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陶瓷砂轮成型密度与磨具性能之间的关系

日期:2017-10-10
来源:河南科美磨料磨具有限公司

  ① 成型密度与磨具硬度之间的关系,当固定结合剂量时,在一定范围内提高成型密度,磨具硬度也相应提高,但成型密度过高并且结合剂量较大时,磨具烧后发生变形和发泡等体积变化,则磨具硬度反而下降。

  提高成型密度使磨具硬度相对提高的原因是:

  A.颗粒间缩短。结合剂桥相对缩短。其横截面增大,结合剂桥的强度以及与磨粒结合强度也相对提高。

  B.成型密度提高,使结合剂与磨粒之间接触面积增大,有利于磨粒表面与结合剂的化学反应,从而提高磨具的硬度。这在含硼结合剂磨具中效果更加明显。因此,采用低熔点的含硼结合剂时,要获得硬度高的磨具,除了增加一定量的结合剂外,更主要以提高成型密度来达到P级以上的硬度。

  C.磨具组织越紧密,在现有硬度检测条件下,也反应出磨具硬度较硬。成型密度提高使组织紧密,因而磨具硬度也相对较硬。

  一般情况下,成型密度提高0.04~0.10g/cm3,磨具硬度提高一小级。结合剂量大的情况下成型密度提高0.10~0.15g/cm3,磨具硬度提高一小级。但结合剂量很大时,过高地提高成型密度,则磨具焙烧时可能发泡、变形,硬度反而下降。

  但对于水浇注成型,A/WA干坯密度下降0.04g/cm3,硬度提高一大级,而碳化硅则由软到硬,干坯密度变化不大。

  ② 成型密度与磨具组织的关系:同一磨料同一粒度的磨粒真密度基本上是一个常数,当成型料配比一定时,成型密度与磨具坯体磨粒率呈直线关系。

  一般情况,刚玉磨具的成型密度每提高0.08~0.09g/cm3,毛坯磨粒率增加2%(即组织号降低一个号)。碳化硅磨具的成型密度提高0.08g/cm3,坯体磨粒率增加2%。实际上,磨具坯体的磨粒率不完全等于烧后磨具的磨粒率,这是因为:

  A.机压成型时坯体卸压后不用成都产生弹性形变,体积略有增大,一般造成成型密度会降低0.01~0.06g/cm3.

  B.干燥及烧成后变形

  C.磨粒、结合剂、湿润剂等在烧成中产生灼减及化学反应,改变了磨粒、结合剂、润湿剂等的总质量数。

  因此,成型密度与磨具成品的磨粒率在固定结合剂量时不时成明显的线性关系。当结合剂量较小时,实际成型密度提高0.01g/cm3,磨粒率增加2%;当结合剂量较大时,实际成型密度提高0.12~0.14g/cm3,成品磨粒率增加2%,即磨具组织变化一个号。

  ③ 成型密度与磨具气孔率关系:当成型密度提高,气孔率下降,并呈线性关系。当固定结合剂量时,烧成中结合剂、润湿剂等灼减也是常数,所以成型密度与磨具烧成气孔率也呈线性关系。

  ④ 成型密度与磨具坯体湿、干坯强度的关系:提高成型密度,成型颗粒间接触表面积增加,颗粒间的物理吸附、粘结作用增强,因而坯体湿、干强度都相应提高。

  坯体湿坯强度太低,在磨具成型脱模后的搬运中易受震动而产生裂纹。坯体干强度太低,装窑时会产生掉砂、掉边甚至断裂等现象。因此,如果要求组织十分疏松而气孔率很大的砂轮,单纯降低成型密度不能再生产中使用。此时必须加添填充材料(如萘粒、炭粒等),并同时添加临时粘结剂(如糊精粉、树脂液等)以增加坯体的湿强度和干燥后的强度。

  ⑤ 成型密度与成型压强关系:当配方及其他工艺条件相同时,提高成型压强是提高成型密度的主要手段。但二者并不构成稳定的相互关系。因为成型料湿度变化时,同一成型压强会达到不同的成型密度。成型料越湿,所需的压强越小,成型料越干,所需压强较大。当磨料由粗变细时,要达到相同的成型密度,成型压强需增大,特别对于粒度F150以细的磨具,成型压强增加尤为明显。

  ⑥ 成型密度与磨具烧后收缩关系:一般情况下,当固定结合剂量时,随着成型密度的提高,磨具烧后收缩减少,这是因为成型密度增大,气孔率减少,烧后收缩不明显。但是,当成型密度增大到一定程度而结合剂也较多时,磨具烧成时产生发泡变形,则其收缩无规律。

  结合剂本身性能及加入量、烧成温度磨料种类及其粒度对烧后收缩影响较大。硬度高,粒度细的刚玉类磨具往往产生较大的烧后收缩,因而对成型密度与烧后收缩的关系,有时放在次要地位或忽略不计。

  ⑦ 成型密度对磨具成品抗拉强度的影响:磨具抗拉强度反应磨具在回转时的抗破裂强度,提高成型密度,相对也是提高其抗拉强度。含硼的烧熔结合剂磨具,成型密度对抗拉强度的影响尤为重要。

关键字:磨具
[责任编辑:woody]
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