摘要：超硬磨具的陶瓷結合劑耐火度都比較低，人造用的陶瓷結合劑耐火度取在700℃左右，用 的陶瓷結合劑的耐火度約800—900℃。超硬磨具陶瓷結合劑的化學成分大部分以SiO2—B2O3—Na2O系統為主，常增加部分Al2O3、 Li2O、Fˉ、BaO、Fe2O3、CaO、MgO、SrO、PbO等成分以調節結合劑的性能,要求結合劑的抗折強度50～100Mpa，熱膨脹系數約 為3.5～7×10^-6。

　　文中給出了(le)陶瓷結合劑和磨具的示例(li)配方(fang)。

　　關鍵詞  低熔    配方  濃度(du)

　　陶瓷結合劑和磨具的配方與剛玉、碳化硅陶瓷結(jie)合劑磨(mo)(mo)具的(de)配方(fang)不同，和(he)磨(mo)(mo)具的(de)配方(fang)首(shou)先強調(diao)一個濃度(du)的(de)概念；和(he)磨(mo)(mo)料合稱超硬磨(mo)(mo)料，濃度(du)的(de)含義為(wei)在和(he)磨(mo)(mo)具的(de)體積中超硬磨(mo)(mo)料的(de)體積占25%時濃度(du)為(wei)100；超硬磨(mo)(mo)料的(de)質(zhi)(zhi)量以“克拉”為(wei)單(dan)位(每0.2克為(wei)1克拉)。其濃度(du)與質(zhi)(zhi)量的(de)關系(xi)，見表(biao)1

            表1、超(chao)硬磨料的濃度

　　超硬磨料比較貴重，超硬磨具制品的濃度高低對成本和磨削加工都有著(zhu)明顯(xian)的(de)(de)影響，一般(ban)說濃度(du)高(gao)(gao)，磨(mo)料密度(du)大，耐(nai)(nai)用度(du)高(gao)(gao)，磨(mo)削效(xiao)率低(di)(di)；濃度(du)低(di)(di)磨(mo)削效(xiao)率高(gao)(gao)， 耐(nai)(nai)用度(du)低(di)(di)；但(dan)過低(di)(di)的(de)(de)濃度(du)磨(mo)料稀疏，磨(mo)粒易(yi)脫落(luo)，效(xiao)率反而下降，甚至不能(neng)正常(chang)使(shi)用。陶瓷結(jie)合劑超硬磨(mo)具的(de)(de)濃度(du)通常(chang)在75～175之間(jian)。

　　超硬(ying)磨(mo)具的(de)陶(tao)瓷結(jie)合(he)(he)劑(ji)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)度都比較低，因為在(zai)(zai)空氣中(zhong)700～800℃就開(kai)始氧(yang)化(hua)(hua)；的(de)耐(nai)(nai)熱穩定性在(zai)(zai)1200℃左右，但是在(zai)(zai)有(you)水的(de)作用下大約800℃就開(kai)始分(fen)解(jie)，所以人造用的(de)陶(tao)瓷結(jie)合(he)(he)劑(ji)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)度取在(zai)(zai)700℃左右，用的(de)陶(tao)瓷結(jie)合(he)(he)劑(ji)的(de)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)度約800-900℃。相對于剛玉、碳化(hua)(hua)硅磨(mo)料(liao)的(de)陶(tao)瓷結(jie)合(he)(he)劑(ji)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)度大多(duo)在(zai)(zai)1000℃以上而(er)稱低熔陶(tao)瓷結(jie)合(he)(he)劑(ji)。超硬(ying)磨(mo)具陶(tao)瓷結(jie)合(he)(he)劑(ji)的(de)化(hua)(hua)學成分(fen)大部分(fen)以

　　SiO2—B2O3—Na2O系統為主，常增加部分Al2O3、Li2O、Fˉ、BaO、Fe2O3、CaO、MgO、SrO、PbO等成分以調節結 合劑的性能，也有在結合劑中加入少量金屬Al、Ti、Cu等的研究；一般要求結合劑有較高的強度，因為陶瓷結合劑的超硬磨具使用速度多在 60～120m/s，要求結合劑的抗折強度要達到50～100Mpa。的熱膨脹系數約為2.7×10^-6，的熱膨脹系數約為3.5×10^-6，要求結合劑的熱膨脹系數盡量與其接近，超硬磨具陶瓷結合劑的熱膨脹系數約為3.5～7×10^-6。

　　超硬磨具的(de)配方設(she)計，例1：

　　超(chao)硬磨(mo)具的(de)配方有多種表示方法，比較便于計(ji)算的(de)是以(yi)超(chao)硬磨(mo)料(liao)量為100%，其他成分按(an)占磨(mo)料(liao)的(de)百(bai)分數計(ji)算。以(yi)表2的(de)磨(mo)具初擬配方為例：

表2、陶瓷結合劑磨(mo)具初擬配方表(biao)

　　表2 中(zhong)已給(gei)出(chu)粒度、濃(nong)度的數據，按磨(mo)具的硬度M據經驗估計(ji)結合(he)劑量約為60 % ，干(gan)料(liao)密度取為2.50g/cm3,計(ji)算(suan)輔助(zhu)磨(mo)料(liao)量。

　　配方(fang)中濃(nong)度為(wei)125時每cm3型(xing)料中含量為(wei)1.1克（見表1），

　　首先計算(suan)出(chu)結合劑量：

　　結合劑量=1.1g/cm3×60%=0.66g/cm3

　　輔助(zhu)磨料量=2.50g/cm3-1.1g/cm3-0.66g/cm3=0.74g/cm3

　　每cm3干料(liao)中所須加入的糊精液量(liang)為：

 　　每Kg干(gan)料用糊精液35ml，每克干(gan)料用糊精液量為：35ml/1000g=0.035ml/g

 　　每cm3干料的質(zhi)量(liang)為2.50g，所(suo)須糊精液量(liang)為：

　　每cm3干料用糊精液量(liang)=0.035ml/g×2.50g=0.0875ml

　　設：使用(yong)的(de)糊精液(ye)的(de)濃(nong)度為(wei)30%其相對(dui)密度為(wei)1.10，見表(biao)3

               表3、糊精液的相對密度

　　所以每cm3型料中糊精液的質量(liang)為：

0.0875×1.100=0.09625g

　　所以表(biao)2 中(zhong)配方的成型密度為(wei)：

　　γ=1.1＋0.66＋0.74＋0.09625=2.59625≌2.60g/cm3

　　將結(jie)合(he)劑(ji)量(liang)、輔助磨(mo)料量(liang)和糊(hu)精液量(liang)換算(suan)成百分數：

　　結合劑量(liang)百分數：0.66/1.1=0.6=60%

　　輔助(zhu)磨料量百分數：0.74/1.1=0.67=67%

　　糊精(jing)液量換算成百分數：0.09625/1.1=0.0875=8.75%

　　綜合為正式(shi)的(de)配方表，見(jian)表4

　　表4、陶(tao)瓷結合劑磨具配方表

　　表4 的(de)陶瓷結合(he)(he)劑(ji)磨具配方表也(ye)可(ke)以(yi)表示為(wei)以(yi)和(he)輔(fu)助(zhu)磨料(liao)量之合(he)(he)為(wei)100 % 的(de)表示方法，將(jiang)表4 中的(de)各百分(fen)數(shu)除以(yi)和(he)輔(fu)助(zhu)磨料(liao)量之合(he)(he)即(ji)可(ke)，見表5，

表5、陶瓷結合劑(ji)磨具配方表（2）

 　　超硬磨(mo)具(ju)的(de)配方設計(ji)，例2：

　　以濃度為150的(de)磨具為例(li)，初(chu)擬(ni)配方見表6

           表6、陶瓷結合劑磨具(ju)初擬配方表

　　表6 中已給出的(de)粒(li)度(du)、濃度(du)的(de)數據(ju)，按磨具的(de)硬(ying)度(du)P據(ju)經(jing)驗估計(ji)結合劑量約為75%，干料(liao)密度(du)取為2.54g/cm3,計(ji)算輔(fu)助磨料(liao)量

　　配方中濃度為150時每cm3型料(liao)中含量為1.305g（見表(biao)1），

　　首先(xian)計算出結合劑(ji)量：

　　結合劑量＝1.305g/cm3×75%＝0.98g/cm3

　　輔助磨(mo)料(liao)量＝2.54－1.305－0.98＝0.255g/cm3

　　每cm3干料中所(suo)須(xu)加入(ru)的糊精液量為：

　　糊(hu)精液為(wei)每(mei)Kg干(gan)(gan)料用(yong)35ml，每(mei)克干(gan)(gan)料用(yong)為(wei)：0.035 ml/g

 　　每cm3干料用(yong)糊精(jing)液量0.035ml/g×2.54g=0.0889ml

　　設(she)：使(shi)用的糊精液的濃度(du)為(wei)(wei)30%其相對密度(du)為(wei)(wei)1.10，見(jian)表3，

　　所以每cm3型(xing)料中糊精液的質量(liang)為：

0．0889×1.1＝0.09779g

　　表6 中配(pei)方(fang)的(de)成型密度為：

    　γ＝2.54＋0.09779＝2.63779≌2.64g/cm3

　　將結合劑量(liang)(liang)、輔(fu)助磨料量(liang)(liang)和糊精液(ye)量(liang)(liang)換算成百分數(shu)：

　　結合劑量百分(fen)數：75%

　　輔助磨料量(liang)百分數：0.255/1.305＝0.1954≌20%

　　糊精液(ye)量換(huan)算成百分數：0.09779/1.305＝7.5%

　　綜(zong)合為正式的配方表(biao)，見(jian)表(biao)7

　　表7、陶瓷結合劑(ji)磨具(ju)配方表

　　將表7的(de)陶(tao)瓷結合(he)劑磨(mo)具配方表示為(wei)以(yi)和輔助磨(mo)料量(liang)之合(he)為(wei)100%的(de)方法，即表7中的(de)各(ge)百(bai)分(fen)數(shu)除(chu)以(yi)和輔助磨(mo)料量(liang)之合(he)即可(ke)，見表8，

　　表8、陶(tao)瓷結合劑(ji)磨具配(pei)方表（2）

　　陶瓷(ci)結合劑和(he)磨具(ju)的結合劑和(he)配方都需要(yao)通過(guo)在實驗(yan)中不斷加(jia)以調整(zheng)才能取得(de)實用效果，許多實際(ji)問題并不是書(shu)面設計就能解決的，這一點應(ying)該引起讀者足夠的注意！

　　人(ren)造和磨具一般都是(shi)單(dan)獨(du)制(zhi)造加(jia)工(gong)部分然后與基(ji)體連結，基(ji)體大多是(shi)鋁或鋼(gang)的。加(jia)工(gong)制(zhi)成(cheng)的節塊(kuai)與金屬基(ji)體粘結的半成(cheng)品經(jing)加(jia)工(gong)后進行檢(jian)查(cha)，除一般的檢(jian)查(cha)外(wai)還(huan)要用(yong)(yong)高速(su)回轉機檢(jian)查(cha)回轉強度，用(yong)(yong)動檢(jian)查(cha)動平衡，以(yi)保證使用(yong)(yong)安全。

　　參考文獻：

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　　［3］李志宏等添加Li2O對陶瓷結合劑性能的(de)影響(xiang)研究與磨料(liao)磨具工程2006(6)

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