碱金属氧化物对CBN磨料存在着严重的侵蚀，为了解决这一问题，本实验采用Na20、B203和Si02为结合剂基础成分，添加适量的趾203、CaO，制备出1带和2#两种陶瓷结合剂。结合剂的理化性能研究结果表明：1掌结合剂的热膨胀系数7．89×10。6／℃，融

2、熔温度为820。C，830。C烧结获得了最大抗折强度为58．5MPa。2箨结合剂的热膨胀系数9．20X10一／。C，融熔温度为740。C，740。C烧结获得了最大抗折强度为54．6MPa。研究还发现1襻和2撑结合剂在各自的融熔温度以上温度下热处理后，冷却过程中结合剂内将析出a一石英和。一方石英晶体。文章同时探讨了不同工艺参数对制备1撑和2撑结合剂CBN砂轮性能的影响。采用1襻和2帮结合剂(添加10％粘土)制备的CBN砂轮的最佳烧结温度分别为850℃和760。C，结合剂中添加粘土可以提高CBN砂轮的强度和硬度。当砂结比为6．5：3．5，成型压强20"---25MPa，所

3、制备的CBN砂轮的洛氏硬度达到最高值，分别为69和61。显微结构分析表明：砂轮中的结合剂将CBN磨料完全包裹，形成了牢固的结合剂桥，并且结合剂对CBN磨料无明显的腐蚀作用。以优化后的砂轮制各工艺参数，用150撑白刚玉作替代磨料，分别采用1带和2撑结合剂制备“8’’字块试样，进行抗拉强度测试，获得平均抗拉强度分别是14．6MPa和10．3MPa，理论计算的最高工作速度分别达到了81．8m／s和81．6m／s，而实际测试CBN砂轮的速度也可以达到80m／s左右，与理论计算基本接近。采用两种结合剂制备的砂轮较普通陶瓷结合剂高速砂轮工作速度(60m／s)提高了36．3％。关键

4、词：CBN砂轮；陶瓷结合剂；低温烧成AbstractComparedwithresingrindingwheelsandmetalgrindingwheels，thevitrifiedCBNgrindingwheelshavetheadvantagesofbeingdressedeasily,highefficiencyandhighsurfaceprecision，whichcanquietlyfitforprocessingaccuratelyandhigh’efficiently,Moreandmoretheywereappliedinprocessingind

5、ustryinrecentyears，ThereforethevitrifiedCBNgrindingwheelshadgoodapplicationprospectandhugemarketvalue·TheCBNabrasiveswereoxidizedeasilyinair，meanwhilethevitrifiedbindercontainedalkalioxideswhichwerehelpfulformeltingbutwoulddamageCBNgrainsabove900℃．Inordertosolvethisproblem，thisexperimen

6、tadoptedNa20、B203、Si02asbasicingredientsandaddedpropercontentofA1203、CaO，preparedl#and2#vitrifiedbinder．Thetw0bindershaddifferentchemicalandphysicalproperties：Thethermalexpansioncoefficientsof1誊vitrifiedbinderwas7．89×10-o／℃，themoltentemperatureof1撑was820"Candthemaximumflexuralstrengthwa

7、s58．5MPa．Thethermalexpansioncoefficientsof2群vitrifiedbinderwas9．20X10’6／℃，Themoltentemperatureof2”was740"C，andthemaximumflexuralstrengthwas54．6MPa．Meanwhile，afterheatedabovetheirrespectivemoltentemperaturetemperatures，theQ—quartzanda—cnstoballtewouldprecipitateoutfromthevitrifi