陶瓷磨具制造

1、一卷陶瓷磨具制造试卷首先，填空(这个问题15分) (每个空格1分)1.根据GB/T2484-1994，写出中等硬度等级2对应的硬度符号为。n.2.磨具组织数与磨粒率的关系表达式为N=(62-VG)/2。3.陶瓷磨具是根据粘合剂分类和命名的。4.陶瓷磨料在加热阶段容易产生内径裂纹，在冷却阶段容易产生外径裂纹。5.加工磨具时，控制成型密度的方法基本上有两种：定模法(定容法和定压法)。6.砂轮旋转过程中应力分布的特点是切向应力总是大于径向应力，孔壁切向应力和切向、径向应力的最大值随着k值的增大而增大。7.陶瓷结合剂组成的表达方法一般包括矿物原料组成、化学组成和实验配方。8.注水成型的关键是消除气泡。

2、9.冲击强度是衡量粘结剂韧性和脆性的指标。二.解释下列术语和概念(本主题20分) (每个主题2分)1。磨具硬度：是指结合剂在外力作用下抵抗磨具表面磨粒脱落的能力。或者磨粒从表面脱落的难度。(2分)2.砂轮不平衡：砂轮是一个异质物体。砂轮旋转时，由于砂轮的质心与其旋转中心不重合，产生离心力，导致工作系统的振动状态。(2分)3。恒压成形：根据公式表中坯料的成形压力和压制面积计算压力机的表压，根据测量的成形密度计算基准单位重量，从而压出一定体积(控制厚度)的坯料。(2分)4 .着色剂：使磨具燃烧后显示出某种颜色的添加剂。(2分)5.粘结剂的可塑性：粉状粘结剂可与一定量的水混合，在外力作用下可制成一定

3、形状的泥球，不会开裂。当外力停止并干燥时，它能保持其原始形状而不变形。(2分)6 .干燥速率：指单位时间内单位面积干燥坯体可蒸发的水量。(2分)7.结合剂的反应性：在刚玉磨具的焙烧过程中，磨粒表面的Al2O3会部分溶解到结合剂的熔体中，增加结合剂桥中Al2O3的含量。Al2O3的这种相对增加被称为粘合剂的反应性。(2分)8.烧结粘结剂：粘结剂的耐火性高于磨具的烘烤温度。(2分)9。砂轮孔插入：用一定的压力将一个固定形状和尺寸的硬塑料环插入砂轮的内孔。(2分)10.湿式干燥：在干燥初期用完全饱和水蒸气的热空气加热湿坯，在湿坯内外均匀加热后，降低热空气的相对湿度，在干燥后期提高热空气的温度，降低相

4、对湿度，达到完全干燥。(2分)第三，简答题(本题32分) (每题4分)1。简述耐火性对陶瓷磨料性能的影响答：耐火性是粘结剂的主要性能指标之一，对磨具的烧结温度有很大影响：当烧结温度恒定时，如果耐火性偏高，烧成时磨具的烧结度差，结合剂和磨粒结合不牢固，会降低磨具的硬度和强度(2分)；如果耐火性低，在烧制过程中，液相的量将增加，液相的粘度将降低，这将增加磨具的硬度，并容易引起起泡、变形和其他废品。(2分)2。影响粘结剂加入量的因素有：(1)磨具硬度；(1点)(2)磨料的类型和粒度；(1点)(3)活页夹类型；(1点)(4)磨具成型方法。(1分)3.细粒磨具用结合剂的特点如下：(1)结合剂粒度细；(1

5、点)(2)该粘结剂具有良好的中高温性能和相当大的韧性等。(1)点(3)水抛磨具用粘结剂悬浮性好，干坯强度高；(1点)(4)微粉粒度的磨具大多使用特殊的低温结合剂。(1分)4。硼玻璃在粘合剂中的作用是什么？答：(1)硼玻璃作为熔剂可以显著降低粘结剂的耐火度；(1点)(2)增加粘合剂的流动性和润湿性；(1点)(3)提高粘结剂的反应能力；(1点)(4)改善粘结剂和磨料之间的结合条件，提高磨具的强度。(1分)5。磨削砂轮的主要方法是什么？回答：(1)用金刚砂打磨砂轮平面；(1点)(2)用砂轮加工砂轮；(1点)(3)砂轮面对面加工砂轮外径；(1点)(4)用钻头引导磨粒加工砂轮孔径。(1分)6。金刚石磨粒

6、的主要特点是：(1)原料丰富，价格低廉，制造工艺简单，成型后可在常温下硬化。(1点)(2)磨具自锐性好，不易烧伤工件，磨削效率高。(1点)(3)该粘结剂具有良好的润滑性和较小的摩擦系数，不仅能降低摩擦热，还能提高加工表面光洁度。(1点)(4)防潮性差，研磨时自耗高，所以使用速度不宜太高。(1分)7。棕刚玉磨具增白的原因如下：(1)在烧结操作的高温阶段，供氧过量或烧结温度过高，导致刚玉磨料颗粒产生过多的a12o 5；(2分)(2)当刚玉磨料中A12O3含量超过95%时，棕刚玉磨料会变白。(2分)8。原料的变化对粘土长石粘结剂的性能有什么影响？答：(1)粘结剂的塑性随着粘土含量的增加而增加；(1)

7、点(2)磨具湿坯和干坯的强度一般随粘土含量的增加而增加；(1点)(3)粘结剂的耐火性随着粘土含量的增加而增加；(1点)(4)碳化硅磨具结合桥中的相是玻璃相、莫来石、残余长石和应时等。刚玉磨料的粘结桥大部分是玻璃相，有时还有少量残留长石和应时。(1分)第四，计算题(本题5分)AF80N砂轮，按配方表规定，将磨料设定为100，粘结剂设定为14，润湿剂设定为2.5，粘结剂设定为1.0，计算7号结构的成形密度。(棕刚玉的颗粒密度取3.96g/cm3)溶液：(定模)成型密度与磨具坯料的磨粒率有如下关系：100/mVaa(2点)，其中 w=100 142.51=117.5，(1点)a=3.96，对应7号组

8、织的磨损率为Av=62-27=48%(1点)，则=3.960.48117.5/100五、真假问题(本题10分) (每题2分)(判断以下问题)，1。干燥的目的是除去坯体中的水分。()(1分)校正：干燥的目的是去除坯体中的大部分水分，提高坯体的干燥强度。(1分)2。在应时的晶体转变中，伴随横向转变的体积变化很大，因此是有害的。()(1分)修正：在应时的晶体变换中，伴随横向变换的体积变化很大，但是速度很慢，所以没有害处。(1分)3.要充分表现普通磨具的特性，必须有7个项目。()(1分)修正：要充分表现普通磨具的特性，必须有8个项目。(1分)4。烧结范围是烧结粘结剂的一个重要性能。如果太窄，不利于产品

9、质量的稳定。()(2分)5。当磨具的硬度不变时，通过调整成型密度和粘结剂的量，可以得到任意组织数的磨具。()(1分)校正：当磨具硬度不变时，可以获得一定组织数范围的磨具1)密度变化(3点)随着压制过程中压力的增加，松散的粉末迅速形成生坯。生坯的相对密度有规律地变化。可分为三个阶段：生坯密度急剧增加(孔隙率降低)；生坯密度缓慢增加(脆性变形前的阻力)；生坯密度线性增加(压力超过极限变形应力)。2)力量变化(3分)生坯强度和成型压力之间的关系可分为三个阶段：(1)压力低，虽然生坯的孔隙由于粉末颗粒的位移而减小，但是颗粒之间的接触面积仍然很小，所以强度不大。随着成型压力的增加，不仅颗粒位移和孔隙填充

10、继续进行，而且颗粒间的接触面积也大大增加，出现原子间的作用力相互作用，因此强度呈线性增加。随着压力的增加，生坯的密度和孔隙率变化不大，但强度变化平缓。3)坯体中的压力分布(3点)压制成型中遇到的一个问题是坯体中的压力分布不均匀，即不同的部分承受不同的压力，这导致坯体不同部分的密度不同。2.哪种长石被用作陶瓷粘合剂？回答：长石作为熔化催化剂被引入粘结剂中。作为熔融催化剂，它应该具有宽的熔融温度范围、在高温下相对高的粘度和溶解其它物质的良好能力。(2)上述性质与长石的成分和杂质含量密切相关。对于一艘船来说，钾长石的熔化温度约为1200。(1)形成白榴石和二氧化硅溶液，从开始熔化到完全熔化的温度范围

11、为30-40。(1)它的熔点范围和高温粘度是所有长石中最好的。(1)熔融长石玻璃物质可溶解部分粘土分解物和部分应时。(1)促进制瓷(1分)不仅如此，性能随温度变化的速度很慢，有利于控制烧成和防止产品变形。(1)因此，钾长石通常用作陶瓷粘结剂。(1分)陶瓷磨料制造试卷第二卷首先，填空(这个问题19分) (每个空格1分)1.根据中国标准，磨具的硬度分为七(1)级和十九(1)级。2.磨具的硬度与工件的性质(1分)和磨削条件(1分)有关。3.高温下粘结剂的润湿性是指高温下粘结剂熔体对磨料的润湿性(1点)。4.陶瓷磨料在加热阶段容易产生内径裂纹，在冷却阶段容易产生外径裂纹。5.恒压成型配方表中磨料和粘结

12、剂的质量之和(1点)取100份。6.有机润湿剂具有润湿剂(1分)和临时粘合剂(1分)的功能。7.以熔融石蜡(1点)为介质的燃烧注射成型是热蜡注射成型。8.弹性模量E是一个重要的材料常数，它反映了材料中颗粒之间的结合强度(1点)。9.设定磨具烧成制度的原则是根据陶瓷磨具的最佳热制度(1分)，实现陶瓷磨具的最佳烧成。10.高速砂轮高速磨削的特点提高生产效率(1分)，改善工件表面质量(1分)，提高工件加工精度(1分)，提高砂轮使用寿命(1分)。11.在硫化水泥中，滑石或石墨起润滑作用(1分)，防止砂轮磨损磨床主轴(1分)。其次，解释下列术语和概念(这个问题12分) (每个问题2分)1。砂轮的扭矩不平

13、衡，砂轮的旋转轴与其惯性轴在砂轮质量的中心相交，但不重合。(2分)2。磨粒率磨具中磨粒的体积百分比称为磨粒率。(2分)3。模腔密度该密度等于成型材料质量除以成型模腔体积。(2分)4 .润湿剂为了使成型材料具有必要的成型性能，并在成型和干燥后保持一定的强度，有必要添加一些具有润湿效果和粘结性能的物质，这些物质被称为粘结润湿剂。(2分)5分。干燥湿坯中水分的蒸发和排出过程称为干燥。(2分)6 .结合剂的反应性在刚玉磨具的焙烧过程中，磨粒表面的Al2O3会部分溶解在结合剂的熔体中，增加结合剂桥中Al2O3的含量。Al2O3的这种相对增加被称为粘合剂的反应性。三.真假问题(本题12分) (每题2分)(

14、判断下列问题的对错，对的打“”，错的打“”，并改正。不要改变原来的问题。)1 .磨粒的硬度越高，磨具的硬度就越高。()(1分)校正：磨粒的硬度越高，制备的磨具的硬度可能就越高。(1分)2。使用糊精作为润湿剂可以防止碳化硅磨具产生“脏”现象。()(1分)修正：使用糊精作为润湿剂可能无法防止碳化硅磨具中的“黑心”现象。3.在干燥过程中，水蒸气首先从坯体表面蒸发，然后坯体内部的水扩散到坯体表面。()(2分)4.加工高表面硬度的工件时，应使用硬磨具。()(1分)校正：加工高表面硬度工件时，应使用软磨具。(1分)5.在恒压成形过程中，成形压力对磨具硬度的影响是通过成形密度来实现的，因此成形压力和成形密度

15、的影响因素是相同的。()(1分)校正：在恒压成形过程中，成形压力对磨具硬度的影响是通过成形密度来实现的，但有些影响因素是不同的。(1分)6.陶瓷磨料中超硬材料的浓度越高，磨料的耐久性就越高。因此，应尽可能选择较高的浓度。()(1分)校正：超硬陶瓷磨料中超硬材料的浓度越高，磨料的耐久性越高，但成本越高。因此，在满足磨料加工效率、加工质量和使用寿命要求的前提下，应尽量选择低浓度以降低成本。4.简答题(这个问题32分) (每个问题4分)1。磨具组织对磨削性能的影响(1)磨具组织的紧密度决定了磨具中的气孔数量和单位面积有效刃口的密度。(1点)(2)组织松散的磨具，磨削时发热少，排屑空间大，排屑方便，可

16、减少磨削时的堵塞。(1点)降低磨削点温度，减少工件的热变形、烧伤、裂纹等加工变质层。(1点)(3)组织致密的磨具孔隙小，排屑空间小，排屑困难，容易堵塞孔隙。但是，在组织紧密的磨具表面，单位面积的磨粒较多，磨具的轮廓形状容易保持，有利于加工，降低表面粗糙度，提高精度。(1分)2。砂轮不平衡的主要原因是什么答：(1)砂轮的几何形状不对称，如孔径偏心和端面不平行；(2分)(2)砂轮密度不均匀导致旋转中心线两侧质量不均匀。(2分)3。在烧制和加热阶段，坯体在300 800的主要变化是什么？回答：(1)粘土矿物不含结晶水；(1点)(2)粘结剂的碳化和燃烧；(1点)(3)粘土中杂质的氧化分解；(1点)(4

17、)应时的晶体转变；(5)水玻璃和硼玻璃的熔化。(1分)4。烧结矿的特性答：1)的相组成在烘烤温度下主要是玻璃相。(1点)2)原料使用的熔剂材料较多，传统的熔剂材料有长石、滑石、硼玻璃、萤石、锂辉石等。近年来，各种预熔玻璃材料，如硼硅酸盐玻璃、硼铅玻璃、针瓶玻璃等。并且一些化学原料也被使用。(1分)3)良好的反应能力和高温润湿性。强度高，硬度稳定。(1点)4)粘结剂用量少，磨削性能好，工件不易烧伤。5)主要用于刚玉磨料。容易使SiC研磨工具“变脏”。(1分)5。超硬陶瓷磨料用磨料的种类和功能：(1)主要磨料，即金刚石或立方氮化硼磨料；(1)在超硬陶瓷磨料中起主要研磨作用的磨料。(1点)(2)辅助

18、磨料，主要是白刚玉磨料和碳化硅磨料。(1)辅助磨料在磨具工作层(即超硬材料层)起到提高砂结率和辅助磨削的作用，可以提高磨具的磨削率，降低低浓度磨具制造过程中的难度。它在非工作层起到结构骨架的作用。(1分)6。确定干燥速度的依据是什么？答：主要有干燥方法，(1分)磨料粒度和硬度，(1分)粘结剂用量，(1分)成型方法和规格等。(1分)7.解释点火冷却期间快速冷却的必要性和充分性。答：充分的必要性意味着快速冷却可以将粘合剂熔体转化成尽可能多的玻璃相(少量结晶)。(1)有利于提高磨具强度，缩短烧制周期；(1点)在生坯的塑性状态进入弹性(脆性)状态之前，粘结剂是粘性流体；(1点)在快速冷却过程中没有应力，这不会对研磨工具造成损坏。(1分)8。消除水浇注成型混合料中气泡的