Разработка и исследование керамической связки для производства абразивного инструмента

Abstract

В работе представлены результаты разработки и исследования керамических связок на основе легкоплавких соединений, таких как Na2CO3, K2CO3, CaCO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2 и N2B4O710H2O. Проведен подбор составов, оптимизирован температурный режим обжига и исследовано влияние вводимых компонентов на температурный интервал спекания. Установлено, что введение буры позволяет существенно снизить температуру спекания до 700-600 °C за счёт понижения вязкости расплава и предотвращения расстеклования. Исследованы физико-механические свойства образцов с использованием абразивных наполнителей – электрокорунда и карбида кремния. Проведены испытания на водопоглощение, пористость, кажущуюся плотность, истираемость и прочность при изгибе. Показано, что образцы на основе разработанной связки обладают характеристиками: прочность до 4,96 МПа при использовании карбида кремния, низкое водопоглощение до 10–14 %, высокая плотность равная 2,01–2,03 г/см3. Это делает их перспективными для применения в абразивном инструменте для наружного и плоского шлифования. Разработанная связка обеспечивает формирование прочной пористой структуры, устойчивой к истиранию и механическим нагрузкам, а также стабильной в условиях термического воздействия. Полученные результаты открывают возможности для применения данной связки в производстве энергоэффективного абразивного инструмента с расширенным диапазоном применения. В условиях современных технологических требований к экологичности и ресурсоэффективности производства, разработанная керамическая система может служить основой для создания новых поколений абразивных материалов с заданными эксплуатационными характеристиками.