CN102009393A - 一种高速磨削cbn陶瓷砂轮制备技术 - Google Patents

一种高速磨削cbn陶瓷砂轮制备技术 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高速磨削CBN陶瓷砂轮制备技术，步骤如下：按照下列份数比将原料混合，长石30-50、硼玻璃40-60、K2CO3 3-7、Na2CO3 3-7，高温烧成；将纳米SiO2粉、纳米莫来石粉、预熔陶瓷粉按2∶3∶5质量比球磨混合均匀，所得制品为结合剂；磨料层：结合剂35％、白刚玉8％、氧化铝空心球7％、CBN50％；过渡层：结合剂35％、150目陶瓷球65％；将上述称好物料混合均匀加入聚乙烯水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。本发明的优点：1.结合剂烧成温度低，抗折强度高，对磨料粘结性好；2.提高了结合剂对磨料的润湿性；3.提高磨粒切削效率，降低成本；4.提高了结合剂对磨料的包裹能力、强度、烧结温度；5.CBN强度不变化，表面无烧损。

Description

一种高速磨削CBN陶瓷砂轮制备技术
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体说是一种砂轮制备技术，更具体说是一种高速磨削CBN陶瓷砂轮制备技术。
背景技术
由于油价上涨、原材料成本上升、人民币升值以及国家对节能汽车各种优惠政策等多种因素的影响，市场对环保、节能新动力汽车的呼声越来越高。这就要求汽车发动机的性能越来越优良，作为发动机重要零部件的曲轴连杆颈加工的精密程度直接影响发动机节能效果，国内目前对于此方面还没有成型技术，迫切需要研制出一种用于汽车曲轴连杆颈高速磨削的CBN陶瓷高速砂轮制备技术。
CBN砂轮也叫立方氮化硼砂轮，CBN(立方氮化硼)是除金刚石外的又一种超硬材料，主要用来制作砂轮，以及刀具等，CBN砂轮颗粒锋利适合适合磨削各类硬材料，如金刚石复合片等，按照结合剂的不同，可分为树脂砂轮、陶瓷砂轮等。
CBN陶瓷砂轮主要由钢基体和工作磨料层两部分组成，工作磨料层主要成分为陶瓷结合剂和CBN，传统CBN陶瓷结合剂的烧成温度一般为900-950℃，抗折强度一般75MPa，此温度下CBN强度损失10％左右，且CBN磨料尖角钝化。陶瓷结合剂强度越大，砂轮修整周期越长，寿命越高。CBN尖角和强度，影响砂轮切削效率。
发明内容：
为提高砂轮整体性能，本发明的目的是提供一种低温陶瓷结合剂CBN高速砂轮制备技术。陶瓷结合剂烧成温度为750℃，但抗折强度能达到115MPa，此温度下CBN强度基本不损失，切棱角分明，大大提高了CBN砂轮切削性能。
具体技术方案为：
一、结合剂制备
1、预熔陶瓷粉料
a.原料混制：按照下列份数比(体积比)将原料混合，长石30-50、硼玻璃40-60、K2CO3 3-7、Na2CO3 3-7；
b.高温烧成：1600度(摄氏)；
c.水冷至常温；
d.破碎、过240标准筛；
e.筛下粉末烘干，所得粉末即为预熔陶瓷粉。
2、结合剂混制
将纳米级SiO2粉、纳米莫来石粉、预熔陶瓷粉按2∶3∶5质量比球磨混合均匀，所得制品为结合剂；
二、陶瓷磨料层制备
a.按下列配比(体积比)称取磨料层：结合剂35％、白刚玉8％、氧化铝空心球7％、CBN50％；
b.按下列配比(体积比)称取中间过渡层：结合剂35％、150目陶瓷球(耐温1350℃)65％；
将称好物料混合均匀。
将混合好的物料加入聚乙烯水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。
陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结过程中我们采取氮气保护焙烧方式，保证CBN强度不变化，表面无烧损。
本发明的优点：1.结合剂烧成温度低，抗折强度高，对磨料粘结性好；2.高温预熔陶瓷的加入降低了结合剂烧成温度，并提高了结合剂对磨料的润湿性；3.CBN陶瓷工作层中加入适量的金刚石，能在一定程度上提高磨粒切削效率，并能降低成本；4.纳米材料的引入大大提高了结合剂对磨料的包裹能力、强度、烧结温度；5.陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结过程中我们采取惰性气体保护焙烧方式，保证CBN强度不变化，表面无烧损。
具体实施方式
实施例1
一、结合剂制备
1、预熔陶瓷粉料
a.原料混制：按照下列份数比(体积比)将原料混合，长石50、硼玻璃40、K2CO3 7、Na2CO3 3；
b.高温烧成：1600度(摄氏)；
c.水冷至常温；
d.破碎、过240标准筛；
e.筛下粉末烘干，所得粉末即为预熔陶瓷粉。
2、结合剂混制
将纳米级SiO2粉、纳米莫来石粉、预熔陶瓷粉按2∶3∶5质量比球磨混合均匀，所得制品为结合剂
二、陶瓷磨料层制备
a.按下列配比(体积比)称取磨料层：结合剂35％、白刚玉8％、氧化铝空心球7％、CBN50％；
b.按下列配比(体积比)称取中间过渡层：结合剂35％、150目陶瓷球(耐温1350℃)65％；
将称好物料混合均匀。
将混合好的物料加入聚乙烯水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。
陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结过程中采取氮气保护焙烧方式，保证CBN强度不变化，表面无烧损。
实施例2
一、结合剂制备
1、预熔陶瓷粉料
a.原料混制：按照下列份数比(体积比)将原料混合，长石30、硼玻璃60、K2CO3 3、Na2CO3 7；
b.高温烧成：1600度(摄氏)；
c.水冷至常温；
d.破碎、过240标准筛；
e.筛下粉末烘干，所得粉末即为预熔陶瓷粉。
2、结合剂混制
将纳米级SiO2粉、纳米莫来石粉、预熔陶瓷粉按2∶3∶5质量比球磨混合均匀，所得制品为结合剂
二、陶瓷磨料层制备
a.按下列配比(体积比)称取磨料层：结合剂35％、白刚玉8％、氧化铝空心球7％、CBN50％；
b.按下列配比(体积比)称取中间过渡层：结合剂35％、150目陶瓷球(耐温1350℃)65％；
将称好物料混合均匀。
将混合好的物料加入聚乙烯水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。
陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结过程中采取氮气保护焙烧方式，保证CBN强度不变化，表面无烧损。
表1为本发明的CBN陶瓷高速砂轮与日本丰田万磨砂轮加工同类产品参数比较：
表1
Figure B2009101872497D0000031

Claims (2)

1.一种高速磨削CBN陶瓷砂轮制备技术，包括结合剂制备步骤、陶瓷磨料层制备步骤、陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结步骤，其特征在于：
所述结合剂制备步骤为：首先预熔陶瓷粉料a.原料混制：按照下列份数比(体积比)将原料混合，长石30-50、硼玻璃40-60、K2CO3 3-7、Na2CO33-7；b.高温烧成：1600度；c.水冷至常温；d.破碎、过240标准筛；e.筛下粉末烘干，所得粉末即为预熔陶瓷粉；其次结合剂混制步骤：将纳米SiO2粉、纳米莫来石粉、预熔陶瓷粉按2∶3∶5质量比球磨混合均匀，所得制品为结合剂；
所述陶瓷磨料层制备步骤为：首先按下列配比(体积比)称取磨料层：结合剂35％、白刚玉8％、氧化铝空心球7％、CBN50％；其次按下列配比(体积比)称取中间过渡层：结合剂35％、150目陶瓷球(耐温1350℃)65％；将上述称好物料混合均匀；
将混合好的物料加入聚乙烯水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。
2.根据权利要求1所述的制备技术，其特征在于：所述陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结步骤中采取氮气保护焙烧方式。
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