一种纳米级高温烧结陶瓷磨料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种纳米级高温烧结陶瓷磨料，其特征在于，按质量比计包括以下组分：普通磨料：40-50%，添加剂2-5%，余量为陶瓷结合剂超硬磨料，以上各组分之和为100%，其中：所述普通磨料为等比例混合的烧结致密刚玉、氧化铝及棕刚玉的混合物；所述添加剂按质量份数计包括以下组分：钛铝酸钙：7-20份，钎料：3-8份，碳化硅：3-15份，结合剂：10-20份，湿润剂：2-5份，分散剂：1-3份；固化剂：1-3份，v2o5溶胶：8-15份，烧结添加剂：1-4份；所述钎料为cu-sn-ti 钎料，所述湿润剂为糊精液，所述的分散剂为peg1000；所述固化剂为氧化镁、硫酸铝、亚烷基二胺或亚烷基三胺中的一种或多种；所述烧结合添加剂为mg(no3)2·
6h2o、ca(no3)2·
4h2o、正硅酸乙酯的混合物，按质量比计mg(no3)2·
6h2o：ca(no3)2·
4h2o：正硅酸乙酯=5：1：5。2.根据权利要求1所述的纳米级高温烧结陶瓷磨料，其特征在于：所述结合剂按质量百分比计包括以下组分：二氧化硅：30-35份，氧化铝：10-20份，硼酸：10-15份，无水碳酸钠：1-4份，碳酸锂：2-6份，氧化锌：2-5份，氧化锆：1-2份，纳米氮化铝：1-3份，五氧化二钒：5-8份。3.根据权利要求2所述的纳米级高温烧结陶瓷磨料，其特征在于：所述结合剂的制备方法具体如下：（1）将结合剂的各原料倒入刚玉球磨罐中，球磨混料机的转速为140r/min，球磨30-50min后倒入刚玉坩埚中，将坩埚放入烧结炉中，以 12
°
c/min 的加热速率升温至 900
°
，保温20-25min，保温结束后，烧结炉已7
°
c/min的速率升温至1250℃，保温100min使其完全熔融；（2）将坩埚内的熔体快速倒入水中，进行水淬；（3）收集水淬后的结合剂碎块倒入球磨罐中，并加入等质量的水，按照质量比 1.5:1 的球料比加入刚玉球，用球磨机球磨 55 min；（4）将球磨后的浆料倒入盛料盘中，放入干燥箱内在 115℃下保温 48 h，直至物料完全干燥；（5）将干燥后的结合剂粉末过200#筛网，制得结合剂粉体。4.根据权利要求3所述的纳米级高温烧结陶瓷磨料，其特征在于：所述刚玉球磨罐中结合剂原料与刚玉球的质量比为2：1，所述刚玉球的直径为50mm、30mm的比例为1：2。5.根据权利要求1所述的纳米级高温烧结陶瓷磨料，其特征在于：所述陶瓷结合剂超硬磨料的制备具体为：将9nm的纳米陶瓷粉液体、超硬磨料和聚乙酸乙烯酯混合，放入模具中，在130-140mpa压力下干压成毛坯；将毛坯至于150-170℃下烘干，然后再进行破碎、过筛，得到陶瓷结合剂超硬磨料；所述超硬磨料为立方氮化硼或金刚石。6.如权利要求1所述的纳米级高温烧结陶瓷磨料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将普通磨料和陶瓷结合剂超硬磨料混合均匀，然后浸没于添加剂中的v2o5溶胶中，磁力搅拌器搅拌15-20min，捞出并在90℃下干燥3min，再冷却至室温，反复浸没涂覆4-7次，然后热处理，浸没后的磨料以4-6℃/min的速度升温至100℃，保温30-50min，然后以7-8℃/
min的速度将炉内温度升温至热处理温度，保温50min，随后缓慢冷却至室温，得到涂覆v2o5薄膜的磨料；（2）向步骤（1）得到的磨料中加入其余添加剂、结合剂进行粘结，然后固化；（3）对固化后的物料进行粉碎，选择合适的筛网使用振动筛对粉碎后的物料进行筛分，筛出的大料再次粉碎，直至筛分成所需径粒的磨料；（4）将磨料进行高温烧结1-4小时得到烧结磨料；（5）再次分级，得到最终的烧结磨料。7.根据权利要求6所述的纳米级高温烧结陶瓷磨料的制备方法，其特征在于：所述普通磨料及陶瓷结合剂超硬磨料在使用时先进行前处理，具体为：利用超声波清洗机对普通磨料及陶瓷结合剂超硬磨料进行超声清洗40-50min，然后冲洗干净，烘干，最后将磨料制成微粉。

技术总结
本发明公开了一种纳米级高温烧结陶瓷磨料，按质量比计包括以下组分：普通磨料：40-50%，添加剂2-5%，余量为陶瓷结合剂超硬磨料，以上各组分之和为100%，其中：普通磨料为等比例混合的烧结致密刚玉、氧化铝及棕刚玉的混合物；添加剂按质量份数计包括以下组分：钛铝酸钙：7-20份，钎料：3-8份，碳化硅：3-15份，结合剂：10-20份，湿润剂：2-5份，分散剂：1-3份；固化剂：1-3份，V2O5溶胶：8-15份，烧结添加剂：1-4份；该制备方法简单易行，制备出磨料与结合剂结合性好，且具有良好的硬度、耐磨度等优异性能。能。


技术研发人员：王荣生 赵志伟
受保护的技术使用者：南通市锋芒复合材料科技有限公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/6/28