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陶瓷结合剂刚玉碳化硅磨具配方设计

http://www.momo35.com   来源:《磨料磨具》杂志  日期:2018/06/13

陶瓷结合剂刚玉碳化硅磨具使用的结合剂主要由粘土、长石、硼玻璃以及少量滑石、石英等组成。陶瓷结合剂磨具配方的设计建国后多年来并没有明显的改进,这个问题的的解决是在上世纪80年代初应用微机之后才出现了转机。1984年郑州机专(现河南工业大学材料学院)磨料磨具系与计算机系合作编制了一批BASIC语言配方设计程序。随着计算机技术的发展不断出现性能强大的新的机型并根据磨料粒度的粗细、结合剂性能的不同对公式做了新的调整,而且这一配方设计程序还可以在互联网上不断升级,并可使各厂的技术人员在网上得到应用方面的帮助,希望这一工作能对固结磨具的技术人员有所帮助。
 
一、陶瓷结合剂
1、常用结合剂配比,见表1

 
2、结合剂耐火度预测
粘土-X1   长石-X2   硼玻璃-X3   三元系统
Y=1720×X1+1270×X2+617×X3+20×X1×X2-514×X1×X3-974×X2×X3+720×X1×X2×(X1-X2)+952×X1×X3×(X1-X3)-403×X2×X3×(X2-X3)+26.7×X1×X2×(X1-X2)^2+1768×X1×X3×(X1-X3)^2+504×X2×X3×(X2-X3)^2-3757×X1^2×X2×X3+5005×X1×X2^2×X3+539×X1×X2×X3^2
X1,X2,X3 ≧0
X1 +X2 +X3 =100%
二、陶瓷结合剂刚玉碳化硅磨具配方设计的参数编码
1、按国家标准顺序排列的名义硬度换算式(代号:粒度+砂室)
(1)代号365,405
 X=18.0714-(105.7194+57.1429H)^0.5
(2)代号465,545
X=14.7-(40×(H-f(1.778)×(2×H/9.7-0.3721)-31.9)^0.5
(3)代号605,705,805,905
X=15.5-(40.25+H/0.025)^0.5
(4)代号1005,1205,1505
X=f(1.95)×(71/6-(50×H/3-26.9722)^0.5+f(-1.95)×(89/6-(100×H/3-36.6389)^0.5
(5)代号3628,4028
 X=291/22-(400×H/11-2.312)^0.5
(6)代号4628,5428
X=f(2.14)×(577/46-(400×H/23-70399/2116))+^0.5×f(-2.14)×(207/14-(200×H/7-8391/196)^0.5)
(7)代号6028,7028,8028,9028
X=14-(40×H-1.8)^0.5
(8)代号10028,12028,15028
X=f(3.415)×(23.5-(80×H-76.15)^0.5+f(-3.415)×(16.75-(50×H-116.9375)^0.5)
(9)代号18060,22060,24060,W6360
X=f(-59.5)×(14-(191-2H)^0.5)+f(59.5)×(15-(209-2×(H-f(94.5)×(3×H/10-28.6)^0.5
(10)代号W5060,W4060,W2860,W2060,W1460
X=f(-104.5)×12.5-(1/2)×f(-104.5)×(809-8(H-f(93.5)×(12-(889-8×H)1/2)^0.5+f(104.5)×(H/3-24)
(11)代号W1060,W760,W560
X=6.5-(81.24-H)^0.5
(12)代号W10100, W7100, W5100
X=22.5-(536.25-4×(H+f(101)×(22/100×(H-101))+f(-57)×(15.625-35×H/120)^0.5
式中
X——名义硬度
H——硬度测定值
f(L)=1/π(arcctg((L)×10^9))
(L)=H0-H
H0——L给定值
 2、硬度序数编码X


3、粒度序数编码Y

 
三、某些设计参数的数据范围
1、结合剂耐火度T
刚玉磨具T=950~1450℃
碳化硅磨具T=1220~1500
2、结合剂抗拉强度F
F=25~100 Kg/cm2
默认值F=50Kg/cm2
3、结合剂可塑性m
m=20~120
默认值m=30
4、颗粒密度
刚玉磨料dg
dg=3.90~3.98 g/cm3
默认值m=3.92g/cm3
碳化硅磨料dt
dt=3.12~3.22g/cm3
默认值dt=3.21g/cm3
5、配方中各物料的百分重量总会?W
四、棕刚玉白刚玉16#~W10磨具配方设计式
1、结合剂量Ag
Ag=(0.00055×T^1.25+0.6×X^1.15+0.5×Y^0.88+0.05×X^1.05×Y^0.88)×(T^0.135/1.22F^0.2)
2、粘结剂量(糊精)Dg
Dg=(2.8-0.2×X-0.15×Y^0.5)×(m/(m-10))^0.3        Dg≧0
3、润湿剂量Rg
Rg=0.6+0.22×(Ag+Dg)
4、毛坯磨粒率Ug
Ug=68.5-0.12×X^1.05-1.3×Y^0.88-0.0088×T
5、成性密度γg
γg=dg×Ug×?W
五、黑碳化硅、绿碳化硅16#~W10磨具配方设计式
1、结合剂量At
At=(0.058×T^0.75+1.8×X^1.05-0.2×Y^0.88+0.03×X^1.05×Y^0.88)×(T^0.135/1.22×F^0.2)
2、粘结剂量(糊精)Dt
Dt=(3-0.2×X-0.1×Y^0.5)×(m/(m-15))^0.3           Dt≧0
3、润湿剂量Rt
Rt=1+0.13×(At+Dt)
4、毛坯磨粒率Ut
Ut=67.5-0.12×X^1.05-1.2×Y^0.88-0.046×T^0.75
5、成性密度 γt=dt×Ut×?W

 
六、成品组织号计算
V=(U(1-A×β-μ)/(1-3αλ)
V-成品磨粒率
U-毛坯磨粒率
A-结合剂量
β-融蚀系数
μ-杂质系数
α-烧成线收缩系数
λ-工艺系数
β=14.95-3.92×T+0.915×t
T-结合剂耐火度
t-烧成温度
α=(5247+37.94×Y-7857×U+2234×A-1.411×T)×10^-5
Y-粒度编码
U-毛坯磨粒率
A-结合剂量
T-结合剂耐火度
μ=α×Y
 α-烧成线收缩系数
Y-粒度编码
λ=1+0.006×(t-1300)
λ-温度系数
t-烧成温度
另外一种简约的求成品磨粒率方法也可参考使用
V=U×(1-1.3%)
V-成品磨粒率
U-毛坯磨粒率


        严肃警示:本文系《磨料磨具》杂志57期原创作品,如媒体及个人执意转载,请尊重他人的知识产权和劳动成果,必须标明文章出处“《磨料磨具》杂志”及文章作者!对于那些肆意违反商业、职业道德,破坏公平竞争环境,擅自霸占删改我方文章信息、图片资料等劳动成果,或将其用作直接盈利目的的媒体及个人,我们将依法追究其侵权责任!
  
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