（材料学专业论文）金刚石磨具低温结合剂的研究.pdf

郑州大学硕士学位论文 摘要 本文通过熔制玻璃料，研究了化学成份对陶瓷结合剂专用玻璃料的影响。并对结 合剂的热膨胀系数、耐火度、高温润湿性等进行测定，利用x r d 、s e m 等分析方法，对 会刚石磨具低温陶瓷结合剂进行了研究。 l 堪l 过研究n a 。o b ：o 。一s i 0 ：、l i ：0 一b 。o 。一s i 0 ：、k ：o b 2 0 。一s i 0 2 三种体系的预熔 玻璃料，结果表明n a ：0 一b 。0 。- - s i o ：预熔玻璃料耐火度为6 3 04 c 6 5 0 。c ，抗折强度为 5 5 4 m p a ，具有适宜的膨胀系数和润湿性，是低温陶瓷结合剂优良的基础玻璃料。 2 通过研究基础玻璃料中分别加入p b o 、c u o 、a 1 ：0 。等氧化物对结合剂性能的影响， 发现在烧结温度下，加入适量，结合剂的湿润角从5 8 。降到3 8 。，流动性由1 3 0 提 高到1 5 0 1 6 0 ，抗折强度明显提高。但p b o 的加入会增大结合剂的线膨胀系数， p b o 的加入量控制在3 4 内，改善了结合剂的综合性能。 3 通过研究基础玻璃料中分别添加h z 8 1 2 合金、c u 、a 1 等金属粉末对结合剂性能 的影响。实验表明，结合剂中加入h z 8 1 2 合金8 1 0 ，结合剂的抗折强度出5 5 4 m p a 提高到约6 7 m p a ，冲击强度由2 k j m 2 提高到4 k j m 2 。 4 综合结果表明，低温陶瓷结合剂的组成是：以n a ：o b ：o ，- - s i o ：系为基础玻璃料， 同时添加3 4 的p b o 和8 1 0 的h z 8 1 2 合金粉。结合剂的主要性能如下： 耐火度：6 5 0 7 5 0 ； 热膨胀系数： b a o a 1 2 0 3 p b o k 2 0 n a 2 0 ( m g o 、f e 2 0 3 ) 其中括号中的组分作用很 小。各种氧化物强度计算因子见表2 2 。 ( 2 ) 结合剂的热膨胀系数计算公式 d = 口1 p2 +6t2 p2 + 1 df p ，+ -t ( 2 5 ) 式中：a 结合剂的热膨胀系数，； o o 。a ，配料中某一氧化物的热膨胀系数计算因子，1 0 “1 ； p ，乳p 配料中某一氧化物的百分含量，。 表2 3 列出了各氧化物的热膨胀计算因子。 表2 - 3 各氧化物的热膨胀计算因子 郑州大学硕 a b 掌位论文 ( 3 ) 结合剂耐火度的计算 在磨具烧成温度下结合剂几乎全部或大部熔化，其性质接近玻璃的性质，根据熔融温度 的经验公式，计算出结合剂的耐火度。 熔融温度系数计算公式眦卜3 为：k ! ! ! ! 土! ! ! ! ! ! b l w 6 l + b2 ”62 + + a ，w 口 + b ，w6 ( 2 6 ) 式中：o ，、a ：a 易熔氧化物熔融温度系数； b 。、b ：b 。难熔氧化物熔融温度系数； w 。w n 2 , w 。易熔氧化物质量分数； w 。w h 2 w 。难熔氧化物质量分数。 各氧化物的熔融温度系数见表24 。 表2 4 组分中各氧化物的熔融温度系数 易熔氧化物 难熔氧化物 氧化物种类系数。氧化物种类系数a 氧化物种类 n a f 1 3 c o o0 8s i 0 2 b 2 0 312 5 n i o0 8 a 1 2 0 3 ( 3 ) k ，o1 0m n o ，m n 0 2 0 8 s n o n a 2 01 0n a 3 s b 0 3 0 6 5p 2 0 5 c a f 2 1 0m g o 0 6z r 0 2 z n o 1 0s b 2 0 5 06 b a o1 0c r 2 0 30 6 p b o0 8s b 2 0 30 5 a i f ，0 8 c a o 0 5 n a s i f 60 8a 1 2 0 3 ( 9 0 。) ；2 一湿润( e = 9 0 。) ；3 溶体扩数开 从图3 5 可以看出结合剂熔体对磨具的湿润情况，当接触边角o 9 0 。时，熔体不能将 磨具试样湿润；o 9 0 。时则磨具试样表面被湿润；0 = o 。，熔体扩散开，磨具试样被完 全湿润。值得说明的是实际结合剂的湿润性比此测定的值要小，这是由于磨具试样中已有完 全相同的少量结合剂存在。 3 3 3 5 抗拉强度的测定 结合剂强度测定通常是用结合剂与磨粒制成的“8 ”字块条进行测定的。按磨具配比要 求，分别称量结合剂、磨料及所要求的其它添加剂，混匀后加适量的水混合成为成型料。然 郑州大学硕士学位论文丝 后压制成“8 ”字块，8 字块标准体积为7 2 c m 3 ，最小腰部的宽为2 2 5m m ，厚度为2 2 2m m 。 干燥后在电炉内按要求的升温曲线烧成到终温，冷却后挑选出无任何缺陷的样品1 0 块，进 行抗拉强度测定。 抗拉强度按下式计算： a ，= 了p ( 3 3 ) 式中：o ，抗拉强度，m p a ； p “8 ”字块断裂时所受的拉力，n ； a “8 ”字块断口面积，m m 2 。 陶瓷材料的抗折强度约为抗拉强度1 2 倍，因超硬材料陶瓷磨具的原材料比较昂贵，试 验中只测定结合剂的抗折强度。 将试样制作成8 0 6 8 ( m m ) 的长方形油石条，按上述方法进行成型、干燥和烧成，然后 挑选出l o 块无任何外观缺陷的试样测定抗折强度。抗折强度的计算公式为： 口。：芸等( 3 4 ) 。a 。瓦i r 丁( 3 4 j 式中：吼抗折强度，m p a 。 p 试条折断时的负荷，k n l 两支点问的距离，m m ； b 试条断裂时断口的宽度，m m ； h 试条断裂时断1 ：3 的厚度，t l m 。 所用的辅助磨料为：g cf 1 8 0 f 2 2 0 ；拉伸速度： 5 m m mjn ： 图3 - 6 冲击试验原理图 3 3 3 6 冲击强度测定 冲击强度是在冲击强度试验仪上测定的。冲击试验仪的原理见图3 6 。测量时，先按一 定配方将结合剂与磨料一起混合均匀，压制成( 1 2 0 2 ) m m x ( 2 0 + 0 2 ) m m ( 2 0 0 2 ) m m 的 长方形油石，按要求的曲线烧成后，选出5 块无任何缺陷的样品测量冲击强度。计算公式为： a ：当( 3 5 ) 式中： 、 q 冲击强度，k g m c m2 ； a 冲断试条所消耗的功，k g m ； a = m g ( h , - h z ) f 试条横断面积，e m 2 。 郑州大学硕士学位论文 型 h 。、h ：分别为摆捶原始及冲断试样时的高度，m 。 3 3 3 7 结合剂的x r d 分析 将混合均匀的基础玻璃料与加入添加剂后的结合剂在所要求的温度下烧结，冷却后进行 破碎、研磨，保证同样的研磨时间，然后过1 5 0 # 筛，取粉末分别进行x 衍射分析。 3 3 3 8 结合剂及磨具s e m 分析 试样按要求进行配料、成型、烧成，选出外观没有任何缺陷的试样，先用不同型号的 粗、细砂纸磨平，再用1 0 0 0 ”砂纸磨光，然后用绒布抛磨，并用1 的h f 酸腐蚀，经超声清 洗后，喷上a l 导电膜。试样在扫描电子显微镜上进行了材料显微组织、烧结状态的观察。 并用光谱对及成分进行了进一步的分析。 冷却液：水 砂轮尺寸：1 2 5 3 2 3 2 1 0 3 ， 砂轮的形状如图3 8 。 磨削比由下式计算：p = v 。v 。 式中：p 磨削比，i j l m 3 r 【l i | 矿； v 。被磨去工件的体积，m m l ； v 巳_ 消耗的砂轮体积，m m l 。 图3 - 8 砂轮形状示意图 郑州大学硕士掌位论文 4 化学成分对预熔玻璃料性能的影响 预熔玻璃料是结合剂的主要组成部分，不同的化学成分对预熔玻璃料的性能具有不同的 影响，从而影响结合剂的性能。在实验过程中，采用不同种类的长石与石英、硼酸按定比 例配制出预熔玻璃原料，然后按3 3 1 1 的方法制成预熔玻璃粉，之后按3 3 3 2 、3 3 3 3 、3 3 3 4 和3 3 3 5 等规定的方法分别测定预熔玻璃料的耐火度、流动性、湿润性和抗折强度。 4 1 化学成分对预熔玻璃料耐火度的影响 预熔玻璃料的化学成分是影响其耐火度的主要因素，预熔玻璃料的耐火度随s i 0 2 、a 1 2 。3 含量增加而升高，随碱金属氧化物r 2 0 含量及b 2 0 3 含量增加而降低。在其它条件相同时， 碱金属氧化物l i 2 0 、n a 2 0 、k 2 0 对预熔玻璃料高温下熔体的粘度影响各不相同，对耐火度 的影响也不相同；粘度降低的趋势越大，则删火度降低的越明显。实验条件下，对预熔玻璃 料粘度降低作用最大的是l i 2 0 ，其次是n a 2 0 和k 2 0 。因此含l i 2 0 预熔玻璃料的耐火度最 低。 表4 - 1不同组分玻璃的耐火度 4 2 化学成分对预熔玻璃料流动性的影响 在实验条件下，不同组分预熔玻璃体流动性列于表4 2 中。在烧成温度一定的情况卜_ ， 影响预熔玻璃料高温流动性的最重要因素是其化学组成。在预熔玻璃料中， s i 0 , 相连的网 络结构的完整程度，是决定结合剂高温粘度的基本的因素。其次是b 。0 ，及其加入量，当成分 中最初加入b 。0 3 ，由于硼处于三度空间连接的硼氧四面体 b 0 。 中，使结构的网络紧密，粘度 增大；而当硼含量增加到n a 。0 g , 0 。 1 时，硼由四面体 b 矾 转化为三角形 b 0 1 结构，使结 构疏松，粘度下降“。组成中加入过多的碱金属氧化物会破坏 s i 0 。 网络结构，使粘度下降， 流动性增大。对预熔玻璃料流动性影响明显的是l i ：0 ，其次是n a = , 0 和k 扣。 郑州大学硕士学位论文 4 3 化学成分对预熔玻璃料润湿性的影响 表4 2不同组分预熔玻璃料的流动性及湿润性 在实验条件下，不同组分预熔玻璃体湿润性列于表4 2 中。从表中可以看出n a 2 0 b 2 0 3 一s i 0 2 系的润湿角比l 2 i o b 2 0 3 一s i 0 2 系和k 2 0 b 2 0 3 s i 0 2 系均小，即润湿性好。这主要 是由于化学组成对玻璃的润湿能力有很大的影响。碱金属氧化物的润湿能力随阳离子半彳；= 的减小而增加，即k 2 0 n a 2 0 l i 2 0 。但含锂的玻璃易析晶，阻碍了熔体的流动，其润湿 性反而变差“”“。 4 4 化学成分对预熔玻璃料热膨胀系数的影响 在温度一定时，预熔玻璃料热膨胀系数与其化学成分密切相关。s i 0 2 是网络形成体，有 很强的s i o 键。组分中它的含量高，则结构紧密，热膨胀系数小。但含量过多会增大玻璃 料的熔制温度及高温下的粘度，给预熔玻璃料的熔制带来一定的困难。r + o 键键力弱，因 此r 2 0 的引入使玻璃料的热膨胀系数增大，其数值随着r + 离子半径的增大而增大”“3 。玻 璃料中r 2 0 引入对其热膨胀系数的增加顺序为：l 2 i o n a 2 0 k 2 0 k 2 0 ；二价金属氧化物c a o 、m g o 、b a o 在高温下能降低结合剂的粘度，而在低温 下却能使结合剂的粘度增加；过渡元素、1 8 电子层的阳离子等( 如p b 2 + 、z n 2 十、s n 2 + 、f e “、 c u 2 + 、c o ”、m n ”等) 属于非惰性气体型离子，有人认为其电子结构不对称，在高温下容易 在结构中形成缺陷或不对称，导致粘度下降“，从而增大结合剂的高温流动性。 基础玻璃及加入不同添加物时结合剂的流动性见表4 1 。从表中可以看出，加入量相同 时p b o 能使结合剂流动性明显增大，c u 粉及合金粉能少量增大结台剂的流动性，这是出于 合金粉能增大烧结活性，而c u 的氧化物在熔融后能降低结合剂粘度。a 1 2 0 3 粉、c r 2 0 3 粉、 萤石粉和滑石粉对结合剂的流动性都有不同程度的降低作用，主要是由于它们本身的熔点或 耐火度比较高，在烧成试验条件下不易熔融，从而增大了结合剂的高温粘度。 表5 - 1添加剂加入对陶瓷结合剂流动性的影响 5 4 添加剂对陶瓷结合剂的湿润性的影响 在基础玻璃n a 2 0 - - b 2 0 3 - - s i 0 2 体系中加入不同添加剂对结合剂润湿性的影响见表5 2 。 影响结合剂润湿性的因素首先是化学组成。碱金属氧化物的润湿能力随阳离子半径的减小而 增加，但含锂的玻璃易析晶，阻碍了熔体的流动，其润湿性反而变差”“i ”3 1 。碱土金属氧化 物对金刚石润湿性的影响与阳离子半径有关，阳离子半径增大润湿性好。另外润湿性与熔体 的表面张力密切相关，表面张力大的润湿性差，反之则润湿性比较好。表面张力随温度升高 郑州大掌硕士学位论文 3 0 而降低，同样温度下表面张力随化学成分而不同。9 0 0 。c 温度下几种氧化物的表面张力见表 5 3 。从表中看出二价金属氧化物对润湿性的增大顺序是”：m g o c a o 和z n o b a o p b o 。 表5 - 2 添i j i j t 0 j d n 入对结合剂湿润性的影响 表5 - 3 几种氧化物的表面张力 从表5 2 看出添加剂对结合剂 湿润性的影响结果。金属及合金添 加剂的加入使结合剂的润湿性略微 变差，这是由于加入添加剂后结合 剂的流动性降低，从而影响其润湿 能力。p b 0 及n a ：，a 1 f 。的表面张力较 小，加入后结合剂的润湿角有明显 的降低；萤石的表面张力不是很大， 但其耐火度略高，因此对7 5 0 下 图5 4 合金与周围绢分的s e m 形貌 烧成的结合剂，润湿性略有提高。 c u 0 和a l 。o 。的耐火度都比较高，因此加入后结合剂的润湿性变差。 台金粉与结合剂之间的润湿性也比较好，见图5 4 ，该图中显示出合金与周围组分良好 的结合情况。由于h z 8 1 2 粉的加入，与陶瓷结合剂相之间形成了反应性的润湿，一方面降低 了固液界面能，一方面参与了界面反应“”叫训。高温下c u 。0 与a 1 ：0 ，陶瓷发生反应： c u 2 0 + a 1 m 0 = 2 ( c ua 1 ) 0 郑州大学硕士掌位论文型 部分c u ：0 分解成c u ( c ua 1 ) 0 为尖晶石结构，这样在金属与陶瓷结合剂问形成了 c u c u 。o ( c ua i ) 0 结构，具有较高的结合强度m 制咄“。 5 5 添加剂对陶瓷结合剂热膨胀系数的影响 5 5 。 在基础玻璃内加入金属及氧化物等添加剂对结合剂热膨胀系数的影响列于表5 - 4 和表 表5 4 金属添加剂时结合剂的热膨胀系数 从表5 4 中可以看出，加入不同的金属添加剂后，结合剂的热膨胀系数不同，这是由于 一方面添加剂本身的热膨胀系数不同，分别为：a l 一2 9 x1 0 4 ，c u 一2 0 1 0 。6 ，f e 一 1 5 1 0 击，h z 8 1 2 粉一1 7 2 1 0 6 ，在加入量较多时这种情况对结合剂热膨胀系数影响 比较明显：另一方面添加剂在结合剂原样中氧化及氧化物的熔融程度，随着金属的种类不同 而不同，试验中c u 粉、h z s l 2 粉及a l 粉固体本身的线膨胀系数都比较高，但加入c u 粉后 结合剂的热膨胀系数较大。h z 8 1 2 粉对热膨胀系数的影响最小。这是因为除了金属添加剂 本身的影响外，金属表面的氧化层也会对热膨胀系数产生影响，而且氧化程度越大，对热膨 胀系数的影响越大“”“”1 。 表5 5 加入不同添加剂时结合剂的线膨胀系数 表5 5 是一组化合物及矿物添加剂对结合剂热膨胀系数的影响值。p b o 的助熔能力强， 在烧结温度下结合剂均匀相，而且其以玻璃相，因此虽然p b o 膨胀系数较大，添加p b o 后的 结合剂热膨胀系数并不是很大。其它氧化物及矿物添加剂，由于它们的耐火度较高，加入后烧 结的试样内部主要呈现晶相或固体颗粒状，用烧结试样测定的热膨胀系数都比较大“”。“1 。 郑州大学硕士学位论文 3 2 5 6 添加剂对陶瓷结合剂抗折强度的影响 结合剂的抗折强度与其成分，特别是质点间的键强密切相关，还与其宏观及微观缺陷、表 面微裂纹及微观相的均匀程度等有关1 。在试样烧成温度下，对于不同成分金属粉末及氧 化物添加剂对结合剂对抗折强度的影响见图5 5 和图5 - 6 。 图5 - 5 金属添加剂对结合剂抗折强度的影响图5 - 6 氧化物加入量对抗折强度的影响 从图中可以看出h z 8 1 2 粉的加入可以明显的提高结合剂的强度，少量的合金粉加入对结 合剂的抗折强度几乎无影响，但虽着加入量增加，结合剂强度增大，当合金粉的加入量在 8 w t 1 0 w t 时，结合剂强度达到最大。由合金粉的加入对结合剂的流动性及润湿性均有改 善。氧化物添加剂中p b o 能提高结合剂的强度，因为p b o 的加入：一方面能增大结合剂的 流动性及润湿性，另一方面p b o 的 强度计算系数比n a 2 0 、k 2 0 的都 大，对结合剂强度的提高也比较明 显。 陶瓷结合剂的强度是用结合剂与 相应磨粒制作的试样测定，膨胀系数 影响其强度，结合剂与磨粒的热膨胀 系数之差不能超过5 2 1 0 ，否则 会影响测定结果呻卜。 5 7 添加剂对陶瓷结合剂冲 加入量( ) 图5 7 添加剂对结合剂抗冲击强度的影响 郑州大掌硕士掌位论文兰 击强度的影响 图57 为不同种类金属及h z 8 1 2 添加剂，不同加入量时对结合剂冲击强度的影响曲线。 从图中看出，在低温烧成条件下，适量的合金粉加入可以使结合剂的冲击强度达到最大， 而c u 粉加入量较多时也会增大结合剂的冲击强度；a i 粉加入对结合剂冲击强度不会产生明 显影响；f e 粉加入则使结合剂冲击强度明显下降。这主要是由于在低温下，a 1 粉和f e 粉 氧化性能好，氧化物的熔点高，使结合剂烧结不良，且f e 氧化物有较大的脆性，从而影响 冲击强度。h z 8 1 2 粉的熔点较低，且氧化气氛下的化学稳定性强，因而随加入量增加结合荆 的冲击强度增大。 5 8 不同添加剂陶瓷结合剂的x 衍射分析 基础玻璃料及添加台金添加剂后结合剂的x 衍射分析见图5 - 8 。 从x 衍射曲线分析中看出烧后的结合剂中有合金、硼硅玻璃、铝硅酸钠、氧化亚铜 ( a ) 预熔玻璃料 * l jlll ul jl l i i l _ l j 一 ( b ) 结合剂 s i o ， b ，o n a a l s i 3 n a a i s i o c u ，o z n o s i 0 2 b 2 0 3 n a a s i o o n a as i 0 4 郑州大掌硕士学位论文 型 ( c u 2 0 ) 等，而没有对强度等性能不利c u o 存在。从x r d 分析中还可以了解到添加合金粉后， 结合剂中有合金的存在。 5 9 陶瓷结合剂的s e m 分析 图5 - 9 基础玻璃料的s e m 图 图5 一1 0 加入台金粉h z 8 1 2 结台剂的s e m 图 图5 - 9 和图5 1 0 分别为基础玻璃和加入h z s l 2 的结合剂s e m 图。比较图5 - 9 和图5 1 0 可以看出，在同样的结合剂测定烧成温度下，基础玻璃和加入h z 8 1 2 的结合剂玻化情况相 似，也就是说加入h z s l 2 合金粉对结合剂的耐火度及磨具的烧成温度影响不大。另一方面 从图5 - 8 还可以看出，基础玻璃对合金粉润湿性比较好，没有孤立分离的合金粉存在。 从图中看出，h z 8 1 2 的加入使结合剂中有比较均匀合金粉存在，但由于混料等工艺冈 素，合金粉的分布还没有完全均匀。 郑州大掌硕士学位论文 望 5 1 0 本章小结 通过本章不同添加剂对结合剂性能的影响分析可以看出： l 在结合剂中添加h z 8 1 2 合金粉末，h z 8 1 2 的加入量为8 1 0 时，可以便结合剂的 抗折强度由5 5 4 f p a 提高到约6 6 5 m p a ，结合剂的抗冲击强度由2 k j m 2 提高到约4 k j m 2 ，结 合剂的润湿性与基础玻璃料相比还略有下降，而对其它如喇火度、热膨胀系数等几乎没有影 响： 2 在基础玻璃的中添加4 的p b o 时，可以降低结合剂的耐火度，增大结合剂的流动性 和润湿性，并能提高结合剂的强度，但会提高结合剂的热膨胀系数，且随加入量增加，热膨 胀系数增大。 3 通过上面的综合分析，可以确定出满足金刚石磨具要求的低温陶瓷结合裁的原料为： 以n a 2 0 一b 2 0 3 - s i 0 2 系为基础玻璃料，同时添加4 的p b o 和8 1 0 h z 8 1 2 合金粉，改善 结合剂的韧性及烧结温度下的润湿性和流动住。结合荆具备如下性能； 结合剂的耐火度：6 5 0 7 5 0 。c ； 结合剂的热膨胀系数： 5 5 1 0 6 ； 结合剂的抗折强度：5 5 m p a 6 65 m p a ； 其它性能如抗冲击强度、润湿性等比较优良： 工艺性能良好。满足磨具的成型及干燥、烧成要求，生产废品率低。 以选定原料种类和配比为结合剂，生产陶瓷结合剂金剐石磨具，通过磨肖0 性能试验及磨 具结构分析迸一步验证所确定的结合剂。 郑州大学硕士掌位论文 6 陶瓷结合剂金刚石磨具的研究 6 1 陶瓷结合剂金刚石磨具制作 磨削使用的金刚石砂轮为1 2 5 x 3 2 3 2 1 0 3 ，用以加工陶瓷刀片或金属陶瓷刀 片。根据加工对象及磨削要求确定砂轮配方，金刚石的浓度为7 5 1 0 0 ，粒度为 1 7 0 2 0 0 ，辅助磨料为g c ，粒度为：f 1 8 0 - - f 2 2 0 。 结合剂为通过前面分析、试验确定的各项性能满足要求的结合剂。 砂轮制作工艺如图6 一l 所示： 图6 一l 砂轮制作工艺流程图 该砂轮为碗形粘结结构。砂轮的结构包括基体、过渡层( 非金刚石层) 和工作层( 金刚 石层) 。基体为硬质铝合金，过渡层中无金刚石磨料，只有辅助磨料；工作层中的磨料 包括金刚石和辅助磨料，过渡层和工作层中所用结合剂相 同，它们经过磨具的成型、干燥和烧成成为一个整体。 过渡层和工作层一起被平均分为1 0 1 2 份，烧成后用 粘结剂粘结到基体上，粘结剂强度要足够，否则在高速回 转时易出现掉块现象。粘结好的磨具在使用前需先进行修 整，必免有锐利的棱角出现。砂轮的形状见图6 - 2 。 6 2 陶瓷结合剂金刚石磨具s e m 分析 图6 - 2 砂轮形状示意图 试样按要求进行配料、成型、烧成，选出外观没有任何缺陷的试样，先用不同型 号的粗、细砂纸磨平，再用1 0 0 0 4 砂纸磨光，然后用绒布抛磨，并用1 的h f 酸腐蚀， 经超声清洗后，喷上a l 导电膜。通过扫描电子显微镜对磨具的材料显微组织、烧结状 念进行了观察。了解到各主要成分的分布状况，用能谱对磨具中各种成分进行进步 的分析，结果分别见图6 2 、图6 3 和图6 4 。 郑州大掌硕士学位论文 c o p rk a l o x y g e nk a i c a r b o n k a l2 图6 - 2 试样中各种成分分布图 图6 - 3 磨具试样的s e m 形貌 郑州大掌硕士学位论文 图6 - 4 图6 3 的放人照片 用含有合金h z 8 12 添加剂的结合剂，制作成金刚石陶瓷磨具，其中各主要成分的分 布图见图6 2 。从图中可以看出，磨具中各主要成分的分布基本上比较均匀。但由于 工艺原因也存在一些不均现象。 图6 3 和图6 4 在不同放大倍数下部分磨具结构s e m 形貌图，从图中可以看出 结合剂对金刚石磨粒的润湿性好，结合牢固。 6 3 烧成工艺对陶瓷结合剂金刚石磨具强度的影响 磨具强度的测定是在选定结合剂的基础t ，已知结合剂的耐火度及其它性能，确 定磨具配方，进行配料、混料成型及干燥，设定不同的烧成温度及保温时间进行烧成。 不同烧结温度及保温时间下对磨具强度的影响测定结果见表6 1 和表6 2 。 表6 - 1 不同烧成温度f 磨具抗折强度 表6 2 不同保温时间内磨具抗折强度 从表中可以看出在烧成温度为7 6 0 。c ，保温时间为2 小时磨具强度比较高，外观无 变形等现象。烧结温度为7 8 0 。c ，磨具有略微的变形，而7 4 0 。c 温度下烧成，磨具既欠烧， 郑州大学硕士学位论文竺 强度又低。这是由陶瓷结合剂金刚石磨具所用的低温陶瓷结合剂中，需加入比较多助 熔物质降低结合剂耐火度，这些助熔物质的玻化范围都比较窄，粘土的玻化范围都比 较宽，但低温结合剂中用量很少，因此结合剂的玻化范围窄，使磨具烧成时允许的波 动范围窄。 6 4 烧成工艺对陶瓷结合剂金刚石磨具硬度的影响 表6 3 为在不同烧成温度下保温2 小时测得的磨具硬度平均值。表64 为在7 6 0 烧成温度下保温不同时间时测得的磨具硬度坑深平均值。 表6 3 不同烧成温度f 磨具硬度 表6 4 不同保温时间内磨具硬度 从表中看出烧结温度为7 6 0 。c ，保温时间为2 h 的条件下，磨具的硬度比较高。原 因同烧成制度对磨具强度的影响。保温时间延长为3 h ，硬度略有增加。 6 5 陶瓷结合剂金刚石磨具磨削性能结果分析 陶瓷结合剂金刚石磨具与树脂结合剂金刚石磨具对比磨削