陶瓷磨具的性能主要決定于陶瓷結合劑的性能,配方設計以及磨具制備的工藝過程,因此選擇合理的工藝參數以及工藝制度是保證磨具優良性能的關鍵。陶瓷結合劑的制備方法常用的有三種,即干法、濕法、和玻化法。
干法制備結合劑
這種方法是把結合劑按組成原料的配比進行計算,稱料,然后進行干混過篩。
干混料設備一般為球磨機或葉片攪拌混合機。采用球磨機混合時,球磨機的內襯必須為瓷質或工程塑料襯,球磨介質為包裹硬橡皮的鐵球,橡皮的表面硬度在肖式80以上。料球比為3:1,混料時間一般為2h左右。
干法混料工藝比較簡單,生產周期短,生產效率高。但干法混合時,由于組成陶瓷結合劑的原料粒度比較細,顆粒的滲透分散阻力比較大,因此結合劑不容易混制均勻。另外干法混料時,料的流動性大,粉塵大,污染環境,也影響配料的準確性。
濕法制備結合劑
這種方法是把結合劑的各種原料先加入約60%的水分,然后進行混合。均勻混合的結合劑經過干燥排除其中的水分,再經過研磨過篩。由于水分的存在,使顆粒之間擴散滲透的阻力減小,因此,濕法混制結合劑的均勻性比干法混料要好,但是需要增加排水及再粉碎過程,生產周期延長。
玻化法制備結合劑
通常陶瓷結合劑為多組分原料配合而成,各種粉狀原料使結合劑不容易分布均勻,各組分之間的耐火度有高有低,在燒成溫度下產生液相的時間不同,這會影響結合劑在磨粒周圍的均勻分布。另一方面,組成的結合劑原料,在燒成過程中會發生分解、氧化、氣體溢出等,容易促使磨具發泡。玻化法制備結合劑即是將干混合的結合劑加熱熔融,冷卻后成為均勻的玻璃體,再經過粉碎成為新的結合劑過程。工藝流程如下:
玻化法制備結合劑的特點是把組成結合劑的各種物料加熱熔融,形成硅酸鹽玻璃相,它使各組分物料比較均勻混合,使各種物料結構水的排除、分解氧化反應在熔融階段完成,玻化法制備的結合劑屬于瘠性物料,所以配料時應加入適量的臨時粘結劑,保證成型料的成型性以及坯體的濕干強度。
結合劑的技術要求以及質量檢查
陶瓷結合劑的質量對磨具的質量有決定性的影響,分析檢查并保證結合劑的質量是確保磨具質量的關鍵。所以,每一批結合劑在使用前,必須經過檢驗分析,以確認其質量合格。
通常技術要求有:
耐火度:根據燒成溫度不同,在要求范圍以內。
化學成分:主成分在規定值的2%以內波動,其他雜質應該在允許值內。
粒度組成:用于F240以粗的磨具結合劑通過240#篩網應占98%以上;用于F240以細的磨具通過240#篩網應占99.5%以上,粗于80#的結合劑各組分顆粒應為0。
磁性物含量:按照標準分析,磁性物含量不應該超過0.2%。
含水量:游離水含量不應該超過0.1%。
均勻度要顏色均勻,可塑性符合結合劑規定值。
在較大規模生產時每批結合劑必須按技術要求測其耐火度,粒度組成、均勻度。耐火度波動較大時,應分析結合劑的化學成分,以確定其配比是否正確,當存放時間過長或在潮濕的地方存放,使用前測其含水量。結合劑生產正常時,每月應抽驗其可塑性以及化學成分1-2次。