1、文本0檢測報告單950:ADBD2008R_ADBD2013R_檢測文獻-劑對超高速陶瓷結(jié)合劑CBN磨具結(jié)構(gòu)與性能影響的研究作者檢測范圍學術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)總庫博士重要會議全文數(shù)據(jù)庫/全文數(shù)據(jù)庫優(yōu)秀全文數(shù)據(jù)庫重要報紙全文數(shù)據(jù)庫專利全文數(shù)據(jù)庫大學生聯(lián)合比對庫互聯(lián)網(wǎng)資源英文數(shù)據(jù)庫(涵蓋期刊、臺學術(shù)文獻庫、會議的英文數(shù)據(jù)以及德國Springer、英國Taylor&Frs期刊數(shù)據(jù)庫等)優(yōu)先文獻庫個人比對庫1900-01-01至2013-05-24時間范圍:檢測時間:2013-05-2409:47:18- 1 -劑對超高速陶瓷結(jié)合劑CBN磨具結(jié)構(gòu)與性能影響的研究_第1部分總文字比：0.4%（51）總字數(shù)：122

2、771超高速陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪及應(yīng)用0.4%改; - 工具技術(shù)- 2012-04-20是否引證：否2013屆畢業(yè)生畢業(yè)題目:劑對超高速陶瓷結(jié)合劑CBN 磨具結(jié)構(gòu)與性能影響的研究院系名稱： 材料科學與工程專業(yè)班級：材料 F0904 學生學號：200946920614指導(dǎo)教師：改教師： 教授2013 年 05 月20 日摘要本實驗通過向陶瓷結(jié)合劑CBN磨具添加不同種類和含量的劑，即實驗中選用無機劑石墨、碳酸銨，有機成孔劑精萘、聚乙烯、聚苯乙烯，加入量均為3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%，燒成過程中根據(jù)不同劑以及結(jié)合劑的熔融點、分解點制定合適的燒成曲線，利用氣測定儀、萬能

3、材料試驗機、磨擦磨損試驗機、萬能材料顯微鏡、材料抗沖擊試驗儀等分析測試儀器，對上述添加劑的磨具試樣的氣、抗折強度、磨削性能、氣孔微觀形貌、抗沖擊強度進行了測定。實驗結(jié)果表明氣 隨 劑加入量增加而增加，但添加有機 劑的磨具試樣氣 上升較有規(guī)律，當 劑加入量為3.5%6.0%時，氣 范圍為30.5%37.0%；試樣抗折強度隨 劑加入量增加而降低，添加有機 劑的試樣抗折強度降低幅度比添加無機 劑要??；添加有機 劑得到的試樣磨削性能優(yōu)于添加無機 劑的試樣，在 劑加入量為4.5%左右磨削性能最優(yōu)；添加有機 劑的試樣得到的氣孔成準球形且成孤立狀分布，而添加無機 劑的試總文字比：0.5%( 表格 )( 觀點

4、 )去除：0.5%去除本人：0.5%重合字數(shù)：78文獻總字數(shù)：17151總段落數(shù)： 2 疑似段落數(shù)： 2 疑似段落最大重合字數(shù)： 51 前部重合字數(shù)： 51 后部重合字數(shù)： 27 疑似段落最小重復(fù)字數(shù)： 27 0.4%（51）-劑對超高速陶瓷結(jié)合劑CBN磨具結(jié)構(gòu)與性能影響的研究_第1部分（總12277字）0.6%（27）-劑對超高速陶瓷結(jié)合劑CBN磨具結(jié)構(gòu)與性能影響的研究_第2部分（總4874字）( 注釋：無問題部分文字比部分部分 ）樣氣孔沒有統(tǒng)一形狀且相互貫通；當更適合于陶瓷結(jié)合劑CBN磨具。劑加入量在4.5%5.5%時，磨具試樣抗沖擊強度較高。因此，添加有機劑： Title Studywh

5、eels from theAbstract劑陶瓷結(jié)合劑氣on the structurepore former磨具and performance of the ultra-high-speed vitrified bond CBN grindingThis study adds different type and content of the pore former into the vitrified bond CBN in the experiment we use the inorganic pore former Graphite, ammonium carbonate, organ

6、ic poreagent Refined Naphthalene, polyethylene, polystyrene, the content are 3.5%, 4.0%, 4.5%, 5.0%,abrasive, former5.5%,6.0%. According to the different pore-foragent, and the melting point of the binder, thedecomposition point to develop an appropriate firing curve in determination instrument, uni

7、versal testing machine, frictionmicroscope, material impact tester analysis of test equipmentthe firing process. Use stomatal and wear testing machine, universalto measure the porosity of the abrasivesample, flexural strength, grinding performance, stomatal morphology and the impact strength.The exp

8、erimental results show that the porosity increases with the concent of the pore former, but adding organic pore former in the abrasive sample, porosity increased to a regular, as pore former concent is 3.5% -6.0%, the porosity range of 30.5% -37.0%;the flexural strength of the specimen decrease with

9、 a pore former concentration increase ,adding organic pore former in the sample ,the flexural strength reduces slowly than adding inorganic pore former. Add the organic pore former obtained bettersample grinding performance superior to add an inorganic pore formersample. When the pore formeradding o

10、rganic pore former into the distribution, but adding inorganicconcentration is abrasive sample,pore former into4.5% we can get the best grinding performance. Whenthe stomatal is quasi-spherical and isolated-shapedthe sample is not a uniform shape and interconnected. When poreformer concent is 4.5%-5

11、.5%, the sample has high impact strength. Therefore, organicporeformeragentismoresuitableforthemanufacture of vitrified bond CBN abrasive. Keywords：pore former vitrified bond porosity abrasives 目次1 引言11.11.21.3陶瓷結(jié)合劑CBN磨具的發(fā)展現(xiàn)狀1陶瓷結(jié)合劑CBN磨具的優(yōu)勢1本課題的研究及意義21.3.1 本課題的研究21.3.2 本課題的研究意義32 實驗方案及原理42.1 實驗方案42.2

12、 實驗原理42.2.1劑造孔原理42.2.2 陶瓷結(jié)合劑CBN磨具燒結(jié)原理53 實驗條件與63.1 實驗條件63.1.1 實驗器材及工具63.1.2 實驗藥品73.2 陶瓷結(jié)合劑的73.2.1 陶瓷結(jié)合劑的作用及成分73.2.2 結(jié)合劑的83.3 試樣的93.3.13.3.23.3.33.3.4實驗配方9研磨法混料10困料10模壓成型104 燒結(jié)工藝過程及試樣性能測定114.1 燒結(jié)工藝參數(shù)及過程11- 2 - 3 -4.2 試樣氣的測定144.3 試樣抗折強度及抗沖擊的測定144.4 試樣耐磨性的檢測154.5 氣孔形貌檢測155 實驗結(jié)果與討論165.1 劑加入量對磨具試樣氣的的影響165

13、.2 劑加入量對磨具試樣抗折強度的的影響175.3 劑加入量對磨具試樣磨削性能的影響185.4 劑加入量對磨具試樣抗沖擊強度的影響195.5 劑加入量對磨具試樣氣孔形貌的影響215.6 劑種類對磨具試樣氣的影響225.7 劑種類對磨具試樣抗折強度的的影響235.8 劑種類對磨具試樣磨削性能的影響245.9 劑種類對磨具試樣抗沖擊強度的影響255.10 劑種類對磨具試樣氣孔形貌的影響256 影響劑在磨具試樣中孔徑及分布的因素26結(jié)論27致謝28參考文獻291 引言1.1 陶瓷結(jié)合劑CBN磨具的發(fā)展現(xiàn)狀陶瓷結(jié)合CBN磨削工具是新的一類用于磨削領(lǐng)域的磨耗材料。從磨具微觀結(jié)構(gòu)上分析, 由CBN磨料、結(jié)

14、合劑中的微晶粒、相(結(jié)合劑主相)和氣孔可以組成陶瓷磨具。通過調(diào)節(jié)工藝制度以方便地氣的數(shù)量和大小。CBN磨料開始研制以來,到現(xiàn)在己有一段歷史了，但是在很長的一段研究階段，除了高速磨削鋼刀具可以用CBN砂輪外，其他應(yīng)用方面的應(yīng)用在工業(yè)上進展較慢，仍處于小批量試驗研究階段。修整對砂輪來講相當重要，用傳統(tǒng)的修整理念和修整方式去修整CBN砂輪并不能得到良結(jié)果，與此同時在機械工業(yè)方面缺乏合適的CBN砂輪磨床。1陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪中的陶瓷結(jié)合劑為脆性物質(zhì)并且砂輪中著缺陷和孔隙，故修整難度降低，和普通磨料砂輪的修整相似。陶瓷結(jié)合劑與CBN磨料（與其它結(jié)合劑相比）性能相近，由于陶瓷結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)相對較小，

15、可以牢固的與磨料結(jié)合，由于結(jié)合劑剛性較好，因此適用于高精度低粗糙度磨削，可廣泛用于內(nèi)圓磨削。陶瓷結(jié)合劑CBN 磨削是一項綜合性且較復(fù)雜的新型技術(shù)。所采用的磨床技術(shù)要求較高，主要：精密導(dǎo)軌技術(shù)；精密軸承技術(shù)。其中對于高速CBN 磨床技術(shù)來講, 磨削速度要達到250m/s。21.2 陶瓷結(jié)合劑CBN磨具的優(yōu)勢由于CBN 磨料本身具有一系列優(yōu)良的性能,比如較熱性、化學惰性較高、熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱性好且硬度相當高等。CBN 磨具與石和普通磨料磨具相比之下，在黑色金屬的切削方面，可以得到較為理想的磨削表面，并且砂輪磨損量較低。優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是每一次修整期間可 數(shù)量較多的的工件，即砂輪耐用

16、度高；二是可以較長時間地保持砂輪外形輪廓，即砂輪磨損相對較少，; 三是由于磨削過程中磨擦力小,因此 質(zhì)量好, 磨出端面粗糙度較小, 因此可以做拋光使用; 四是最關(guān)鍵一點即磨削效率較高。2在國內(nèi)，經(jīng)科研工作者多年開發(fā)研制, 已研制出許多種具有低熔點的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪配方, 同時在砂輪基體開發(fā)方面也有進展, 在工業(yè)應(yīng)用上已有較大進步。3選擇合適的陶瓷結(jié)合劑，實現(xiàn)結(jié)合劑與CBN 磨料的良好結(jié)合性能，有利于充分發(fā)揮超硬磨料的優(yōu)異磨削 能力。4相關(guān)實驗證實高速磨削可以實現(xiàn)對難 材料進行 的一種有效。因為研究表明砂輪線速度的提高可以有效降低磨削力，從而砂輪的磨損和工件的表面粗糙度可得到, 即可提高生產(chǎn)

17、效率。因此正是由于CBN超硬磨料砂輪具有上述優(yōu)異的性能, 因而在高速磨削中CBN超硬磨料砂輪有著廣泛的應(yīng)用。5據(jù)相關(guān)文獻記載，含有氣孔的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪，其硬度歲其氣增加而逐漸降低。但是，可以通過添加相應(yīng)劑氣孔結(jié)構(gòu), 從而磨具多氣孔低硬度的問題。由于陶瓷結(jié)合劑砂輪含有較多氣孔是易于修整、材料磨除率高、冷卻效果較好等特點，在凸輪面磨削、齒輪面磨削、平面磨削等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。3此外，因陶瓷結(jié)合劑本身有化學性較高，耐熱、耐酸堿侵蝕，因此可使用各種磨削液，降低磨削成本。1.3 本課題的研究及意義1.3.1 本課題的研究由于磨具中氣孔除了容屑作用外,還可以貯存冷卻液、潤滑劑，從而保證磨具具有高

18、質(zhì)量的表面和較高的效率。因而，氣孔是陶瓷結(jié)合劑CBN磨具的三個基本要素不可缺少的重要組成部分。陶瓷結(jié)合劑磨具中的氣孔可通過在燒結(jié)磨具中自然形成,必要時可采用人為造孔6。通過改變劑的種類、含量，并選擇合適的加入方式及燒結(jié)工藝，氣、氣孔形狀和分布；檢測磨具的氣、抗折強度、磨削性能等；研究分析劑和燒結(jié)工藝對磨具微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響。實驗證實氣與劑的加入量成明顯的線性在磨具中常用的,并且劑粒徑和加入量對氣和孔徑影響較大。劑可分兩大類：一種是無機劑，常用的無機劑有珍珠巖石墨、浮石等。二是常用的有機劑，常見的有聚苯乙烯、聚乙烯、煤和精萘等。7此次實驗研究中選擇有機劑為聚苯乙烯、聚乙烯和精萘，無機劑為石墨、

19、碳酸銨。本實驗通過添加不同種類的劑來比較劑之間的性能差異，并通過改變同一種劑的加入量（3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%）進行縱向比較，從而初步確定合適的加入量。此次實驗研究中，不同種類和不同粒度的劑的評價標準有以下三個方面：一是劑的種類及含量對氣孔結(jié)構(gòu)的影響，在試樣中使用劑，其所形成氣孔的氣、形狀、大小、以及孔的分布各不不同。(2)劑含量對磨具強度的影響，加入劑同時，試樣體內(nèi)將產(chǎn)生一定量的空隙，試樣的密度將會不可避免降低，因此強度下降。(3)對耐磨性的影響，由于氣及氣孔分布和形狀的不同，試樣在對磨過程中表現(xiàn)出的磨削性能會有不同，會影響到試樣的自銳性以及散熱性能，這在實

20、際生產(chǎn)應(yīng)用中也是亟待解決的課題。1.3.2 本課題的研究意義由于氣對磨具基體有雙重影響，既有利于提高磨削比，增強透氣散熱性，有助于磨具自銳性能，同時氣孔對磨具強度的削弱影響不可忽視，因此如何綜合這幾方面的因素之一。劑加入量及種類達到最優(yōu)良的磨削效果是研究方向加入劑后要達到預(yù)期效果需要進一步改良燒成工藝，才能得到預(yù)期的氣，氣孔形狀及氣孔分布狀況，這將是重要的研究方向。目前，磨料磨具中驗考慮的重要內(nèi)容。劑的種類繁多，但考慮到環(huán)保及廢物再利用等方面的因素，如何開發(fā)綠色環(huán)保劑將是實此次實驗研究中雖然對一步研究分析 。2 實驗方案及原理2.1 實驗方案劑種類及加入量對磨具試樣影響做了具體分析，但如何定性

21、氣孔形狀及分布仍待進本試驗采用的方案為：首先根據(jù)陶瓷結(jié)合劑CBN磨具的劑選擇原則和原理選擇合適的劑種類及適當?shù)募尤肓糠秶⑦x擇一定的加入量梯度。查閱相關(guān)燒成技術(shù)文獻，根據(jù)結(jié)合劑、磨料、確定合適的燒成工藝及參數(shù)。劑的受熱性能及狀態(tài)變化點實驗過程中采用單因素變量法進行實驗對比，根據(jù)不同種類劑對試樣影響確定劑的類型，同時根據(jù)同一種劑的加入量不同選擇最優(yōu)的加入量。并通過空白組實驗進行對比分析。2.2 實驗原理2.2.1劑造孔原理上述可知陶瓷結(jié)合劑中的氣孔一方面可在燒結(jié)中自然形成，同時可人為添加添加物氣孔。通過調(diào)整劑的加入量可以調(diào)整磨具的氣大小。因此為了磨具的容屑、散熱等各種性能，從而達到特定磨削性能

22、，需引入一些添加劑在磨具內(nèi)產(chǎn)生氣孔，稱這類物質(zhì)稱為劑。理想的陶瓷結(jié)合劑磨具劑應(yīng)具備下列性能：(1)劑顆粒應(yīng)具有一定的形狀和強度，從而在混料和壓制成型時防止出現(xiàn)產(chǎn)生破裂或變形而進一步影響氣孔的和形狀，即氣孔和形狀可以被。(2)間有較劑在成型料中要求均勻分布，這樣才能保證磨具坯體具有均勻的強度，即要要求濕潤性。劑與磨料和結(jié)合劑之(3)有機劑在具有較揮發(fā)性和可燃性性同時，燒后殘渣，以確保磨具的內(nèi)在質(zhì)量和外觀相對較美觀。(4)來源豐富，成本適中，無毒和或污染較小。雖然劑有多種,但其造孔原理各有不同,如CaCO3類型的劑在一定溫度下分解產(chǎn)生大量氣體從而在試樣冷卻后可以保留下來,成為留在磨具中的氣孔;另一

23、種如碳粉,自身占有磨具內(nèi)部一定的空間,而在隨后的高溫條件下被碳化并形成一定的氣體,另一方面再高溫燒結(jié)氧化時形成的氣體同樣起到了形成氣孔的作用6。石墨在沒有氧氣的條件下，熔點在3000，是貼別特別耐高溫的礦物之一 。此外石墨具有潤滑性能，此性能取決于石墨顆粒的大小，顆粒越大，摩擦系數(shù)越低，從而潤滑性能較好。并且石墨在常溫下使用時在溫度的劇烈變化時不致破壞，在溫度突變時，石墨的體積變化不是很大，從而產(chǎn)生裂紋。 因此，在本實驗溫度下石墨本身發(fā)生物理化學變化，石墨依靠自身占有試樣的體積調(diào)控氣的大小。精萘為白色易揮發(fā)性晶體，不足之處是具有低毒性，熔點較低為80.1，分子式為C10H8。根據(jù)精萘易揮發(fā)易升

24、華且熔點低的特性，在燒成過程中，精萘將揮發(fā)成氣體從試樣組織中逸出。因此精萘揮發(fā)在磨具試樣中留下氣孔即是精萘- 4 -作為劑的基本原理。8碳酸銨的分子式為（NH4)2CO3，呈堿性物質(zhì)，分子量為96。在空氣中分解可生成氨和，并且在60左右時完全揮發(fā)。因此碳酸銨的原理和精萘相似，即依靠自身揮發(fā)在磨具中留下孔隙。聚苯乙烯是由苯乙烯單體經(jīng)加聚反應(yīng)得到的聚合物，實驗證實在400可產(chǎn)生了一系列的裂解和氧化反應(yīng)，但在650完全失重。加熱分解產(chǎn)物為苯、苯乙烯等多種易揮發(fā)性物質(zhì)。因此聚苯乙烯可作為留下孔隙。劑高溫分解后在試樣中聚乙烯下氣孔。PE，和聚苯乙烯類似都屬于高分子聚合物，在350左右受熱分解，分解產(chǎn)物可

25、逸出試樣表面在內(nèi)部留2.2.2 陶瓷結(jié)合劑CBN磨具燒結(jié)原理燒結(jié)過程是一個工藝流程較復(fù)雜、機理復(fù)雜、影響因素多的動態(tài)系統(tǒng)。此次試驗研究采用以Na2O、B2O3 和SiO2 為基本成分的硅酸鹽含硼結(jié)合劑, 它的特點是具有較熱性和化學性，并且熱膨脹系數(shù)相對較小。8此次課題研究采用的結(jié)合劑成分為SiO2、Al2O3、B2O3、Na2O、ZnO、La2O3。根據(jù)相關(guān)分析上述結(jié)合劑為燒結(jié)結(jié)合劑，即耐火度高于磨具焙燒溫度，僅有很少部分熔融成液相。在燒后結(jié)合劑的顯微結(jié)構(gòu)中，大部本為結(jié)晶體，只有少量相。結(jié)合劑的燒結(jié)比較復(fù)雜，不是單純的固相燒結(jié)，而是由液相參與的燒結(jié)過程。影響因素主要有結(jié)合劑的化學成分，結(jié)合劑的

26、分散度、升溫速度和保溫時間等。9陶瓷磨具在燒成過程中分為升溫階段、保溫階段、冷卻階段。在升溫階段的低溫階段主要任務(wù)是排除在干燥中所沒有除掉的殘余水分；在400以上即脫水、分解、氧化階段主要發(fā)生的物理化學變化有排除結(jié)晶水，結(jié)合劑的碳化及燃燼，硫化物、碳素的氧化及碳酸鹽的分解，石英的晶型轉(zhuǎn)變，水的熔融；在最高燒成溫度階段即?；螂A段，試樣發(fā)生一系列化學變化、物相變化、物理變化，如鐵化合物進行分解和還原，結(jié)合劑?；⑴黧w瓷化，試樣收縮及致密化9。保溫階段主要是為了使爐內(nèi)溫度趨于一致，使內(nèi)部的物理化學反應(yīng)進行得更充分一些。冷卻階段在生產(chǎn)應(yīng)用中分為急冷階段，退火階段和低溫冷卻階段，此階段務(wù)必3 實驗條件

27、與冷卻速度避免對磨具造成破壞。103.1 實驗條件3.1.1 實驗器材及工具實驗用到的主要儀器 表 1 實驗儀器儀器名稱型號備注見表1。單柱校正機y4110B天津市第二鍛壓機床廠箱式電阻爐S22.512GP三磨所水中稱重托架立式萬能摩擦磨損試驗機MMW1濟南普業(yè)機電技術(shù)萬能材料試驗機INSTRON天平HZT-A200精度0.01g電熱鼓風干燥箱1011AB中興偉業(yè)儀器輔助器材：大小燒杯、量筒、容量瓶、3.1.2 實驗藥品棒、濾紙、橡膠手套、秤、天平、研缽、磨具、游標卡尺。實驗過程用到的主要藥品有石墨、精萘、碳酸銨、聚氯乙烯、聚乙烯、PVA、碳化硅、糊精粉、二氧化硅、氧化鋁、三氧化二硼、氧化鈉、

28、氧化鋅。3.2 陶瓷結(jié)合劑的3.2.1 陶瓷結(jié)合劑的作用及成分結(jié)合劑是將磨料固定成型的粘結(jié)性物質(zhì)。結(jié)合劑作用主要有以下三個方面：一是依靠自身粘結(jié)力將磨粒粘結(jié)在一起，從而可做成各種所需形狀的磨具；二是待磨具固結(jié)成型后，在磨削過程中能承受一定的磨削力和回轉(zhuǎn)，即具有足夠的回轉(zhuǎn)強度；三是待磨具表面磨粒被磨鈍之后，在外力作用下使磨料具有自動脫落能力，及磨削時產(chǎn)生的自銳作用?但是通常情況下，磨具的破裂都發(fā)生在磨粒與結(jié)合劑的相交處或結(jié)合劑內(nèi)部。11所以在設(shè)計高速磨具的配方時，應(yīng)把重點放在提高合劑與磨粒的結(jié)合強度上或提高結(jié)合劑的強度上。CBN 磨粒優(yōu)良性能能否得到充分的發(fā)揮取決于陶瓷結(jié)合劑性能的好壞，并最終影

29、響到CBN 砂輪的綜合磨削效果。而結(jié)合劑的強度與其自身的組成、結(jié)構(gòu)和性能有密切的。9在中選用含適當堿金屬氧化物的結(jié)合劑。以 Na2O、B2O3、SiO2為基本成分的料，稱為硼硅酸鹽玻璃料。它的熱膨脹系數(shù)小，具有良足CBN對結(jié)合劑的要求。12熱性、化學性這些特點是與CBN磨料的優(yōu)異性能相匹配的，能較好地滿根據(jù)實驗燒成所需溫度及磨料要求確定結(jié)合劑中SiO2、Al2O3、B2O3等各成分的含量。結(jié)合劑原始成分見表2。表2 結(jié)合劑原始成分及含量化學成分質(zhì)量百分比（%） SiO26068Al2O335B2O31115Na2O812ZnO12.5La2O30.53.2.2 結(jié)合劑的- 5 -上述了結(jié)合劑的

30、作用以及基本成分，將上述藥品備好之后，可以進行結(jié)合劑的，由于要實驗過程中的變量，每個實驗配方中均采用相同成分和含量的陶瓷結(jié)合劑。結(jié)合劑過程為：計算稱取研磨混料熔融急冷干燥球磨過篩封袋。13具體操作為根據(jù)整個實驗所需結(jié)合劑的量及實驗過程的損耗量計算表2中各個成分所需質(zhì)量，用天平稱取之后倒入陶瓷研缽中進行研磨混料，可適當增加混料時間使粉料趨于均勻。將混合均勻的粉料加入熔塊爐中熔融，最高加熱溫度為1500。在爐底放置盛有蒸餾水的器皿，待熔融之后的結(jié)合劑熔體流入器皿中進行急冷。將急之后的料取出放入干燥箱中鼓風干燥。充分干燥后的料用球磨機進行球磨粉碎，根據(jù)需要制定球磨時間。將球磨過之后的粉料過篩（300

31、目），過篩之后的結(jié)合劑粉料要進行封袋處理以備用。3.3 試樣的3.3.1 實驗配方本次試驗共設(shè)計了31組配方，其中30組是通過改變劑的加入量（3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%）和成孔劑種類（無機劑石墨、碳酸銨，有機劑精萘、聚苯乙烯、聚乙烯）進行設(shè)置，第31組是空白實驗組即不加任何劑。下面就以A1代表石墨組分，A2代表碳酸銨組分，B1代表精萘組分，B2代表聚苯乙烯組分，B3代表聚乙烯組分，K代表空白組分，A代表無機劑，B代表有機劑；即其中下標代表劑加入量（13.5%、24.0%、34.5%、45.0%、55.5%、66.0%）。表3石墨為代表表示配方的詳細組成。表3 添

32、加劑A1配方的詳細組成配方號SiC結(jié)合劑糊粉劑PVAA11100321.23.54.5A12100321.24.04.5A13100321.24.54.5A14100321.25.04.5A15100321.25.54.5A16100321.26.04.5在實驗過程中由于要大量試樣，考慮到實驗條件及實驗成本本次試驗研究選取320目的綠色碳化硅為磨料替代CBN進行實驗。表3表示了以石墨為劑的配方組分，其他四種劑（精萘、碳酸銨、聚乙烯、聚苯乙烯）均以此配方組分進行配料，只需改變劑種類即可。磨具配方一方面通過它能保證制出滿足要求和具有良好重現(xiàn)性的磨具，另一方面又為磨具試樣規(guī)定了結(jié)合劑、磨料、濕潤劑等

33、眼材料的用量及成型密度、成型等相關(guān)參數(shù)。14本次試驗采用（密度）成型磨具配方形式，此配方即以磨粒質(zhì)量為100份，結(jié)合劑、粘結(jié)濕潤劑等均以磨粒質(zhì)量為100時所用份數(shù)，定密度成型可以按照磨具組織號3.3.2研磨法混料成型密度，其中成型壓強為參考數(shù)據(jù)。15本次試驗使用的模具的規(guī)格為: 28.56.56.5（mm）以及501010（mm）。從相關(guān)參考文獻中查處碳化硅磨具的生坯密度可以定為2.3g/cm3，初步計算每個生坯的質(zhì)量為2.3g和11.5g。由于考慮到在實驗過程中可能發(fā)生的原料損失，因此，在混料時把每個毛坯按2.5g計算并把每個配方的料稱量6份,由于501010（mm）的磨具用來壓制加聚苯乙烯

34、和碳酸銨的試樣用來測量抗沖擊強度，所以每個配方只需稱量3份。把稱量直到料均勻即可。然后把混均勻的料按對應(yīng)的加入量編號放到相應(yīng)的袋子里3.3.3困料料添加4.5%的PVA水溶液在研缽中混料待用。把每個袋子里的粉料貼上相應(yīng)編號為A11、A12、A13、A14、A15、A16，A21、A22、A23、A24、A25、A26，B11、 B12、B13、B14、B15、B16，B21、B22、B23、B24、B25、B26，B31、B32、B33、B34、B35、B36，K。把袋子里的空氣排除后密封好困料二十四小時，使料中的臨時粘結(jié)劑及其他組分分散均勻。3.3.4 模壓成型本次試驗采用的是成型，磨具的規(guī)

35、格為：28.56.56.5（mm）以及501010（mm）。生坯的密度設(shè)計為2.3g/cm3。因此，每份料稱量的質(zhì)量應(yīng)為2.3g和11.5g，但考慮到會有料的損失，故每份料的添加量定為2.32g和11.54g。把已經(jīng)困料二十四小時后的料分別稱量倒入模具中，放到壓機下加壓，并保壓一定時間。然后在壓編號，如石墨加入量為3.5% 可編號為A11A12A13A14A15A16。3.3.5 干燥生坯上成型后的磨具濕坯，水分含量較高，強度偏低，需要通過干燥除去濕坯內(nèi)的大部分水分，提高坯體的干強度。同時也可以保證燒成時坯體在低溫階段不致因水分過高、蒸發(fā)太快而產(chǎn)生裂紋。同時在干燥過程中可以坯體內(nèi)，不至于燒成后

36、內(nèi)部.過大。16干燥時間為二十四小時。如圖1為所用干燥。圖 1電熱鼓風干燥箱4 燒結(jié)工藝過程及試樣性能測定4.1 燒結(jié)工藝參數(shù)及過程因為本坯體中含有PVA、磨料、劑等物質(zhì)，所以燒成過程要考慮到在某些特殊溫度點進行保溫，以促使水分的- 6 -排出和晶型的充分轉(zhuǎn)變。17參考相關(guān)文獻以及結(jié)合經(jīng)驗可知，18生坯體中臨時粘結(jié)劑PVA會在400左右開始燃燒揮發(fā)，750左右結(jié)合劑中相關(guān)組分出現(xiàn)熔融現(xiàn)象，聚苯乙烯在320左右開始裂解，聚乙烯在400出現(xiàn)裂解現(xiàn)象，精萘在110開始揮發(fā)，碳酸銨在100開始分解，石墨在400以被氧化，所以有以上的分析可以得到本實驗的加石墨的燒成曲線如表6：從室溫開始以1/min升到

37、400在保溫1小時；從400開始以1.5/min升到750保溫2小時。加碳酸銨燒成曲線如表7：從室溫開始以1/min升到100在保溫1小時；從100開始以1/min升到400保溫1小時；從400開始以1.5/min升到750在保溫2小時。加精萘燒成曲線如表8：從室溫開始以1/min升到110在保溫1小時；從110開始以1/min升到400保溫1小時；從400開始以1.5/min升到750在保溫2小時。加聚乙烯的燒成曲線如表9：從室溫開始以1/min升到400在保溫2小時；從400開始以1.5/min升到750保溫2小時。加聚苯乙烯燒成曲線如表10：從室溫開始以1/min升到320在保溫1小時；

38、從320開始以1/min升到400保溫1小時；從400開始以1.5/min升到750在保溫2小時?？瞻捉M燒成曲線如表11為室溫開始以1/min升到400在保溫1小時；從400開始以1.5/min升到750保溫2小時。圖2添加圖3 添加圖4 添加圖5添加圖6添加劑A1配方的燒成曲線劑A2配方的燒成曲線劑B1配方的燒成曲線劑B2配方的燒成曲線劑B2配方的燒成曲線圖7 K配方的燒成曲線按上述工藝參數(shù)進行升溫燒成，待爐溫冷卻至200 出試樣待測性能。爐門開一小縫加快冷卻速度，待爐溫冷卻至室溫時取4.2 試樣氣的測定對試樣進行體氣檢測的理論基礎(chǔ)是原理：F=gv，=液體的密度即蒸餾水的密度，g=9.81g

39、/cm3，v=排開液體的體積。本次試驗使用水煮法來排出試樣體中含有的顯氣孔中含有的空氣，煮沸時間為兩個小時。煮之前測得干重為G1，煮過之后測得試樣的浮重（G2）和濕重（G3）。 由公式：氣=（G3G1）（G3G2）。194.3 試樣抗折強度及抗沖擊強度的測定強度時當材料在使用中受到時抵抗破壞的一種能力指標，是指材料所能承受的最大，亦即當對材料加載時使其斷裂的。本次試驗選用材料試驗機用三點彎曲法如圖8進定。試樣受張力側(cè)外表面上的最大表：max=Mmax/W,其中三點彎曲的最大彎矩Mmax=PL/4，矩形截面的截面矩W=bh2/6，所以抗折強度的表為：=3PL/2bh2。20抗沖擊強度表.圖8三點

40、彎曲法測抗折強度4.4 試樣耐磨性的檢測.圖9立式萬能磨擦磨損試驗機為=W/bh。如圖9為本實驗所用的立式萬能摩擦磨損試驗機，設(shè)定試驗力為50N，時間為600s，轉(zhuǎn)速為100r/min，加載速度為2.5N，選取對磨件為45#鋼。將試樣端面磨平之后用AB膠粘附在轉(zhuǎn)頭底部，對磨件安裝在相應(yīng)固定槽上，對磨前稱的試樣重為G1,，對磨件為G2，磨削之后稱得試樣重為G3，對磨件重為G4。則磨削比為=G1-G3/G2-G4。21實驗儀器中可測得摩擦力與時間、摩擦系數(shù)與時間、試驗力與時間的曲線圖，可根據(jù)曲線圖分析相關(guān)性能。4.5 氣孔形貌檢測.圖10 智能萬能材料顯微鏡如圖10為本實驗所用顯微鏡。將斷面已經(jīng)磨

41、平洗凈烘干的試樣放置于置物臺上，調(diào)節(jié)放大倍數(shù)為50倍，仔細觀察斷面氣孔、磨粒等分布情況。5 實驗結(jié)果與討論本次實驗采用單因素變量法，每次改變一個影響因素的條件，變量即劑加入量和種類進行了多組實驗對比。5.1劑加入量對磨具試樣氣的的影響圖12添加圖13添加劑A2試樣氣劑B2試樣氣圖12和圖13分別表示了A2和B2加入量為3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%時的氣。從無機劑A2組可以變化幅度不看出隨著劑加入量的增加，氣增大，氣從30.08%增至32.64%，添加加入量從5%到6%時，氣大；從有機劑B2組同樣可以看出隨著劑加入量的增加，氣逐漸增大，氣從30.64%增至32.90

42、%，并且隨- 7 - 8 -劑對超高速陶瓷結(jié)合劑CBN磨具結(jié)構(gòu)與性能影響的研究_第2部分總文字比：0.6%（27）總字數(shù)：48741AVS1-P7環(huán)路濾波器研究與設(shè)計0.6%(導(dǎo)師：晶) - 青島大學- 2008-05-12是否引證：否圖14中可以看出隨著無機劑碳酸銨加入量增加試樣強度逐漸降低，最高強度為72.58MPa，最低強度為58.48MPa；圖15中同樣可以得到隨著有機劑聚苯乙烯加入量增加試樣強度逐漸降低，最高強度為67.40MPa，最低強度為52.99MPa。從數(shù)據(jù)分析中得知 劑加入量對試樣抗折強度有較大影響，即隨著 劑加入量增加試樣抗折強度呈遞減變化。從變化幅度來看，添加碳酸銨的試

43、樣抗折強度最大值與最小值相差較大；而添加聚苯乙烯的試樣抗折強度最大值與最小值相差較小。從變化規(guī)律可以看到添加碳酸銨的相鄰加入量之間試樣抗折強度差值波動沒有規(guī)律，而添加聚苯乙烯的相鄰加入量之間試樣抗折強度差值波動比較有規(guī)律。因此可以推知添加有機 劑可以較好 試樣的抗折強度變化范圍，并且添加有機 劑得到的試樣強度也能符合陶瓷結(jié)合劑CBN磨具所需強度。5.3 劑加入量對磨具試樣磨削性能的影響圖16添加 劑A2磨具試樣磨削比圖17添加 劑B2磨具試樣磨削比圖18 劑B2加入量為3.5%時對磨摩擦力時間曲線圖19 劑B2加入量為4.5%時對磨摩擦力時間曲線圖20 劑B2加入量為5.5%時對磨摩擦力時間曲

44、線圖16和圖17分別表示無機 劑A2 、有機 劑B2 在不同加入量下的磨削比，由于磨削比=試樣減少量/對磨件減少量，因此數(shù)值較小時表征試樣磨削性能較好，可以看出添加兩者的試樣磨削比數(shù)據(jù)都是隨著加入量增加先變小后變大，即磨削性能先變好后變差。從摩擦力時間曲線同樣可以看出上述變化趨勢。從而可推知在添加 劑加入量為4.5%及5.0%左右時，磨具試樣磨削性能較好。5.4 劑加入量對磨具試樣抗沖擊強度的影響圖21添加 劑A2磨具試樣抗沖擊強度圖22 添加 劑B2磨具試樣抗沖擊強度圖22和圖23分別表示了添加無機 劑A2和有機 劑B2磨具試樣抗沖擊強度。添加無機 劑A2時磨具試樣抗沖擊強度最高為4.04M

45、Pa（加入量為4.5%），最低為1.38MPa（加入量為6.0%），抗沖擊強度隨 劑加入量先增加后減少；添加有機 劑B2時磨具試樣抗沖擊強度最高為3.25MPa（加入量為5.0%），最低為1.45MPa（加入量為3.5%），抗沖擊強度同樣是隨 劑加入量先增加后減少。因此磨具試樣抗沖擊強度同樣是隨 劑加入量先增加后減少，但就曲線變化趨勢來看，添加有機 劑的磨具試樣抗沖擊強度強度變化較為平緩，所以添加有劑 劑更容易調(diào)控 性能。抗沖擊強度之所以呈現(xiàn)這種變化可能是因為氣孔的 可以像微裂紋一樣產(chǎn)生增韌效果，但當氣孔含量較大時，一些微氣孔就會相互貫通從而導(dǎo)致抗沖擊強度降低。因此當 劑含量在4.5%5.0之

46、間時，磨具試樣抗沖擊強度較高。5.5 劑加入量對磨具試樣氣孔形貌的影響圖23 劑B2加入量為3.5%時磨具試樣氣孔形貌圖24 劑B2加入量為4.5%時磨具試樣氣孔形貌圖25 劑B2加入量為5.5%時磨具試樣氣孔形貌圖26 劑A2加入量為3.5%時磨具試樣氣孔形貌圖27 劑A2加入量為4.5%時磨具試樣氣孔形貌圖28 劑A2加入量為5.5%時磨具試樣氣孔形貌圖22、24、25分別為有機 劑B2加入量為3.5%、4.5%、5.5%時磨具試樣氣孔形貌；圖26、27、28分別為無機劑A2加入量為3.5%、4.5%、5.5%時磨具試樣氣孔形貌。可以清晰地看到隨著 劑加入量增加，氣孔含量隨之升高。并且可以

47、看到 劑含量越高，氣孔分布越均勻。從圖中還可以分析出添加碳酸銨得到的氣孔相對于添加聚苯乙烯的試樣來說，分布更加集中，如果氣孔分布相對集中情況下，試樣內(nèi)部局部 以及缺陷較多，會對試樣強度造成影響。5.6 劑種類對磨具試樣氣 的影響著加入量增加，氣 均勻上升。因此可以推知隨著有機 劑或無劑 劑加入量的增加，試樣氣 都會隨之上升，即氣 與 劑添加加入量呈線性 。但是由于添加有劑 劑時，氣 變化更均勻，因此能更有效 氣 ，所以有機 劑在相比之下更適于陶瓷結(jié)合劑CBN磨具。225.2劑加入量對磨具試樣抗折強度的的影響圖14添加劑A2磨具試樣抗折強度圖15添加劑B2磨具試樣抗折強度圖14和圖15分別表示了

48、劑A2 、B2加入量為3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%磨具試樣的抗折強度。表3劑加入量為4.5%時磨具試樣氣劑加入量（%）氣（%）A14.532.05A24.529.11B14.531.63B24.531.17B34.534.19表4劑加入量為5.0%時磨具試樣氣劑加入量（%）氣（%）A15.032.54A25.030.38 B15.033.92B25.032.52 B35.036.33表3和表4分別表示了劑加入量為4.5%和5.0%，添加不同種類劑時磨具試樣氣。由表3可以看到在添加劑加入量為4.5%時，添加有機劑B2的試樣測得的氣最高，添加無機劑A2的試樣測得的氣最

49、低，添加A1的試樣氣略高于添加B1和B3的試樣；在添加劑加入量為5.0%時，添加有機劑B3的試樣測得的氣同樣是最高的，添加A2試樣測得的氣最低，添加B1的試樣測得的氣略高于添加A1的試樣。從實驗數(shù)據(jù)總體上來分析可以得知在磨具試樣中添加有劑劑得到的氣高于添加無機劑的試樣。這是由于在相同加入量情況下，聚乙烯、聚苯乙烯、精萘裂解出的氣體量較多，從而在燒成時造孔較多。5.7表5劑種類對磨具試樣抗折強度的的影響劑加入量為4.0%時磨具試樣抗折強度劑加入量（%）抗折強度（MPa）A14.052.57A24.072.24B14.059.54B24.062.63B34.050.60表6劑加入量為4.5%時磨具

50、試樣抗折強度劑加入量（%）抗折強度（MPa）A14.550.4A24.567.85B14.559.40B24.565.45B34.548.03表5和表6分別表示了劑加入量為4.0%和4.5%時試樣的抗折強度。由表5可以看出添加 A2 的試樣抗折強度最高，添加 B3 的試樣抗折強度最低，添加B2 和B1 的試樣強度高于添加A1的試樣強度；從表17可以同樣看出添加A2的試樣抗折強度最高，添加 B3 的試樣抗折強度最低，添加B2 和B1 的試樣強度高于添加A1的試樣強度。從總體上可以分析出添加有機劑得到的試樣抗折強度高于添加無劑劑的抗折強度，至于添加聚乙烯的試樣抗抗折強度相對較低可能是因為聚乙烯劑粉

51、末粒度略微較大，形成的氣孔較大，有較多相互貫通的氣孔，從而對強度造成一定影響；而添加碳酸銨的試樣強度較高可能是因為碳酸銨分解溫度較低，在低溫階段緩慢分解氣體，不至于形成過多相互貫通的氣孔，從而強度相對較高。如精萘和聚苯乙烯也比較適合陶瓷結(jié)合劑CBN磨具。強度影響方面考慮，碳酸銨是比較理想的劑，但有機劑5.8表7劑種類對磨具試樣磨削性能的影響劑加入量為4.0%時MO磨具試樣磨削比劑加入量（%）磨削比（%）A14.075.19A24.045.50B14.050.09B24.070.00B34.049.81表8劑加入量為4.5%時磨具試樣磨削比劑加入量（%）磨削比（%）A14.527.83A24.5

52、40.00B14.533.33B34.566.00B24.533.33表7和表8分別表示了劑加入量為4.0%和4.5%時磨具試樣磨削比，因此從磨削比數(shù)據(jù)可以看出在相同加入量下添加有劑比添加無機劑相對較好，但相差不大。因此從數(shù)據(jù)可以推知在同種加入量下劑種類對磨具試樣磨削性能影響不大。5.9劑種類對磨具試樣抗沖擊強度的影響表9劑加入量為4.5%時磨具試樣抗沖擊強度劑加入量（%）抗沖擊強度（MPa）A24.52.68B24.53.25表10劑加入量為5.0%時磨具試樣抗沖擊強度劑加入量（%）抗沖擊強度（MPa）A24.52.39B24.52.95表9表示了添加劑為 A2 、B2 且加入量為4.5%時

53、磨具試樣的抗沖擊強度，表10表示了添加劑為 A2 、B2且加入量為5.0%時磨具試樣的抗沖擊強度。從兩組數(shù)據(jù)中都可分析出添加有劑機劑的磨具試樣。劑的磨具試樣抗沖擊強度高于添加無5.10圖29劑種類對磨具試樣氣孔形貌的影響劑A2加入量為4.5%時磨具試樣氣孔形貌圖30劑B2加入量為4.5%時磨具試樣氣孔形貌圖29、30分別為劑A2劑B2加入量為4.5%時氣孔形貌。可以看到添加聚苯乙烯的試樣氣孔大部分呈球形，添加碳酸銨試樣氣孔形狀沒有統(tǒng)一規(guī)則，有較多為長條狀；添加聚苯乙烯的試樣氣孔大部分呈孤立狀，而添加碳酸銨試樣氣孔有較多相互貫通。- 9 -添加精萘和聚苯乙烯的試樣氣孔大部分呈球形可能是因為精萘和聚苯乙烯粉末為剛性有機物質(zhì)，在承受一定時可以保持自身形狀不發(fā)生太大變化，以至于可以均勻分在在坯體內(nèi)部，所以在受熱分解時氣體可以占據(jù)的空間從而形成準球形氣孔。而碳酸銨和石墨則沒有上述性能。劑自身占有查閱相關(guān)資料可知當陶瓷磨具中的氣孔成