超精陶瓷抛磨粒研究

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粗、精练时间：随着磨料粒及及抛磨粒硬度的 不同而异，通常在!—)次之间，细粒主磨料比较粗 粒度的相对要多。练泥次数过多则易导致坯泥发热 严重，影响坯泥的塑性。次数过少既影响坯料的可 塑性，又影响抛磨粒的致密性及组织的均匀性。 练泥机的选择： 为避免避泥料混练过程出现严重 的发热影响坯料的性能， 泥料粗、 精练时用较大规格型 号的练泥机， 样品挤制时采用小规格的练泥机。 经过上述处理，泥料的工艺性能特别优良，坯 条挤制出后可直接切样，而后不需自然干燥即可放 入烘干室烘。
!"#", 结合剂原材料的选择
根据加工工件对抛磨粒的要求及生产工艺要 求，选用的结合剂原料有粘土、长石等，以及为满 足某些特殊产品性能及工艺性能要求而加入的金属 氧化物和有机添加剂等。
!", 试验过程 !","# 抛磨粒配方的确定
影响陶瓷磨具硬度的因素主要有结合剂用量， 成型密度， 磨料的粒度及结合剂的性能或烧成温度。 影响冲击韧性的因素主要与结合剂的成份及性能， 磨具的结构、 组织硬度等有关， 吸水率则与磨具成型 密度， 磨具的结构有关。磨料种类、 料度主要根据加 工工件的表面质量要求及加工效率来确定。 （ #）结合剂用量的确定 陶瓷抛磨粒本身结合剂用量比较多，因此结合 剂用量的调整对磨具硬度的影响已不明显，所以结 合剂用量的确定是综合考虑抛磨粒的硬度、吸水 率、冲击韧性，还要兼顾到抛磨块的成型性能及磨
图 # 陶瓷抛磨粒混料工艺流程
成型密度对抛磨粒硬度的影响
干坯密度 2 3 45! 坑深值 硬度 等级 冲击韧性 >2"45 3 45, 磨块吸水率 /
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!",", 成型方法
根据前面的分析，陶瓷抛磨粒需要采取可塑性 成型，其混料和成型过程的有关参数直接影响着抛 磨粒的质量。 （ #）混料：由于抛磨粒中结合剂含量比较多， 因此先将磨料与结合剂干混合，然后加湿润剂进行 湿混合。混料工艺流程见图 # 。粗炼过程中可以不 打开真空泵。 结合剂 的混合 磨料与结 合剂干混合 加湿润 剂混合 用练泥 机粗练 闷料
第 59 卷第 0 期 0110 年 : 月
陶
瓷
研
究
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超 精 陶 瓷 抛 磨 粒 研 究
侯永改5 ，王改民5 ， 刘方晓0
（ 56郑州工业高等专科学校
781119；
06白鸽集团股份有限公司
78111:）
摘
要： 通过研究成型密度、结合剂用量及结合剂耐火度对超精陶瓷抛磨料性能的影响，探讨出常用陶瓷抛磨粒的配方 范围是：结合剂含量为48;— :8;，成型密度为 0630— 0678< = >?3；在 5081@A5311@的烧成范围内，结合剂的耐火 度应为 5011@A5381@。同时还介绍了适用于陶瓷抛磨粒成型的工艺参数。
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（ 波）C ・ 卡兹马莱科著 , 切削、磨料及腐蚀加工原理 , 机械 戚彬彬，周荣鑫 , 滚抛磨具的性能及其制造方法 , 磨 料 磨 李家驹主编 , 陶瓷工艺学 （ 上、下册） , 中国 轻 工 业 出 版 陈 剑 飞 主 编 , 磨 削 加 工 学 A3B , 河 南 = 科 学 技 术 出 版 社 D 工业出版社，!+.&,!# 具与磨削 ,!+.. （ ：5#" — )!, !） 社 ,#’’!,!
!抛 磨 粒 吸 水 率 的 调 整 ；"抛 磨 粒 硬 度 的 调 整；# 抛磨粒的冲击韧性调整。 060 成型方法的选择
陶瓷制品中成型是一个关键性的问题。常用 成型方法有注浆法、压制法及塑性成型等。注浆 法是将悬浮液浇注在多孔而能吸水的模具内的成 型方法：压制法是将含水 3; 的成型料以一定压力 压入模具内的成型方法；塑性成型是将成型料加 入 约 54; —08; 的 水 份 ， 混 制 成 可 塑 状 态 的 成 型 料，然后进行成型的方法。不同的成型方法适用 于不同性能的成型料及不同种类、不同形状的坯
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陶
瓷
研
究
第 !" 卷第 # 期
表#
耐火度对抛磨粒硬度及磨削性能的影响
结合剂耐火度 $ % 坑深值 硬度 等级 冲击韧性 67,89 $ 89) 磨块吸水率 : 备注
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侯永改等：超精陶瓷抛磨粒研究
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体。本课题中要求的成品形状复杂且尺寸小、生产 批量大，因此为满足生产要求选用塑性成型法。
削加工工件的质量要求。经过反复试验，不同材质 粒度及不同的加工要求的抛磨块，其结合剂用量一 般在-./ —*./ 之间。 （ ,）成型密度的确定 陶瓷抛磨粒由于其产品的规格尺寸小，形状复 杂， 为提高生产效率， 应采用可塑成型方法， 成型密 度是靠生产中挤制次数、 成型时的真空度大小控制。 成型密度测定的是干坯的。成型密度对抛磨硬度的 影响见表#。抛磨粒的硬度测度使用洛氏硬度计； 冲 击韧性采用摆锤式冲击强度试验机，做成 #+.0#-0 吸水率采用水煮沸法测定。 #-试样测定的； 从 表 # 中 看 出 成 型 密 度 为 ,"!,—,"1.2 3 45! 时 ， 抛磨粒各项性能比较好。 （ !）结合剂耐火度的确定 结合剂耐火度高低不仅影响到陶瓷抛磨粒的硬 度，还影响着抛磨粒烧成后的物相及抛磨粒磨削时 的形状保持性。烧成温度为 #,.+6 —#!++6 时，结 合剂耐火度对陶瓷抛磨粒硬度及磨削性能的影响见 表,。 由表 , 看出，在要求的烧成温度下，结合剂耐 火度为 #,++6 —#!.+6 时，抛磨粒的各项性能比较 优良。
关
键
词：超精陶瓷抛磨粒；滚动抛光；硬度；吸水率 文献标识码：C 文章编号： 51112D4D0 （ 0110）1021117213
中图分类号：5956:B47
5
前
言
较高的结合耐火度，较宽的烧结范围及较小的收 缩率。为达到上述要求，抛磨粒中结合剂的含量 应比较多，而起磨削作用的磨粒含量则应相对少 些。因此用于超精陶瓷抛磨粒的结合剂原料及配 比设计，我们采用了陶瓷生产的有关理论，即结 合剂烧结后瓷化为致密结构，烧结后抛磨粒的物 相中，玻璃相含量较少，而细小晶相含量比较多。 且结合剂对磨粒又有比较好的粘结湿润作用，这 样烧结后结合剂能够牢固地将磨粒粘结在一起。 结合剂原料及配比的选择还应该满足抛磨粒生产 工艺的要求。结合剂的主要成份有粘土、长石等 原料和为满足其工艺性能要求加入的一些添加剂。 陶瓷抛磨粒的配方设计主要考虑如下几方面：
少数耐用度 抛 磨 粒 容 易
表)
陶瓷抛磨粒磨削试验结果
种类 磨料种类及粒度
金属去除量
毛刺清除速度
工件表面粗糙度
磨一锅后的冷却液
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结果
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F> GH9I ’,+"(!,#混浊度低
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（ #）成型 = 将混练好的泥料先在练泥机中精练， 然后就可以挤制坯体，挤制产品的练泥机装有要求 产品形状的模具。 （ )）参数的控制 真空度的确定 = 在精练及坯条挤制 过 程 中 需 开 真空启泵，为确保抛磨粒的密度及硬度及泥料成型 所要求的可塑性，要求真空泵的真空度不小于
!
试验过程
!"# 原材料的选择 !"#"# 磨粒的选择
根据加工工件的材质及工件表面质量要求不 同，选用不同种类及粒度的磨料。常用的磨料种类 有棕刚玉 （ 、白刚玉 （ 、铬刚玉 （ $） %$） &$）及 绿碳化硅 （ 、黑碳化硅 （ ’(） (）和一些氧化物等。 磨料粒度主要根据磨削加工效率、加工工件的材质 及表面质量要求、加工方式等不同来确定。常用的 磨 料 粒 度 范 围 )*+ —)#,++。 用 于 金 属 及 非 金 属 超 精光饰的还可用氧化铝烧结体及各种形状的普通陶 瓷及高铝瓷。
按要求的配比进行混料、成型、干燥和烧成。然后 按比例将抛磨粒和工件 （ 轴承滚子）放入加工设备 内，进行打毛刺、去氧化皮、倒角及表面光饰加 工，加工过程需要冷却液的作用。试验结果见表) 。
&,结论
通过上述试验，研究出一种超精陶瓷抛磨粒， 其配方为结合剂： .&: —-&: ；成型密度为 #,)# — #,*&7 $ 89)；结合剂的耐火度 !#’’% —!)&’% 。成型 采用可塑法，参数控制为真空度! （ ’,’+.— ’,!35>） "*’—"-’99?7； 根 据 产 品 质 量 要 求 ， 粗、精混练次数为! —) 次。 参考文献：
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方案设计
磨块配方的设计 根据抛磨加工对陶瓷抛磨粒的要求，陶瓷抛
磨粒应具备：硬度高，磨削时形状保持好，磨具 的耐用度高。再加上抛光磨粒本身尺寸小、形状 复杂，产品成型，烧成后不便于精加工。因此用 于抛光磨粒的陶瓷结合剂必须有一定的韧性，比