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CBN砂轮陶瓷结合剂未来发展及详情分析

发表时间:2020-10-12 15:59作者:南通首超超硬材料有限公司

  立方氮化硼(CBN)是硬度仅次于金刚石的超硬材料,不但具有金刚石的一些优良特性,还具备优于金刚石的耐热性以及对铁族金属的化学惰性。CBN磨具特别适合加工高速钢、耐热钢、高强度钢、高温合金等难加工的材料。

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  目前的南通首超超硬材料有限公司CBN砂轮结合剂主要有金属、树脂和陶瓷三种,其中陶瓷结合剂的CBN砂轮性能最优,具备切削锋利、磨削力小、强度高、有充足气孔、生产效率高、易整形和修锐、磨削进度高等优点。随着现代加工技术的不断进步,加工精度、加工效率、加工质量不断提高,陶瓷结合剂CBN磨具的地位越发凸显,己成为国内外学者研究开发的热点。

  就目前国内的陶瓷结合剂CBN砂轮发展水平而言,其在使用性能上与国外比还有一定的差距,主要原 因在于结合剂组分的选择、配比,以及砂轮的制备工艺 等方面。本文从陶瓷结合基础体系出发,在探讨结合 剂性能指标的基础上,围绕结合剂组分的选择、配比以 及砂轮的制备工艺方面的研究进展进行综述。

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1 结合剂基础体系

  目前,国内外研究和应用较为成熟的低温陶瓷结 合剂体系主要包括:铝硅酸盐体系、硼硅酸盐体系和硼铝硅酸盐体系。

  英国的M. J. Jackson等以铝硅酸盐为基础体 系,研究了K2O-CaO的添加量对结合剂性能的影响。 T.I.Barry等同样以铝硅酸盐为基础体系,分析了 引入Li2O、K2O、Na2O、Zr〇2等成分后结合剂的性能。 日本学者以硼硅酸盐为基础体系,研究了添加少量的 Al2O3和CaO、MgO、ZnO、BaO等氧化物后的结合剂性能变化。

  近年来,学者们多以硼铝硅酸盐为基础体系,研究结合剂组分及配比。硼铝硅酸盐基础体系的配比如表2所示。陶瓷结合剂的化学组分就是在基础 体系的基础上再添加相应的玻璃体系氧化物。

高性能CBN砂轮陶瓷结合剂研究进展

高性能CBN砂轮陶瓷结合剂研究进展

  陶瓷结合剂主要是由玻璃体、玻璃中间体以及玻璃调整体氧化物组成的。其中,玻璃体是陶瓷结合剂的主要成分,能形成网格体结构,是陶瓷结合剂的骨 架,起着把持磨粒,将结合剂黏结成体的作用。

  中间体是介于玻璃体和调整体之间的氧化物,不能独立的生成玻璃,此类氧化物同时具有共价性与离子性,只是离子性占主要,当氧化物被夺氧后,即可参与组网,生成 新的网格体(又称补网),从而在不降低结合剂强度的 前提下,改善结合剂的流动性、高温润湿性,热膨胀性等结合剂性能。

  玻璃调整体适宜充当助熔剂来降低结 合剂的耐火度,保证结合剂能够在较低温度条件下完 成烧结。此类型的典型氧化物有Li2O、Na20、K20 等,它们的共同点是熔点低、活性高,升温时易产生游 离的“自由氧”,该游离“自由氧”易破坏基础体系中的 Si-Si键,改变硅氧三维网络结构,因此降低结合剂的耐火度,进而实现结合剂在较低温度下的烧结。


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