溶胶—原位凝胶法制备陶瓷结合剂/金刚石砂轮的结构与性能

摘要

溶胶—凝胶法是一种新颖的原位凝固成型工艺.将硝酸盐溶液、SiO2溶胶和表面改性金刚石颗粒混合,引入高效分散剂等途径制备出了低粘度高固含量的金刚石微粉浆料,原位凝固后坯体各部位密度具有很好的均匀性,制备的胚体在850℃/1.5h条件下烧结后得到金刚石砂轮,研究混合料浆中固含量对砂轮的微观结构以及表面粗糙度、抗弯强度和气孔率等性能的影响.结果表明:采用溶胶—凝胶法制备的砂轮烧结体可达到理论密度的97％,基本实现致密化.SiO2—Al2O3—ZnO-Na2O—Li2O—P2O5复合氧化物陶瓷结合剂晶化程度高,晶型完整;随混合料浆中固含量增加,砂轮的气孔率先降低后升高,而抗弯强度则先升高后降低,当固含量(体积分数)为60％时,砂轮的孔隙率和抗弯强度分别达到最小值(26.5％)和最大值(68MPa).与传统粉末压制法相比,采用溶胶-凝胶原位法制备的砂轮,微观结构均匀,磨削后的硬质合金工件表面无较深划痕,工件的表面粗糙度为0.049μm,砂轮的抗弯强度和气孔率分别提高约33.8％和41.1％.