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陶瓷磨具结合剂的分类根据耐火度与焙烧温度 [复制链接]

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陶瓷结合剂可分为烧熔结合剂、烧结结合剂和半烧熔(半烧结)结合剂三类。

①烧熔结合剂

耐火度低于磨具焙烧温度的结合剂。在焙烧温度下,结合剂几乎全部熔融变成也想,均匀分布在磨粒周围,冷却后多形成玻璃状组织。烧熔结合剂的焙烧过程包括固相反应、烧结、玻化等过程。从烧熔结合剂的显微结构看,玻璃相占绝大多数,但也有少量的结晶相存在。从磨具强度等性能考虑,是不希望有结晶相特别是粗大晶粒存在的。因为结合剂中有不均匀的结晶相存在,特别是以较粗的晶粒存在,会破坏结合剂相组织的均匀性,容易产生微裂纹等结构缺陷,从而导致磨具强度降低。结合剂桥若形成微晶玻璃结构,其强度比一般玻璃和多晶相结构有很大提高,但需要采用特殊配方和合适的工艺,生产难度较大,因而陶瓷磨具生产中,多采用一般的烧熔结合剂。

烧熔结合剂的原材料中含有较多的熔剂材料,传统熔剂材料有长石、滑石、硼玻璃、萤石、锂辉石等。近年来也采用各种预熔玻璃料,如硼硅玻璃、硼铅玻璃、针瓶玻璃、固体水玻璃等,以及一些化工原料。烧熔结合剂的化学组成波动范围较宽,行业上常用烧熔结合剂的化学成分范围如下:SiO%~75%,Al2O%~27%,Fe2O3<4.5%,CaO<4.5%,MgO<6.0%,K2O+Na2O7%~20%,B2O35%~17%。

烧熔性质的陶瓷结合剂种类很多,用途也较广。除刚玉磨具使用外,一般碳化硅磨具已趋向于使用烧熔结合剂。烧熔结合剂具有如下特点:

1A.烧熔结合剂的耐火度较低,在烧成温度下大部或几乎全部焙融变为液相,黏度比较小,制备磨具的质量较为稳定。2B.烧熔结合剂的反应能力大,高温流动性和润湿性较好,有利于改善结合剂对磨粒的黏结状况。一般烧熔结合剂磨具的强度比烧结结合剂磨具强度高。3C.磨具硬度相同时,烧熔结合剂用量较少,因而磨具的组织教疏松,气孔较多,有利于提高磨具的磨削效率,并能减少工件的烧伤。4D.通常烧熔结合剂中碱性氧化物含量较多,容易促使碳化硅磨料高温分解,造成变形、黑心、发泡等废品,因此用于碳化硅磨具制造时应引起注意。②烧结结合剂

耐火度高于磨具焙烧温度的结合剂。在焙烧温度下,结合剂仅有很少部分熔融形成液相。在烧后结合剂的显微结构中,大部分为结晶体,类似于陶瓷的多想系统,只有少量玻璃相。烧结结合剂常用的主要原材料为粘土、长石、石英灯,有时还加入少量的滑石等。其化学成分大致范围为:SiO%~71%、Al2O%~22%、Fe2O3<1.5%、MgO0.5%~2.5%、K2O+Na2O4%~13%。

烧结结合剂的原材料中,碱性氧化物等熔剂性原料含量较少,因此,结合剂的耐火度较高,烧成温度下产生液相量少。少量的熔体不易促进碳化硅的分解及产生黑心废品。这种结合剂主要用于碳化硅磨具制造。

烧结结合剂的流动性、反应能力、高温润湿性等都很差。磨具的强度低,且同样硬度需要的结合剂量大,因此磨具的磨削性能差,磨削效率低,磨削时粉尘大且易烧伤工件。因此,只有较高硬度的碳化硅磨具采用烧结结合剂。

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