陶瓷结合剂原料配方设计原则

陶瓷结合剂磨具原料的主要成分有磨料、结合剂和辅料。在磨具制造时，各种原料用量、磨具坯体的质量、成形密度（或成形压力与坯体厚度）必须符合技术要求的规定，为设定性的磨具确定磨料结合剂和辅料之间的比例关系，称为磨具配方。

磨具配方的内容包括磨料、结合剂的种类、性能和用量、润湿剂、成孔剂、着色剂等原料的性能和用量。磨具坯体的成形密度（或成形压力、度）、磨具组织的确定。

配方是根据磨削技术要求、磨具制造工艺条件和已积累的生产经验及实验验证来确定的。配方一经确定就是制造磨具的重要技术文件，是制造磨具的工艺依据，它对磨具的使用有决定性的作用，各个磨具生产厂家，都根据自身的优势（材料、设备、能源等）制定出具有特色的磨具配方。

配方种类繁多，按磨削应用方法可分为通用磨具配方和专用磨具配方。按磨具坯体成型工艺的不同分为压制磨具配方、水浇筑磨具配方和热蜡浇筑磨具配方等。配方与所制造出的磨具成分不同。

配方中的物料在磨具制造过程中可有三种情况发生：基本上不发生变化，如磨料本身有化学惰性，与其他物料不发生化学反应，且不受温度影响；发生化学变化，如结合剂在温度等因素作用下将发生化学反应，并有小分子逸出；在磨具制造过程中全部挥发，如成孔剂的精萘等。

磨具配方的表示方法是以磨料质量为100，其他组分以此为基础所占磨料的质量分数。将所有配方数、磨具组织号、成形密度、磨具硬度级别，均列于同一表内。

配方设计是一个反复试验逐步完善的过程。配方设计应满足以下要求。

 确定砂轮磨粒种类、粒度、硬度、结合剂种类的基础上，确定配方结合剂的用量。调整结合剂用量是调整配方硬度的有效方法。一般增加结合剂用量的1%~4%，磨具硬度增加一级。当磨料种类相同。同样硬度，磨粒细粒度时结合剂用量多于粗粒度。在粒度和成形密度相同的条件下，要支撑相同强度等级的磨具，碳化硅磨料所用结合剂用量比刚玉磨料用量多。

 陶瓷磨具在压机（压制）成形磨具配方中有定模法（定体积）和定压法两种配方形式。在定模成形配方中常用成形密度表示，成形密度是用成形湿磨具坯体的质量除以湿坯体的体积。在定模成形配方中，按设定磨具的组织号（磨粒率）来确定成形密度。再根据成形密度调整配方硬度及设计成形料。在定压成形配方中，成形压强及成形密度是重要的技术参数，成形压强为预定值，成形密度为实测值。成形密度（压强）增大，磨具的硬度和强度提高。

定压成型的成形压强提高，所压出的坯体比较之谜，即成形密度大。当成形压强不便，结合剂用量超过3%时，硬度仍不能提高一个小级，则必须提高成形压强，尤其对高硬度磨具，提高成形压强比增加结合剂用量更有效。提高（或降低）成形压强5.0MPa，磨具的硬度均会变化一个小级。

 当磨具硬度不变时，通过调整配方结合剂用量、成形密度或压强，可使磨具磨粒率（组织号）变化达8%~10%（即4~5个组织号）。

 统一登记的硬度（或强度）配方的调整可通过采用较多的结合剂、较小的成形密度以及较少的结合剂、较大的成形密度来实现。指定配方应遵循：随着硬度或强度的提高，结合剂量和成形密度也一次递增的规律。

配方设计的一般顺序如下。