CN102059663B - 一种用于汽车喷油嘴磨削的cbn微型陶瓷砂轮制备方法 - Google Patents

一种用于汽车喷油嘴磨削的cbn微型陶瓷砂轮制备方法 Download PDF

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Abstract

一种用于汽车喷油嘴磨削的CBN微型陶瓷砂轮制备方法，按照下列体积份数比将原料混合，长石30-45、硼玻璃40-55、K2CO33-7、Na2CO33-7，高温烧成，制得预熔陶瓷粉后将纳米SiO2粉、纳米莫来石粉、预熔陶瓷粉按2∶2∶6质量比球磨混合均匀，制得结合剂。按：结合剂35％、白刚玉8％、无机物空心球7％、CBN50％的体积比混合制得磨料层，将上述称好物料混合均匀加入聚乙烯醇水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。本发明的优点是：结合剂烧成温度低，抗折强度高，对磨料粘结性好；提高了结合剂对磨料的润湿性；提高磨粒切削效率，降低成本；提高了结合剂对磨料的包裹能力、强度、烧结温度；CBN强度不变化，表面无烧损。

Description

一种用于汽车喷油嘴磨削的CBN微型陶瓷砂轮制备方法
技术领域
本发明涉及一种砂轮制备方法，尤其是用于汽车喷油嘴磨削的CBN微型陶瓷砂轮制备方法。
背景技术
喷油嘴是燃油发动机的重要部件，其精度高低与性能好坏直接影响发动机的燃料燃烧状况与能耗高低，喷油嘴针阔体的内圆磨削，属于小深的内圆精密磨削，其加工要求高，加工难度大。目前国内外此类砂轮使用中多出现砂轮加工精度不良，寿命偏低现象。这就要求砂轮具有高强度的同时还要有良好的锋利度。对此我们研制了一种用于喷油嘴的CBN陶瓷结合剂砂轮的制备方法。
CBN砂轮即立方氮化硼砂轮，CBN是除金刚石外的又一种超硬材料，主要用来制作砂轮及刀具等，CBN砂轮颗粒锋利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微型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℃，抗折强度一般为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高速砂轮制备方法。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强度基本不损失且棱角分明，大大提高了CBN砂轮切削性能。
其技术方案包括：结合剂制备、陶瓷磨料层制备、陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结主要工艺步骤。
结合剂制备
1、预熔陶瓷粉料
a、原料混制：按照下列体积份数比长石30-45、硼玻璃40-55、K2CO33-7、Na2CO33-7将原料混合；
b、1600℃高温烧成；
c、水冷至常温；
d、破碎、过240目标准筛；
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、纳米级莫来石粉、预热陶瓷粉按2∶2∶6质量比球磨混合均匀，所得制品为结合剂。
陶瓷磨料层制备
按下列体积比量取磨料层物料：结合剂35％、白刚玉8％、空心玻璃微球7％、CBN50％。将量好物料混合均匀。
陶瓷砂轮CBN工作层高温烧结
将混合好的物料加入聚乙烯醇水溶液，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；以保证CBN强度不变化，表面无烧损。
本发明的优点是：结合剂烧成温度低，抗折强度高，对磨料粘结性好，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；纳米材料的引入显著提高了结合剂对磨料的包裹能力、降低烧结温度；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。
具体实施方式
实施例1
结合剂制备
1、预熔陶瓷粉料
a、原料混制：按照下列体积份数比长石45、硼玻璃40、K2CO37、Na2CO33将原料混合；
b、1600℃高温烧成；
c、水冷至常温；
d、破碎、过240目标准筛；
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、纳米级莫来石粉、预热陶瓷粉按2∶2∶6质量比球磨混合均匀，所得制品为结合剂。
陶瓷磨料层制备
按下列体积比量取磨料层物料：结合剂35％、白刚玉8％、空心玻璃微球7％、CBN50％。将量好物料混合均匀。
陶瓷砂轮CBN工作层高温烧结
将混合好的物料加入聚乙烯醇水溶液，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；以保证CBN强度不变化，表面无烧损。
实施例2
结合剂制备
1、预熔陶瓷粉料
a、原料混制：按照下列体积份数比长石35、硼玻璃55、K2CO33、Na2CO37将原料混合；
b、1600℃高温烧成；
c、水冷至常温；
d、破碎、过240目标准筛；
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、纳米级莫来石粉、预热陶瓷粉按2∶2∶6质量比球磨混合均匀，所得制品为结合剂。
陶瓷磨料层制备
按下列体积比量取磨料层物料：结合剂35％、白刚玉8％、空心玻璃微球7％、CBN50％。将量好物料混合均匀。
陶瓷砂轮CBN工作层高温烧结
将混合好的物料加入聚乙烯醇水溶液，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；以保证CBN强度不变化，表面无烧损。
表1为本发明的CBN陶瓷砂轮与奥地利泰利莱砂轮加工同类产品实测参数比较：

Claims (2)

1.一种用于汽车喷油嘴磨削的CBN微型陶瓷砂轮制备方法，包括结合剂制备、陶瓷磨料层制备、陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结主要工艺步骤，其特征是所述结合剂制备步骤是：首先预熔陶瓷粉料，即按照下列体积份数比长石30-45、硼玻璃40-55、K2CO33-7、Na2CO33-7将原料混合后在1600℃下高温烧成，再水冷至常温，继而破碎、过240目标准筛，筛下粉末即为预熔陶瓷粉；其次进行结合剂混制，即将纳米级SiO2粉、纳米级莫来石粉、预熔陶瓷粉按2∶2∶6质量比球磨混合均匀；所述陶瓷磨料层制备步骤为按体积比量取下列物料，结合剂35％、白刚玉8％、空心玻璃微球7％、CBN50％，并混合均匀；所述陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结步骤为将混合好的物料加入聚乙烯醇水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。 
2.根据权利要求1所述一种用于汽车喷油嘴磨削的CBN微型陶瓷砂轮制备方法，其特征是所述陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结步骤采取氮气保护焙烧方式。 
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