[發明專利]一種陶瓷結合劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710743335.6
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107685294A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 崔衛民;李啟泉;張素梅;劉書鋒
• 申請（專利權）人: 鄭州博特硬質材料有限公司
• 主分類號: B24D3/14
• 分類號: B24D3/14
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司41109
• 代理人: 張春

技術領域

本發明屬于磨料用陶瓷結合劑技術領域，具體涉及一種陶瓷結合劑及其制備方法。

背景技術

高速、高效和高精是現代磨削加工的基本要求。陶瓷結合劑超硬磨具是用陶瓷結合劑（玻璃相）作為橋相將超硬磨料結合起來的一類磨具，它結合了超硬磨料與陶瓷的優點，具有硬度高、耐熱性好、形狀保持性好、氣孔率大、易排屑、不易燒傷工件、容易修整、磨削過程中自銳性好,使用壽命長等一系列優點，近些年來日益成為現代磨削加工所需磨具產品研究開發的熱點。其中，開發高性能的陶瓷結合劑是重點。

現在磨具行業廣泛使用的結合劑主要是有機結合劑，有酚醛樹脂、環氧樹脂和聚氨酯等，有機樹脂使用方便，粘接強度高，但耐熱性能不好，磨削時環境污染大，隨著人們環保意識的增強，有機樹脂的弊端越來越引起人們的關注。

陶瓷結合劑磨具具有綠色環保，粘接強度較高，耐熱性能好，切削鋒利，磨削效率高，磨削過程中不易發熱和堵塞，熱膨脹系數小，易控制加工精度，且容易修整等特點。陶瓷結合劑磨具一般用于粗磨、半精磨、精磨及某些產品的拋光和接觸面積較大的成型磨削等，陶瓷結合劑磨具主要是砂輪。

目前陶瓷結合劑大多采用高溫熔煉并水淬法制備，然后破碎篩分制成，其制備過程復雜，能耗高，結合劑穩定性很難保證。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足之處，提供一種陶瓷結合劑及其制備方法。

本發明的目的是以下述方式實現的：

一種陶瓷結合劑，由以下重量份的原料制成：正硅酸乙酯21-38份，硼酸8-23份，硝酸鋰2-12份，硝酸鈉6-17份，硝酸鋯2-14份，硝酸鋁10-32份，檸檬酸3-10份，去離子水90-97份。

如上述的陶瓷結合劑的制備方法，具體步驟如下：

（1）將檸檬酸溶解在去離子水中，再將正硅酸乙酯、硼酸、硝酸鋰、硝酸鈉、硝酸鋯和硝酸鋁加入到上述水溶液中，攪拌均勻；

（2）將步驟（1）所得混合溶液放入70-90℃的烘箱中加熱1-3h，形成溶膠；

（3）再將步驟（2）所得溶膠在150-200℃條件下脫水縮合1-2h，形成干凝膠；

（4）將步驟（3）所得干凝膠在400-500℃下煅燒1-2h，得到陶瓷結合劑。

本發明提供的陶瓷結合劑，在普通陶瓷磨具制備中的應用。

本發明提供的陶瓷結合劑，在超硬磨具制備中的應用。

溶膠－凝膠法就是用含高化學活性組分的化合物作前驅體，在液相下將這些原料均勻混合，并進行水解、縮合化學反應，在溶液中形成穩定的透明溶膠體系，溶膠經陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網絡結構的凝膠，凝膠網絡間充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。凝膠經過干燥、燒結固化制備出分子乃至納米亞結構的材料。

溶膠凝膠法制備的陶瓷結合劑的粒度可以達到納米級別，因此，可以降低耐火度，同時提升與磨料的結合強度，本發明提供的制備方法省去傳統方法的高溫熔煉、水淬、破碎、球磨等一系列過程，直接可以得到納米級的結合劑粉末。

相對于現有技術，本發明采用溶膠凝膠法制備陶瓷結合劑，制備過程簡單，容易控制，能耗低，粒度細，與磨料有很好的結合強度，大大提高砂輪壽命。

具體實施方式

實施例1：

一種陶瓷結合劑，由以下重量份的原料制成：正硅酸乙酯21-38份，硼酸8-23份，硝酸鋰2-12份，硝酸鈉6-17份，硝酸鋯2-14份，硝酸鋁10-32份，檸檬酸3-10份，去離子水90-97份。

如上述的陶瓷結合劑的制備方法，具體步驟如下：

（1）將檸檬酸溶解在去離子水中，再將正硅酸乙酯、硼酸、硝酸鋰、硝酸鈉、硝酸鋯和硝酸鋁加入到上述水溶液中，攪拌均勻；

（2）將步驟（1）所得混合溶液放入70-90℃的烘箱中加熱1-3h，形成溶膠；

（3）再將步驟（2）所得溶膠在150-200℃條件下脫水縮合1-2h，形成干凝膠；

（4）將步驟（3）所得干凝膠在400-500℃下煅燒1-2h，得到陶瓷結合劑。

本發明提供的陶瓷結合劑，在普通陶瓷磨具制備中的應用。

本發明提供的陶瓷結合劑，在超硬磨具制備中的應用。

實施例2：

一種陶瓷結合劑，由以下重量份的原料制成：正硅酸乙酯21 kg，硼酸8 kg，硝酸鋰2 kg，硝酸鈉6 kg，硝酸鋯2 kg，硝酸鋁10 kg，檸檬酸3 kg，去離子水90 kg。

如上述的陶瓷結合劑的制備方法，具體步驟如下：