氧化锌对陶瓷结合剂性能影响地讨论磨料磨具毕业论文设计.doc
《氧化锌对陶瓷结合剂性能影响地讨论磨料磨具毕业论文设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《氧化锌对陶瓷结合剂性能影响地讨论磨料磨具毕业论文设计.doc(21页珍藏版)》请在课桌文档上搜索。
1、摘要本设计主要研究不同用量的氧化锌对陶瓷结合剂性能的影响,以粘土-长石-硼玻璃根底体系为结合剂,以碳化硅为磨粒,分别参加5%10%、15%、20% 的氧化锌,测出相对应的耐火度、热膨胀系数、抗折强度、硬度,然后进展数据处理分析,比照不加氧化锌的根底结合剂,研究氧化锌对其性能的影响。根据氧化锌含量的不同,耐火度也不断变化,同时助溶效果也大大不同。 此外,氧化锌对陶瓷结合剂抗折强度、热膨胀系数也有一定影响。当氧化锌参加量约为10%时其抗折强度最大,小于10%时,随氧化锌含量的增高而提高,当参加量大于10%时,随着氧化锌含量的增加而降低;氧化锌的参加会增大陶瓷结合剂的热膨胀系数,同时从断面形貌来看,
2、氧化锌的参加可以改善结合剂与磨粒的之间的界面结合状况性。总之,氧化锌能够显著改变陶瓷结合剂的性能,对低温陶瓷结合剂的制备有着光明的前景。关键词:陶瓷结合剂 氧化锌 耐火度 抗折强度 热膨胀系数 TitleEffect of ZnO content on properties of vitrified bondAbstractThis design different amount of zinc oxide ceramic bonding agent performance, clay -feldspar - borosilicate glass base system for the bin
3、der, silicon carbide abrasive ,respectively, 5%, 10%, 15%, 20% zinc oxide, measured by the refractoriness of the corresponding coefficient of thermal expansion, flexural strength, hardness, and data processing and analysis, the contrast without the zinc oxide on the basis of binding agents, the stud
4、y of zinc oxide ceramic bonding agent performance. The experiments show that with zinc oxide to significantly reduce the refractoriness of the ceramic binder, and with the increase of the zinc oxide content, refractoriness to continuously reduce its solubilization effect is more pronounced. In addit
5、ion, the zinc oxide ceramic binder flexural strength, the coefficient of thermal expansion. When the zinc oxide by adding about 10% of its flexural strength, less than 10%, with the zinc oxide content increased and improved by adding large amount of 10%, decreases with increasing zinc oxide content;
6、 adding zinc oxide to increase the coefficient of thermal expansion of the ceramic binder, the view from the fracture surface at the same time, adding zinc oxide can improve the interface between the binder and abrasive bined with status of sex. In short, zinc oxide can significantly change the cera
7、mic binder properties, the preparation of low temperature ceramic binder has a bright future.Keyword:Vitrified bond Zinc oxide Refractoriness Flexural strengthCoefficient of thermal expansion目 录1绪论1.1 陶瓷结合剂磨具概述陶瓷结合剂磨具有较高的强度,良好的耐热性能,切削锋利,磨削效率很高,并且在磨削过程中磨具不易发热,不会发生堵塞,此外加工精度易人为控制,易修整。所以在西方兴旺国家,陶瓷结合剂磨具的
8、应用空间很大,并且迅速得到开展,每年都以大于30%的速度增长1。陶瓷结合剂金刚石砂轮是当前迅速开展起来的的一种超硬材料磨具,与传统的树脂磨具相比其性能稳定,形变小,有较高的加工尺寸精度;与金属结合剂磨具相比,陶瓷结合剂磨具制造的砂轮易于修整、 在进展磨削时一般不发生堵塞并且也不容易烧伤工件2。 由于传统的树脂结合剂砂轮和金属结合剂砂轮常以热压法制备,所以获得用于储存磨削液的气孔就比拟少,这就难以提高砂轮自锐性,而陶瓷结合剂金刚石砂轮可以很方便地控制气孔率的大小。因此对烧结温度的研究对砂轮的生产起着指导性作用,从而提升其综合性能。陶瓷结合剂磨具通途包括粗磨、半精磨、精磨以与对某些产品外表的的抛光
9、,对面积较大产品的成型磨削,还可以磨削超硬磨料烧结体等。为适应当前工业的开展和需求,急需开发出一种新型的陶瓷模具,使其具有更优异的性能,例如降低烧成温度以节约能源,改善磨具的结构与性能等。1.2 陶瓷结合剂概述随着科学技术的不断开展,现代磨削加工逐渐向超高速、超精细加工的方向开展。陶瓷结合剂以它本身热稳定性较好,脆性、刚性 较高和气孔率可控等优点,从而得到了越来越广泛的应用。它不仅使得陶瓷结合剂 CBN( 立方氮化硼 )磨具等具备了强度较高、好的自锐性、易于修整等,而且这种结合剂本身对磨料的结合强度优于树脂,形成磨具后,工作外表容屑性能比树脂的优秀,具有不易被堵塞、切削很锋利、磨削效率也很高,
10、热膨胀量很小,加工程度很容易被控制等特点,进而促使磨削过程的平稳进展3。1.2.1 陶瓷结合剂的性能3 结合剂性能的好坏决定着磨具质量的优劣。所以如下几个性能陶瓷结合剂必须具备:强度、硬度、粒度、耐火度、润湿性、热膨胀性等。在这些性能中,又以强度、耐火度,湿润性和热膨胀性最为重要。陶瓷结合剂对这几项性能的要求如下。结合剂的强度外力作用时,磨具制品自身具备抵抗外力而不被破坏的能力,就是结合剂的机械强度,即结合剂强度。机械强度主要包括抗拉强度、抗折强度、抗冲击强度和抗压强度四种。抗压强度的值比其他三个强度大得多,所以我们只需要测量其他三个,由于时间和实验条件的限制,我们只测了抗折强度。耐火度磨具的
11、烧成温度是由结合剂的耐火度决定的。在烧成温度一定时,假如耐火度比拟高,结合剂中含有的液相量就会较少,就会很容易引起磨粒脱落,原因在于结合剂与磨粒结合不牢,此时磨具的强度和硬度也会变得很低。所以要在较低温度下烧成金刚石磨具,金刚石的氧化温度必须要高于结合剂的熔融温度,从而保证磨粒的安全,通常把结合剂的耐火度控制在650左右。 影响耐火度的主要因素有:1结合剂的化学组成;2结合剂原料和添加剂料的分散度、粒度;3升温速度等。查文献知,陶瓷结合剂的烧结温度度随着Al2O3的含量增加明显升高,同时结合剂的黏度、抗折强度也有所提;。碱金属与碱土金属氧化物Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO 等以与
12、B2O3、PbO 都是熔剂,其含量的增加会降低结合剂的耐火度;在测定结合剂的耐火度时,升温速率太快的话会使测得的耐火度准确度降低,导致结果偏高4。润湿性结合剂对磨粒外表的润湿能力的强弱一般用润湿角来表示,润湿角越小,如此润湿性能就越好。对同种结合剂来说,润湿角与温度成正比,温度高如此润温性能增强。热膨胀性热膨胀主要用热膨胀系数来衡量。结合剂与磨料的膨胀系数匹配性直接影响着磨具的强度、制造工艺和使用性能。结合剂热膨胀系数的主要影响因素:原料的晶体结构和键合度;结合剂的化学组成以与添加剂的种类,这是由于各个氧化物的膨胀系数有差异,最终结合剂的热膨胀系数也不同;结合剂烧后物相组成;同质多晶转变晶型等
13、四个因素5。不同氧化物对陶瓷结合剂热膨胀性能的影响氧化物10-7氧化物10-7Si02Ca0B203Na20Al2031017K20Mg0Zn0Ba01073Pb01.2.2 陶瓷结合剂的分类4陶瓷结合剂的分类方法有很多,主这里只介绍以下几种:一、按磨具焙烧温度和结合剂的耐火度的关系可分为烧熔结合剂、烧结结合剂和半烧熔(半烧结)结合剂。 烧结结合剂 它的耐火度高于磨具的焙烧温度。温度达到焙烧温度时,只有少局部结合剂发生熔融进而形成液相。观察烧成后的显微结构,除了存在玻璃相,还出现了许多结晶体,类似于陶瓷的显微结构,它属于多相系统6。通常烧结结合剂的组成原料为粘土、长石、石英等,某些情况下也会参
14、加少量的滑石。其组成化学成分百分量为:Si02:55一7lA12O3:17一22Fe203:一1.5MgO:0.5一2.5K20+Na20:4一13 烧熔结合剂烧熔结合剂的焙烧温度高于它的耐火度。焙烧温度下时,几乎全部的结合剂熔融成为液相,均匀包覆在磨粒周围。冷却后常形成的显微结构为玻璃状组织。它在烧熔结合剂的显微结构中,即使绝大多数是玻璃相,也不可能一点点的结晶相不存在。当然,我们是不希望有结晶相存在的。因为结合剂中有结晶相存在,尤其是当存在较粗大不均匀的晶粒时,玻璃相组织的均匀性会遭到破坏,进而很容易产生微裂纹等结构缺陷,这使得磨具强度大大降低。采用特殊组成配方和正确适合的工艺可促使结合剂
15、桥形成微晶玻璃结构,使磨具的强度较大提高,但是这个制造过程不易控制,并且工艺难度较大。在生产磨具中,多采用普通的烧熔结合剂710。由于较多的熔剂材料存在于烧熔结合剂中,这使得结合剂的耐火度降低。传统上的熔剂材料包括长石、滑石、硼玻璃、萤石、锂辉石等。这几年也出现了采用各种预熔玻璃料,例如硼硅玻璃、硼铅玻璃、针瓶玻璃等,以与一些化工原料。行业常用烧熔结合剂的化学组成百分比X围如下:Si02:55一7lA12O3:17一22Fe203:一15CaO:4.5%MgO:0.5一2.5K20+Na20:4一13B2O3:5%15% 陶瓷结合剂中,属于此类的很多,用途比拟广泛,常在刚玉磨具中使用,此外局部
16、SiC磨具也开始尝试使用烧熔结合剂。与烧结结合剂相比,烧熔结合剂有如下特点:烧熔结合剂具有较低的耐火度,在烧成温度下时结合剂几乎全部熔融为液相,因此烧成温度的波动对其性能的影响程度比拟小,制造得到的磨具产品质量较为稳定。 烧熔结合剂有较好的反响能力和高温润湿性。反响能力X围在8%25,有利于改善结合剂和磨粒两者之间的粘结状况。一般情况下烧熔结合剂磨具的强度高于烧结结合剂制造得到的磨具强度。磨具硬度一样前提下,烧熔结合剂用量要少于烧结结合剂,因此得到的磨具外表有较多的气孔和较松的模具组织,这有利于磨具的磨削效率的提高,同时最大程度减少对工件的烧伤。 烧熔结合剂含有较高的碱性氧化物,碱性氧化物的存
17、在促使SiC磨料在高温分解,最终得到黑心废品,因此在碳化硅磨具方面的制造时应充分考虑结合剂的选用。 半烧熔(半烧结)结合剂 它的耐火度和焙烧温度相近,有时和焙烧温度一样。其性能介于之前介绍的烧结结合剂和烧熔结合剂之间。这种结合剂的使用可以改善结合剂磨具原料的流动性、反响能力、高温润湿性等,但是同时也降低了磨具强度,在SiC磨具方面使用时它可以防止由于碳化硅分解而产生的黑心产品,而且也有效防止了变形、发泡等情况的产生。低浓度SiC磨具、细粒度高硬度刚玉磨具的制造中常使用这种结合剂1112。二、按烧成温度划分,结合剂分成高温结合剂和低温结合剂两类1000作为两类结合剂的划分界限:高于l000烧成温
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 氧化锌 陶瓷 结合 性能 影响 讨论 磨料 磨具 毕业论文 设计
链接地址:https://www.desk33.com/p-16999.html