本发明涉及陶瓷结合剂磨料制备领域，尤指一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备配方及工艺。
背景技术：
现有陶瓷结合剂磨料制品大部分都是采用冷压-烧结工艺生产。在制备过程中，需要添加润湿剂和临时粘结剂来提高粉料的粘结强度、保持工艺过程中制品形貌，糊精类与树脂类是常用的临时粘结剂，以适当溶剂溶解后使用。磨料、结合剂及其他辅料与润湿剂、临时粘结剂混合均匀后需要在一定的温度、湿度下保存，以调节预混料的干湿度。预混料保存期短，容易结块、板结，影响后序工艺的进行。冷压得到的中间制品需要在一定的温控条件下进行干燥、预烧以去除挥发性组分和临时结合剂。
现有工艺对操作环境、工艺时间要求较高，并且冷压坯体强度低，在物料转移过程中破损率高，工艺成本高、产品的稳定性差，并限制了产能的放大。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备配方，以石蜡体系作为润湿剂和临时粘结剂，取代陶瓷结合剂磨料制品制备工艺中的糊精或树脂体系，降低生产工艺的复杂性，提高生产效率和产品的稳定性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备配方，按照百分比含量计包括磨料和陶瓷结合剂80-94％、液体石蜡润湿剂1-5％、固态石蜡粘结剂4-16％。其中，磨料和陶瓷结合剂组成和含量按照现有的常规工艺生产即可，而磨料可以是单一磨料或混合磨料，在此不作限制。
具体地，所述百分比含量为80-94％的磨料和陶瓷结合剂中，磨料和陶瓷结合剂的百分比含量分别为32-38％、48-56％。
其中，所述磨料为金刚石、立方氮化硼、碳化硅、刚玉中的一种、两种、三种或多种。
其中，所述液体石蜡为普通液体石蜡或改性液体石蜡。
其中，所述固态石蜡为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、微晶蜡、蜂蜡中的一种、两种、三种或多种。
本发明还提供一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备工艺，实现在不需要调节预混料干湿度、不需要干燥工艺的条件下制备出均匀性好、质量稳定性高的陶瓷结合剂制品。工艺步骤如下：
s1，按上述配方中的配料和百分比取料；
s2，把各配料混合；
s3，把混合后的配料压制成型；
s4，把压制成型的配料放入烧结炉进行高温脱脂；
s5，高温脱脂后采用现有的常规烧结工艺进行烧结。
具体地，在s2中，若磨料粒度小于40μm时，先将润湿剂加入到磨料中混合，然后加入粘结剂，在50-100℃的温度中混合均匀后，再加入陶瓷结合剂，继续均匀搅拌混合；若磨料粒度大于或等于40μm时，将润湿剂直接加入到磨料和陶瓷结合剂的混料中，然后加入粘结剂，在50-100℃的温度中均匀搅拌混合。
具体地，在s4中，把压制成型的配料转移到陶瓷匣钵中，再装入烧结炉中，加热到300-500℃进行脱脂1-3小时。
其中，在烧结炉中以每分钟3-15℃的升温速度加热到300-500℃。
本发明的有益效果在于：本发明以石蜡体系作为润湿剂和临时粘结剂，取代陶瓷结合剂磨料制品制备工艺中的糊精或树脂体系，降低生产工艺的复杂性，提高生产效率和产品的稳定性；其中，通过调节润湿剂与临时粘结剂中不同组分的含量来改善体系的均匀性、流动性和成型稳定性，实现在不需要调节预混料干湿度、不需要干燥工艺的条件下制备出均匀性好、质量稳定性高的陶瓷结合剂制品；所制造的陶瓷结合剂磨料制品可应用于刀刃具、轴承、气缸等需要使用超硬材料制品作为磨削、表面抛光工具的领域，应用范围广。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明关于一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备配方，以磨料与陶瓷结合剂的总量为100％计，润湿剂含量为1-5％，粘结剂含量为5-20％。
其中，所述磨料为金刚石、立方氮化硼、碳化硅、刚玉中的一种或几种；所述液体石蜡为普通液体石蜡或改性液体石蜡；所述固态石蜡为普通石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、微晶蜡、蜂蜡中的一种或多种。磨料与陶瓷结合剂组成和含量按照现有的常规工艺生产确定即可，而磨料可以是单一磨料或混合磨料，在此不作限制。
在本实施例中，石蜡本身具有一定的润滑作用，可以在粉料表面形成一层润滑层，提高了体系中不同粉料的混合均匀性；石蜡为非极性物质，也可以在粉料表面形成一层非极性隔离层，降低材料的吸湿性，减少了环境湿度对生产稳定性的影响。
下面通过具体的制备工艺实施例进一步说明。
实施例一
陶瓷结合剂、20微米金刚石磨料免干燥制备工艺，其工艺步骤如下：
s1,按配方分别称量金刚石粉料、辅助磨料、陶瓷结合剂；
s2,将金刚石粉料与辅助磨料粉料加入混料机中，按金刚石粉料、辅助磨料、陶瓷结合剂总量的5％加入液体石蜡，在混料机中预混合10分钟；
s3,向混料机中按金刚石粉料、辅助磨料、陶瓷结合剂总量的12％加入54号精炼石蜡，同时加热升温至60度。温度达到60度后，继续混合10分钟；
s4,将陶瓷结合剂加入到混料机中，继续混合15分钟，取出；
s5,混合料降温至室温后，过80目筛三遍；
s6,根据目标产品计算单体投料量后，压制成型，得到坯体；
s7,在烧结匣钵底部均匀铺布一层60目碳化硅后，将坯体转移到匣钵中，填充碳化硅至均匀覆盖坯体；
s8,将匣钵转移到烧结炉中，以每分钟5度的升温速率升温到400度，保温90分钟后，升温至680度，保温2小时后，随炉自然降温至室温取出。
实施例二
陶瓷结合剂、200或230微米金刚石磨料免干燥制备工艺，其工艺步骤如下：
s1,按配方分别称量金刚石粉料、辅助磨料粉料、陶瓷结合剂；
s2,将金刚石粉料、辅助磨料粉料及陶瓷结合剂加入混料机中，按总量的3％加入液体石蜡，在混料机中预混合15分钟；
s3,向混料机中按金刚石粉料、辅助磨料粉料、陶瓷结合剂总量的10％加入54号精炼石蜡，同时加热升温至60度，温度达到60度后，继续混合20分钟；
s4,混合料降温至室温后，过80目筛三遍；
s5,根据目标产品计算单体投料量后，压制成型，得到坯体；
s6,在烧结匣钵底部均匀铺布一层60目碳化硅后，将坯体转移到匣钵中，填充碳化硅至均匀覆盖坯体；
s7,将匣钵转移到烧结炉中，以每分钟5度的升温速率升温到400度，保温90分钟后，升温至680度，保温2小时后，随炉自然降温至室温取出。
实施例三
陶瓷结合剂、140或170微米立方氮化硼磨料免干燥制备工艺，其工艺步骤如下：
s1,按配方分别称量立方氮化硼粉料、辅助磨料粉料、陶瓷结合剂；
s2,将立方氮化硼粉料、辅助磨料粉料及陶瓷结合剂加入混料机中，按总量的3％加入液体石蜡，在混料机中预混合15分钟；
s3,向混料机中按立方氮化硼粉料、辅助磨料粉料、陶瓷结合剂总量加入5的％聚乙烯蜡、5％的52号精制石蜡，同时加热升温至85度，温度达到85度后，继续混合20分钟；
s4,混合料降温至室温后，过80目筛三遍；
s5,根据目标产品计算单体投料量后，压制成型，得到坯体；
s6,在烧结匣钵底部均匀铺布一层60目碳化硅后，将坯体转移到匣钵中，填充碳化硅至均匀覆盖坯体；
s7,将匣钵转移到烧结炉中，以每分钟5度的升温速率升温到400度，保温90分钟后，升温至750度，保温2小时后，随炉自然降温至室温取出。
与现有技术相比，本具体实施例制备工艺具有以下优势：
1.常温条件下，石蜡不会发生物理或者化学变化，混成料不需要特殊的储存环境，可以降低工艺要求，有利于产品的稳定性；
2.混料后，体系状态为干燥颗粒，粒度分布均匀、流动性好，有助于提高模具中的装料均匀性；
3.冷压成型后，制品的结合强度高，转移、搬运过程中不易破裂，降低了操作要求；
4.中等温度条件下，石蜡直接升华为气态挥发，不经过环糊精和树脂的炭化、氧化过程，可以简化温控工艺。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
技术特征：
1.一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备配方，其特征在于：按照百分比含量计包括磨料和陶瓷结合剂80-94％、液体石蜡润湿剂1-5％、固态石蜡粘结剂4-16％。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备配方，其特征在于：所述百分比含量为80-94％的磨料和陶瓷结合剂中，磨料和陶瓷结合剂的百分比含量分别为32-38％、48-56％。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备配方，其特征在于：所述磨料为金刚石、立方氮化硼、碳化硅、刚玉中的一种、两种或三种。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备配方，其特征在于：所述液体石蜡为普通液体石蜡或改性液体石蜡。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备配方，其特征在于：所述固态石蜡为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、微晶蜡、蜂蜡中的一种、两种或三种。
6.一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备工艺，其特征在于：工艺步骤如下：
s1，按照权利要求1配方中的配料和百分比取料；
s2，把各配料混合；
s3，把混合后的配料压制成型；
s4，把压制成型的配料放入烧结炉进行高温脱脂；
s5，高温脱脂后进行烧结。
7.根据权利要求6所述的一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备工艺，其特征在于：在s2中，若磨料粒度小于40μm时，先将润湿剂加入到磨料中混合，然后加入粘结剂，在50-100℃的温度中混合均匀后，再加入陶瓷结合剂，继续均匀搅拌混合。
8.根据权利要求6所述的一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备工艺，其特征在于：若磨料粒度大于或等于40μm时，将润湿剂直接加入到磨料和陶瓷结合剂的混料中，然后加入粘结剂，在50-100℃的温度中均匀搅拌混合。
9.根据权利要求6所述的一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备工艺，其特征在于：在s4中，把压制成型的配料转移到陶瓷匣钵中，再装入烧结炉中，加热到300-500℃进行脱脂1-3小时。
10.根据权利要求9所述的一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备工艺，其特征在于：在烧结炉中以每分钟3-15℃的升温速度加热到300-500℃。
技术总结
本发明涉及陶瓷结合剂磨料制备领域，尤指一种陶瓷结合剂磨料制备的免干燥制备配方及工艺，按照百分比含量计包括磨料和陶瓷结合剂80‑94％、液体石蜡润湿剂1‑5％、固态石蜡粘结剂4‑16％。本发明以石蜡体系作为润湿剂和临时粘结剂，取代陶瓷结合剂磨料制品制备工艺中的糊精或树脂体系，降低生产工艺的复杂性，提高生产效率和产品的稳定性；其中，通过调节润湿剂与临时粘结剂中不同组分的含量来改善体系的均匀性、流动性和成型稳定性，实现在不需要调节预混料干湿度、不需要干燥工艺的条件下制备出均匀性好、质量稳定性高的陶瓷结合剂制品。
技术研发人员：宫海燕
受保护的技术使用者：宫海燕
技术研发日：.11.12
技术公布日：.02.07
