氧化鋅對(duì)陶瓷結(jié)合劑性能影響的討論磨料磨具畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-07-30 03:16本頁(yè)面
【正文】 d by adding large amount of 10%, decreases with increasing zinc oxide content。所以在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，陶瓷結(jié)合劑磨具的應(yīng)用空間很大，并且迅速得到發(fā)展，每年都以大于30%的速度增長(zhǎng)[1]。 由于傳統(tǒng)的樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪和金屬結(jié)合劑砂輪常以熱壓法制備,所以獲得用于儲(chǔ)存磨削液的氣孔就比較少，這就難以提高砂輪自銳性,而陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪可以很方便地控制氣孔率的大小。陶瓷結(jié)合劑磨具通途包括粗磨、半精磨、精磨以及對(duì)某些產(chǎn)品表面的的拋光，對(duì)面積較大產(chǎn)品的成型磨削，還可以磨削超硬磨料燒結(jié)體等。 陶瓷結(jié)合劑概述隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代磨削加工逐漸向超高速、超精密加工的方向發(fā)展。它不僅使得陶瓷結(jié)合劑 CBN( 立方氮化硼 )磨具等具備了強(qiáng)度較高、好的自銳性、易于修整等，而且這種結(jié)合劑本身對(duì)磨料的結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)于樹(shù)脂，形成磨具后，工作表面容屑性能比樹(shù)脂的優(yōu)秀，具有不易被堵塞、切削很鋒利、磨削效率也很高，熱膨脹量很小，加工程度很容易被控制等特點(diǎn)，進(jìn)而促使磨削過(guò)程的平穩(wěn)進(jìn)行[3]。所以下列幾個(gè)性能陶瓷結(jié)合劑必須具備：強(qiáng)度、硬度、粒度、耐火度、潤(rùn)濕性、熱膨脹性等。陶瓷結(jié)合劑對(duì)這幾項(xiàng)性能的要求如下。機(jī)械強(qiáng)度主要包括抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度四種。耐火度磨具的燒成溫度是由結(jié)合劑的耐火度決定的。所以要在較低溫度下燒成金剛石磨具，金剛石的氧化溫度必須要高于結(jié)合劑的熔融溫度，從而保證磨粒的安全，通常把結(jié)合劑的耐火度控制在650℃左右。查文獻(xiàn)知，陶瓷結(jié)合劑的燒結(jié)溫度度隨著Al2O3的含量增加明顯升高，同時(shí)結(jié)合劑的黏度、抗折強(qiáng)度也有所提；。潤(rùn)濕性結(jié)合劑對(duì)磨粒表面的潤(rùn)濕能力的強(qiáng)弱一般用潤(rùn)濕角θ來(lái)表示，潤(rùn)濕角θ越小，則潤(rùn)濕性能就越好。熱膨脹性熱膨脹主要用熱膨脹系數(shù)來(lái)衡量。結(jié)合劑熱膨脹系數(shù)的主要影響因素：原料的晶體結(jié)構(gòu)和鍵合度；結(jié)合劑的化學(xué)組成以及添加劑的種類，這是由于各個(gè)氧化物的膨脹系數(shù)有差別，最終結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)也不同；結(jié)合劑燒后物相組成；同質(zhì)多晶轉(zhuǎn)變晶型等四個(gè)因素[5]。⑴ 燒結(jié)結(jié)合劑 它的耐火度高于磨具的焙燒溫度。觀察燒成后的顯微結(jié)構(gòu)，除了存在玻璃相，還出現(xiàn)了許多結(jié)晶體，類似于陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)，它屬于多相系統(tǒng)[6]。其組成化學(xué)成分百分量為：Si02：55％一7l％A12O3：17％一22％Fe203：％MgO：％％K20+Na20：4％一13％ ⑵ 燒熔結(jié)合劑 燒熔結(jié)合劑的焙燒溫度高于它的耐火度。冷卻后常形成的顯微結(jié)構(gòu)為玻璃狀組織。當(dāng)然，我們是不希望有結(jié)晶相存在的。采用特殊組成配方和正確適合的工藝可促使結(jié)合劑橋形成微晶玻璃結(jié)構(gòu)，使磨具的強(qiáng)度較大提高，但是這個(gè)制造過(guò)程不易控制，并且工藝難度較大。由于較多的熔劑材料存在于燒熔結(jié)合劑中，這使得結(jié)合劑的耐火度降低。這幾年也出現(xiàn)了采用各種預(yù)熔玻璃料，例如硼硅玻璃、硼鉛玻璃、針瓶玻璃等，以及一些化工原料。與燒結(jié)結(jié)合劑相比，燒熔結(jié)合劑有如下特點(diǎn)：①燒熔結(jié)合劑具有較低的耐火度，在燒成溫度下時(shí)結(jié)合劑幾乎全部熔融為液相，因此燒成溫度的波動(dòng)對(duì)其性能的影響程度比較小，制造得到的磨具產(chǎn)品質(zhì)量較為穩(wěn)定。反應(yīng)能力范圍在8%—25％，有利于改善結(jié)合劑和磨粒兩者之間的粘結(jié)狀況。③磨具硬度相同前提下，燒熔結(jié)合劑用量要少于燒結(jié)結(jié)合劑，因此得到的磨具表面有較多的氣孔和較松的模具組織，這有利于磨具的磨削效率的提高，同時(shí)最大程度減少對(duì)工件的燒傷。⑶ 半燒熔(半燒結(jié))結(jié)合劑 它的耐火度和焙燒溫度相近，有時(shí)和焙燒溫度相同。這種結(jié)合劑的使用可以改善結(jié)合劑磨具原料的流動(dòng)性、反應(yīng)能力、高溫潤(rùn)濕性等，但是同時(shí)也降低了磨具強(qiáng)度，在SiC磨具方面使用時(shí)它可以避免由于碳化硅分解而產(chǎn)生的黑心產(chǎn)品，而且也有效防止了變形、發(fā)泡等情況的產(chǎn)生。二、按燒成溫度劃分，結(jié)合劑分成高溫結(jié)合劑和低溫結(jié)合劑兩類1000℃作為兩類結(jié)合劑的劃分界限：高于l000℃燒成溫度的結(jié)合劑為高溫結(jié)合劑，反之，低于l000℃的結(jié)合劑稱為低溫結(jié)合劑。低溫結(jié)合劑主要用于特種磨具的制造，例如超硬材料磨具制造和珩磨油石、超精油石等；高溫結(jié)合劑則常用于陶瓷磨具制造。 除了介紹的分類方法之外，還有其他分類依據(jù)，例如按成型方法分類、按結(jié)合劑所含特征原料分類等等。 適合制造金剛石模具的低溫?zé)商沾山Y(jié)合劑的制造工藝比傳統(tǒng)的樹(shù)脂結(jié)合劑和金屬結(jié)合劑復(fù)雜得多。2 實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)原材料及儀器設(shè)備原材料玻璃料：成分為粘土，長(zhǎng)石，硼玻璃碳化硅磨料：150基礎(chǔ)結(jié)合劑：硼玻璃料，粒度320，鄭州龍祥陶瓷有限公司黃糊精粉，粘土粉，石英粉，鄭州龍祥陶瓷有限公司氧化鋅 化學(xué)式：ZnO 相對(duì)分子量81 天津市天大化工實(shí)驗(yàn)廠實(shí)驗(yàn)設(shè)備研缽；玻璃棒；砂紙；燒杯；瓷片；小藥匙；耐火錐；千分尺；三角錐金屬模；洛氏硬度計(jì)；微機(jī)差熱膨脹儀；長(zhǎng)方條狀磨具(28mm*6mm*6mm)；圓柱形磨具(D=18mm,h=)。電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：型號(hào)：1012BS，產(chǎn)地：天津市華北實(shí)驗(yàn)儀器廠；箱式電阻爐：型號(hào)為SX2810，產(chǎn)地：湘潭湘儀儀器有限公司。 實(shí)驗(yàn)操作步驟 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含有：配制糊精液→制作耐火錐、耐火臺(tái)→干燥、測(cè)耐火度→壓制試樣條、燒結(jié)→熱膨脹系數(shù)、硬度和抗折強(qiáng)度的測(cè)試等。查表可知在濃度為25%。添加劑氧化鋅和基礎(chǔ)結(jié)合劑質(zhì)量配比下表所示：結(jié)合劑中基礎(chǔ)結(jié)合劑與氧化鋅的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（%） 編號(hào)基礎(chǔ)結(jié)合劑氧化鋅123451
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