本申请涉及砂轮的领域，更具体地说，它涉及一种超硬cbn陶瓷砂轮及其制备方法。
背景技术：
：砂轮是通过压坯、烧制制得的多孔体，是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮通过高速旋转对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、精磨、开槽或切断等。砂轮种类繁多，可以分为普通磨料砂轮和超硬磨料砂轮，其中超硬磨料砂轮主要为超硬cbn陶瓷砂轮。超硬cbn陶瓷砂轮是以立方氮化硼磨料为主原料制得的陶瓷砂轮，通常以cbn磨料、玻璃粉、糊精粉和水玻璃为原料，经混合、压坯和烧结制得。此种砂轮具有硬度高、韧性强、耐热、耐油、耐酸碱等优点，且在磨削过程中不易堵塞和切伤工件，能够有效降低砂轮在磨削加工时的疲劳度。针对上述相关技术，发明人在实际使用时发现：使用上述原料烧制得到的超硬cbn陶瓷砂轮的成型密度稳定性较差，导致砂轮的成品率较低。技术实现要素：为了提高超硬cbn陶瓷砂轮的成品率，本申请提供一种超硬cbn陶瓷砂轮及其制备方法。第一方面，本申请提供一种超硬cbn陶瓷砂轮，采用如下的技术方案：一种超硬cbn陶瓷砂轮，制备原料按重量份计，包括cbn磨料50-90份、低温玻璃粉10-50份、乳化烷烃3-15份、复合润湿分散剂0.2-2份，所述复合润湿分散剂为聚氧乙烯醚和无机高分子聚合物的混合物。通过采用上述技术方案，由于在超硬cbn陶瓷砂轮的制备原料中添加乳化烷烃与复合润湿分散剂，其中表面活性剂能够对烷烃进行乳化，形成稳定的水性体系，降低了超硬cbn陶瓷砂轮的密度受配料放置环境的影响而变化的可能性，复合润湿分散剂能够对低温玻璃粉的表面进行改性，提高了低温玻璃粉与其余原料之间的相容性，且乳化烷烃能够与复合润湿分散剂相互作用，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。优选的，所述聚氧乙烯醚和无机高分子聚合物的重量比为1：(0.7-1.2)。通过采用上述技术方案，本申请通过控制聚氧乙烯醚和无机高分子聚合物的重量比，提高了低温玻璃粉与其余原料之间的相容性，且增强了乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。优选的，所述聚氧乙烯醚选自烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种。通过采用上述技术方案，烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚与无机高分子聚合物的相容性较高，对低温玻璃粉的改性作用较强，进一步提高了低温玻璃粉与其与原料之间的相容性，且增强了乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。优选的，所述无机高分子聚合物选自聚合硅酸铝和聚合硅酸铝铁中的一种。优选的，所述乳化烷烃的制备方法为：将烷烃与水混合后，搅拌条件下边滴加表面活性剂边升温至60-80℃，后在保温条件下搅拌10-20min，自然冷却制得乳化烷烃；所述烷烃的碳数为10-18。通过采用上述技术方案，乳化烷烃能够形成稳定的水性体系，降低了超硬cbn陶瓷砂轮的密度受配料放置环境的影响而变化的可能性，且制备方法简单，易于操作。优选的，所述烷烃、水和表面活性剂的重量比为1：0.5：(0.03-0.5)。通过采用上述技术方案，本申请通过控制烷烃、水和表面活性剂的重量比，提高了乳化烷烃与低温玻璃粉之间的相容性，增强了乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。优选的，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。通过采用上述技术方案，非离子型表面活性剂的表面活性表现为中性分子，与烷烃的相容性较高，能够增强乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。优选的，所述非离子型表面活性剂为聚氧乙烯烷基胺。通过采用上述技术方案，聚氧乙烯烷基胺的活性较强，与烷烃的相容性较高，能够增强乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。第二方面，本申请提供一种超硬cbn陶瓷砂轮的制备方法，采用如下的技术方案：一种超硬cbn陶瓷砂轮的制备方法，包括如下制备步骤：s1、将cbn磨料、低温玻璃粉、乳化烷烃、复合润湿分散剂混合均匀制得坯料；s2、将坯料放入砂轮模具中压制成型，经烧结制得超硬cbn陶瓷砂轮。通过采用上述技术方案，本申请在超硬cbn陶瓷砂轮的制备原料中添加乳化烷烃与复合润湿分散剂，降低了超硬cbn陶瓷砂轮的密度受配料放置环境的影响而变化的可能性，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率，制备方法简单易操作。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用在超硬cbn陶瓷砂轮的制备原料中添加乳化烷烃与复合润湿分散剂，乳化烷烃能够形成稳定的水性体系，降低了超硬cbn陶瓷砂轮的密度受配料放置环境的影响而变化的可能性，且乳化烷烃能够与复合润湿分散剂相互作用，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率；2、本申请中优选采用非离子表面活性剂制备乳化烷烃，非离子型表面活性剂的表面活性表现为中性分子，与烷烃的相容性较高，能够增强乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率；3、本申请的方法，简单方便，易于操作，降低了超硬cbn陶瓷砂轮的密度受配料放置环境的影响而变化的可能性，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。具体实施方式以下结合制备例和实施例对本申请作进一步详细说明，本申请所用原料来源见表1。表1.本申请所用原料来源乳化烷烃的制备例制备例1一种乳化烷烃，制备方法为：将20g烷烃与20g水混合后，搅拌条件下边滴加4g表面活性剂边升温至70℃，后在保温条件下搅拌15min，自然冷却至25℃制得乳化烷烃；所用烷烃为癸烷，所用表面活性剂为十八烷基二甲基苄基氯化铵。制备例2-7制备例2-7均以制备例1为基础，与制备例1的区别仅在于：乳化烷烃的制备条件和所用烷烃种类不同，具体见表2。表2.制备例1-7乳化烷烃制备条件制备例8-10制备例8-10均以制备例1为基础，与制备例1的区别仅在于：所用烷烃、水和表面活性剂的重量比不同，具体见表3。表3.制备例8-10烷烃、水和表面活性剂的重量比制备例烷烃：水：表面活性剂(重量比)制备例81:0.5:0.03制备例91:0.5:0.5制备例101:0.5:0.2制备例11制备例11以制备例10为基础，与制备例10的区别仅在于：所用表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯酯。制备例12制备例12以制备例11为基础，与制备例11的区别仅在于：所用表面活性剂为聚氧乙烯烷基胺。实施例实施例1一种超硬cbn陶瓷砂轮，制备方法包括如下制备步骤：s1、将60gcbn磨料、25g低温玻璃粉、8g乳化烷烃、1g复合润湿分散剂混合均匀制得坯料；s2、取坯料放入砂轮模具中，在1.5×105mpa的压力下压制20min，使砂轮成型，接着将成型的砂轮放入烧结炉中烧结，以5℃/min的升温速度升温至700℃，接着在700℃下保温2h，后随炉冷却制得超硬cbn陶瓷砂轮；所用乳化烷烃来源于制备例1，所用复合润湿分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和聚合硅酸铝的混合物，脂肪醇聚氧乙烯醚和聚合硅酸铝的重量比为1:2。实施例2-18实施例2-18均以实施例1为基础，与实施例1的区别仅在于：各原料用量及乳化烷烃来源不同，具体见表4。表4.实施例2-18各原料用量及乳化烷烃来源实施例19实施例19以实施例18为基础，与实施例18的区别仅在于：以等质量的聚合硅酸铝铁代替聚合硅酸铝。实施例20-22实施例20-22均以实施例19为基础，与实施例19的区别仅在于：所用脂肪醇聚氧乙烯醚与聚合硅酸铝铁的重量比不同，具体见表5。表5.脂肪醇聚氧乙烯醚与聚合硅酸铝铁的重量比实施例23实施例23以实施例22为基础，与实施例22的区别仅在于：以等质量的壬基酚聚氧乙烯醚代替脂肪醇聚氧乙烯醚。实施例24实施例24以实施例22为基础，与实施例22的区别仅在于：以等质量的烷基酚聚氧乙烯醚代替脂肪醇聚氧乙烯醚。对比例对比例1对比例1以实施例7为基础，与实施例7的区别仅在于：以等质量的cbn磨料代替乳化烷烃。对比例2对比例2以实施例7为基础，与实施例7的区别仅在于：以等质量的t151型分散剂代替复合润湿分散剂，所用t151型分散剂购自南通润丰石油化工有限公司。对比例3一种超硬cbn陶瓷砂轮，制备方法为：s1、将60gcbn磨料、25g低温玻璃粉、5g糊精粉和10g水玻璃混合均匀制得坯料；s2、将坯料放入砂轮模具中(砂轮模具得到的砂轮规格为外径×内径＝4cm×3cm)，在1.5×105mpa的压力下压制20min，使砂轮成型，接着将成型的砂轮放入烧结炉中烧结，以5℃/min的升温速度升温至700℃，接着在700℃下保温2h，后随炉冷却制得超硬cbn陶瓷砂轮；所用糊精粉为麦芽糊精粉，购自辽宁禄泉医药科技有限公司；所用水玻璃的货号为01，购自山东鑫旺达生物科技有限公司。性能检测试验分别对实施例1-24、对比例1-3制得超硬cbn陶瓷砂轮进行如下性能测试。成品率测试：对应的实施例、对比例分别制备50个样品，并使用型号为da-300vp的快速型达宏美拓陶瓷密度计对制得的超硬cbn陶瓷砂轮进行密度测试，分别记为ρ1、ρ2……ρ50，并求密度平均值记为ρ0，求超硬cbn陶瓷砂轮的密度相对波动百分比，密度相对波动百分比＝(ρ1/ρ0 ρ2/ρ0 ……ρ50/ρ0)/50×100％，密度相对波动百分比越小，密度稳定性越高，即超硬cbn陶瓷砂轮的成品率越高，测试结果见表6。密度测试：将超硬cbn陶瓷砂轮的原料分别于相对湿度为45％、75％的环境下放置30天，后依据实施例1-24、对比例1-3制备超硬cbn陶瓷砂轮，并对其密度进行测试，测试结果见表6。表6.实施例1-24、对比例1-3的测试结果分析上述数据可知，实施例1-24制得的超硬cbn陶瓷砂轮的成品率较高，成型性能较稳定，超硬cbn陶瓷砂轮的密度受配料放置环境的影响而变化的影响较小，分析实施例1-13的数据可知，实施例1为实施例1-13中的最佳实施例。分析实施例1-13与对比例1-3的数据可知，本申请在超硬cbn陶瓷砂轮的制备原料中添加乳化烷烃与复合润湿分散剂，其中表面活性剂能够对烷烃进行乳化，形成稳定的水性体系，降低了超硬cbn陶瓷砂轮的密度受配料放置环境的影响而变化的可能性，复合润湿分散剂能够对低温玻璃粉的表面进行改性，提高了低温玻璃粉与其余原料之间的相容性，且乳化烷烃能够与复合润湿分散剂相互作用，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。分析实施例14-16与实施例1的数据可知，本申请通过控制烷烃、水和表面活性剂的重量比，提高了乳化烷烃与低温玻璃粉之间的相容性，增强了乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。其中当烷烃、水和表面活性剂的重量比为1:0.5:0.2时，超硬cbn陶瓷砂轮的成品率较高。分析实施例17与实施例16的数据可知，非离子型表面活性剂的表面活性表现为中性分子，与烷烃的相容性较高，能够增强乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。分析实施例18与实施例17的数据可知，聚氧乙烯烷基胺的活性较强，与烷烃的相容性较高，能够增强乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。分析实施例20-22与实施例19的数据可知，本申请通过控制脂肪醇聚氧乙烯醚与聚合硅酸铝铁的重量比，提高了低温玻璃粉与其余原料之间的相容性，且增强了乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。其中当脂肪醇聚氧乙烯醚与聚合硅酸铝铁的重量比为1:1时，超硬cbn陶瓷砂轮的成品率较高。分析实施例23-24与实施例22的数据可知，烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚与无机高分子聚合物的相容性较高，对低温玻璃粉的改性作用较强，进一步提高了低温玻璃粉与其与原料之间的相容性，且增强了乳化烷烃与复合润湿分散剂之间的相互作用，提高了超硬cbn陶瓷砂轮的密度稳定性，从而提高了超硬cbn陶瓷砂轮的成品率。本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页1 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技术特征：1.一种超硬cbn陶瓷砂轮，其特征在于，制备原料按重量份计，包括cbn磨料50-90份、低温玻璃粉10-50份、乳化烷烃3-15份、复合润湿分散剂0.2-2份，所述复合润湿分散剂为聚氧乙烯醚和无机高分子聚合物的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种超硬cbn陶瓷砂轮，其特征在于：所述聚氧乙烯醚和无机高分子聚合物的重量比为1：（0.7-1.2）。
3.根据权利要求1所述的一种超硬cbn陶瓷砂轮，其特征在于：所述聚氧乙烯醚选自烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种超硬cbn陶瓷砂轮，其特征在于：所述无机高分子聚合物选自聚合硅酸铝和聚合硅酸铝铁中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种超硬cbn陶瓷砂轮，其特征在于，所述乳化烷烃的制备方法为：将烷烃与水混合后，搅拌条件下边滴加表面活性剂边升温至60-80℃，后在保温条件下搅拌10-20min，自然冷却制得乳化烷烃；所述烷烃的碳数为10-18。
6.根据权利要求5所述的一种超硬cbn陶瓷砂轮，其特征在于：所述烷烃、水和表面活性剂的重量比为1：0.5：（0.03-0.5）。
7.根据权利要求5所述的一种超硬cbn陶瓷砂轮，其特征在于：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
8.根据权利要求7所述的一种超硬cbn陶瓷砂轮，其特征在于：所述非离子型表面活性剂为聚氧乙烯烷基胺。
9.权利要求1-8任一项所述的一种超硬cbn陶瓷砂轮的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
s1、将cbn磨料、低温玻璃粉、乳化烷烃、复合润湿分散剂混合均匀制得坯料；
s2、将坯料放入砂轮模具中压制成型，经烧结制得超硬cbn陶瓷砂轮。
技术总结本申请涉及砂轮的领域，具体公开了一种超硬CBN陶瓷砂轮及其制备方法。超硬CBN陶瓷砂轮的制备原料按重量份计，包括CBN磨料50‑90份、低温玻璃粉10‑50份、乳化烷烃3‑15份、复合润湿分散剂0.2‑2份，复合润湿分散剂为聚氧乙烯醚和无机高分子聚合物的混合物；其制备方法为：S1、将CBN磨料、低温玻璃粉、乳化烷烃、复合润湿分散剂混合均匀制得坯料；S2、将坯料放入砂轮模具中压制成型，经烧结制得超硬CBN陶瓷砂轮。本申请的超硬CBN陶瓷砂轮具有较高的成品率。
技术研发人员：李见方
受保护的技术使用者：无锡希必恩精密工具有限公司
技术研发日：2021.04.24
技术公布日：2021.08.03
