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砂轮的组成主要包括磨料、结合剂、气孔等,结合剂的作用是把磨料结合到一起,并且把磨料表面包住,使得砂轮在磨削过程中磨料不容易分离脱落而影响磨削效果,可见结合剂是影响砂轮磨削能力的一个重要因素。与国外相比,现在国内砂轮的各个性能还有待提高。所以非常有必要对低温高强度结合剂进行研究。本课题以二氧化硅和氧化铝为主要原材料,采用碱激活方式制备浇筑砂轮用低温陶瓷结合剂。选择三组不同的原材料,通过正交试验的设计方法,选择碱激发剂种类、硅铝比、碱激发剂浓度作为三因素,每个因素取三个水平,研究三因素对浇筑砂轮用低温陶瓷结合剂的影响及规律,以此确定三因素的最优水平;然后在正交试验的基础上引入某些金属氧化物和其他元素对浇筑砂轮用低温陶瓷结合剂进行改性,从中选出最优试验结果;最后再改变养护制度来对浇筑砂轮用低温陶瓷结合剂进行研究。具体研究内容和结果如下:(1)正交试验结果表明:浇筑砂轮用低温陶瓷结合剂的影响因素主次顺序依次为碱激发剂浓度、硅铝比、碱激发剂种类,原材料选择微硅粉和γ-氧化铝这组较好。最优配合比为:碱激发剂浓度为3.6 mol/L,碱激发剂选择氢氧化钾,硅铝比为n(SiO2)/n(Al2O3)=4,低温陶瓷结合剂的抗折强度达到7.17MPa,抗压强度达到17.15MPa。(2)浇筑砂轮用低温陶瓷结合剂的改性试验结果表明:当碱激发剂浓度为7.0mol/L时,引入氧化钙的低温陶瓷结合剂的抗折与抗压强度最大,分别达到12.40MPa和53.27MPa;提高溶解温度不但不能提高低温陶瓷结合剂的力学性能,反而会降低其力学性能;当n(CaO)/n(A12O3)为1.0时,即氧化钙取63.31g低温陶瓷结合剂力学性能最佳;氧化锌的引入并没有改善低温陶瓷结合剂的力学性能;当往碱激发剂中加入9.3g硼酸时,低温陶瓷结合剂的抗折与抗压强度有所改善,分别达到13.88MPa和59.18MPa。(3)改变养护制度对浇筑砂轮用低温陶瓷结合剂进行研究,试验结果表明:在常温常压条件下养护,低温陶瓷结合剂前期强度增长较快,后期缓慢增长,60d的抗折强度达到12.89MPa,抗压强度达到59.72MPa;在80℃下延长养护时间,强度基本没多大变化;本课题制备出的浇筑砂轮用低温陶瓷结合剂的软化系数为0.89,属于耐水性材料。制备浇筑砂轮用低温陶瓷结合剂的最佳配比为:微硅粉为271.36g、γ-氧化铝为115.33g、氧化钙为63.31g,硼酸为9.3g,氢氧化钾为88.2g,碱激发剂为225g,得到的抗折与抗压强度分别为13.88MPa和59.18MPa,且属于耐水性材料。