CN102233540B - 一种珩磨条及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种珩磨条及其制造方法。所述方法可包括：将预定配比和组成的第一金属粉末和诸如石墨、Fe₃O₄或MoS₂的非金属粉末混合形成结合剂，再向结合剂中加入预定量的诸如金刚石(Diamond)或立方氮化硼(CubicBoron Nitride缩写CBN)的磨料，然后进行造粒得工作层颗粒；对第二金属粉末进行造粒得过渡层颗粒；在第一模具中布置工作层颗粒以形成珩磨条的工作层，然后在第一模具中并在工作层上面布置过渡层颗粒以形成过渡层，随后压制第一模具以形成预成型珩磨条；将预成型珩磨条装入第二模具中，进行热压成型，得到珩磨条。本发明的珩磨条具有出刃效果好、磨削阻力小、珩磨头受热变形小、耐用度长、加工工件精度高、光洁度好等特点。

Description

一种珩磨条及其制造方法

技术领域

本发明涉及磨削加工材料技术领域，具体来讲，涉及一种珩磨条及其制造方法。

背景技术

通常，珩磨机主要用于加工孔径为5～500毫米或更大的各种圆柱孔，如缸筒、阀孔、连杆孔和箱体孔等，孔深与孔径之比可达10，甚至更大。在一定条件下，珩磨也能加工外圆、平面、球面和齿面等。珩磨条一般设置在珩磨机的珩磨头上，用于对需要精加工的材料内孔表面进行的精整加工。

珩磨加工应用非常广泛，而且需要进行珩磨加工的工件多种多样。例如，对于汽车燃油喷射系统中用到的柱塞套、喷油嘴等产品，由于其内孔尺寸公差和形位公差要求非常高，所以通常使用珩磨加工工艺来对其进行加工，以达到要求的内孔尺寸公差和形位公差。例如，某产品规格的柱塞套的相关要求是磨除量Ф0.02、表面粗糙度Ra0.2、圆度0.0015、圆柱度0.003，为了达到这样高的精度，需要对其内孔进行珩磨加工。

然而，传统的珩磨条存在因其组成不合理而导致的虽然耐磨性高但锋利度差的缺陷，并且会造成工件和珩磨头受热变形大、工件精度低等缺陷，从而生产率低且生产的工件不能满足用户要求。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明提供了一种珩磨条及其制造方法，根据本发明的珩磨条因具有合理的组成和配比，所以具有出刃效果好、磨削阻力小、珩磨头受热变形小、耐用度长、加工工件精度高等特点。

本发明的一方面提供了一种珩磨条，所述珩磨条包括工作层和与工作层结合的过渡层，所述工作层由按重量计70～130份第一金属组合物、2～7份非金属组合物以及占工作层的重量比为6％～25％的磨料组成；所述过渡层由第二金属组合物组成，其中，所述第一金属组合物由按重量计55～78份Cu、5～25份Sn以及从Ni、Co、Ag、Zn、Mn中选择的至少一种金属组成；所述第二金属组合物由按重量计60～85份Cu、5～15份Sn以及从Ni、Zn和Fe中选择的至少一种金属组成；所述非金属组合物包括石墨、四氧化三铁和二硫化钼中的至少一种；所述磨料为金刚石或立方氮化硼。

根据本发明的另一方面提供了一种珩磨条，所述珩磨条由按重量计70～130份的金属组合物、2～7份的非金属组合物和磨料组成，所述磨料占珩磨条的重量比为6％～25％，其中，所述金属组合物由按重量计55～78份Cu、5～25份Sn以及从Ni、Co、Ag、Zn、Mn中选择的至少一种金属组成；所述非金属组合物包括石墨、四氧化三铁和二硫化钼中的至少一种；所述磨料为金刚石或立方氮化硼。

根据本发明再一方面提供了一种制造珩磨条的方法，所述方法包括以下步骤：将按重量计70～130份的第一金属粉末和2～7份的非金属粉末混合形成结合剂，再向结合剂中加入磨料，然后进行造粒得工作层颗粒，所述工作层颗粒中磨料所占重量比为6％～25％，所述第一金属粉末由按重量计55～78份的Cu粉末、5～25份的Sn粉末以及从Ni、Co、Ag、Zn、Mn中选择的至少一种金属粉末组成，所述非金属粉末包括石墨、四氧化三铁和二硫化钼中的至少一种，所述磨料为金刚石或立方氮化硼；对第二金属粉末进行造粒得过渡层颗粒，所述第二金属粉末由按重量计60～85份的Cu粉末、5～15份的Sn粉末以及从Ni、Zn和Fe中选择的至少一种金属粉末组成；在第一模具中布置工作层颗粒以形成珩磨条的工作层，然后在第一模具中并在工作层上面布置过渡层颗粒以形成珩磨条的过渡层，随后压制第一模具以形成预成型珩磨条；将预成型珩磨条装入第二模具中，进行热压成型，得到珩磨条。

根据本发明又一方面提供了一种制造珩磨条的方法，所述方法包括以下步骤：将按重量计70～130份的金属粉末和2～7份的非金属粉末混合形成结合剂，再向结合剂中加入磨料，然后进行造粒得物料颗粒，所述物料颗粒中磨料所占重量比为6％～25％，所述金属粉末由按重量计55～78份Cu粉末、5～25份Sn粉末以及从Ni、Co、Ag、Zn、Mn中选择的至少一种金属粉末组成，所述非金属粉末包括石墨、四氧化三铁和二硫化钼中的至少一种，所述磨料为金刚石或立方氮化硼；将物料颗粒布置在第一模具中，压制第一模具以形成预成型珩磨条；将预成型珩磨条装入第二模具中，进行热压成型，得到珩磨条。

与现有技术相比，本发明通过选择合适的结合剂组成及其与磨料的配比，经过冷压和热压制得的珩磨条，所述珩磨条具有出刃效果好、磨削阻力小、珩磨头受热变形小、耐用度长、加工工件精度高、光洁度好等特点。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细描述本发明的珩磨条及其制造方法。

根据本发明的第一方面的珩磨条包括：工作层和与工作层结合的过渡层，其中，所述工作层由按重量计70～130份第一金属组合物、2～7份非金属组合物以及占工作层的重量比为6％～25％的磨料组成；所述过渡层由第二金属组合物组成，其中，所述第一金属组合物由按重量计55～78份Cu、5～25份Sn以及从Ni、Co、Ag、Zn、Mn中选择的至少一种金属组成；所述第二金属组合物由按重量计60～85份Cu、5～15份Sn以及从Ni、Zn和Fe中选择的至少一种金属组成；所述非金属组合物包括石墨、四氧化三铁(Fe₃O₄)和二硫化钼(MoS₂)中的至少一种；所述磨料为金刚石或立方氮化硼。

优选地，在根据本发明的珩磨条中，所述第一金属粉末可以由按重量计55～78份的Cu粉末、12～25份的Sn粉末、2～8份的Ni粉末、2～5份的Co粉末和3～8份的Ag粉末组成，或者可以由按重量计55～78份的Cu粉末、13～25份的Sn粉末、3～9份的Ni粉末和3～8份的Ag粉末组成，或者可以由按重量计55～78份的Cu粉末、5～17份的Sn粉末、6～10份的Zn粉末、2～8份的Ni粉末、2～5份的Co粉末、3～7份的Ag粉末和1～3份的Mn粉末组成；所述第二金属粉末可以由按重量计72～85份的Cu粉末、8～15份的Sn粉末、5～15份的Ni粉末组成，或者可以由按重量计60～75份的Cu粉末、8～15份的Sn粉末、5～10份的Ni和10～25份的Fe粉末组成，或者可以由按重量计60～75份的Cu粉末、5～10份的Sn粉末、5～10份的Zn粉末、5～10份的Ni粉末和10～25份的Fe粉末。

在本发明的珩磨条中，工作层提供对工件的磨削加工，过渡层提供足够的刚性以与珩磨头连接。

此外，根据本发明的珩磨条，可在所述工作层上直接热压成型出或者切割出冷却水槽，可通过磨削处理在所述过渡层上形成安装斜面以便于将珩磨条安装在珩磨头上。

根据本发明的第二方面的制造珩磨条的方法，所述方法包括以下步骤：将按重量计70～130份的第一金属粉末和2～7份的非金属粉末混合形成结合剂，再向结合剂中加入磨料，然后进行造粒得工作层颗粒，所述工作层颗粒中磨料所占重量比为6％～25％；对第二金属粉末进行造粒得过渡层颗粒；在第一模具中布置工作层颗粒以形成珩磨条的工作层，然后在第一模具中并在工作层上面布置过渡层颗粒以形成珩磨条的过渡层，随后压制第一模具以形成预成型珩磨条；将预成型珩磨条装入第二模具中，进行热压成型，得到珩磨条。这里，所述第一金属粉末、非金属粉末、第二金属粉末、磨料可以是如本发明的第一方面中所述的组成。

根据本发明第三方面，提供了一种珩磨条，所述珩磨条由按重量计70～130份的金属组合物、2～7份的非金属组合物和磨料组成，所述磨料占珩磨条的重量比为6％～25％，其中，所述金属组合物由按重量计55～78份Cu、5～25份Sn以及从Ni、Co、Ag、Zn、Mn中选择的至少一种金属组成；所述非金属组合物包括石墨、四氧化三铁和二硫化钼中的至少一种；所述磨料为金刚石或立方氮化硼。

优选地，在根据本发明的珩磨条中，所述金属粉末可以由按重量计55～78份的Cu粉末、12～25份的Sn粉末、2～8份的Ni粉末、2～5份的Co粉末和3～8份的Ag粉末组成，或者可以由按重量计55～78份的Cu粉末、13～25份的Sn粉末、3～9份的Ni粉末和3～8份的Ag粉末组成，或者可以由按重量计55～78份的Cu粉末、5～17份的Sn粉末、6～10份的Zn粉末、2～8份的Ni粉末、2～5份的Co粉末、3～7份的Ag粉末和1～3份的Mn粉末组成。此外，根据本发明的珩磨条可以设置有冷却水槽和安装斜面。

根据本发明的第四方面，提供了一种制造珩磨条的方法，所述方法包括以下步骤：

将按重量计70～130份的金属粉末和2～7份的非金属粉末混合形成结合剂，再向结合剂中加入磨料，然后进行造粒得物料颗粒，所述物料颗粒中磨料所占重量比为6％～25％；将物料颗粒布置在第一模具中，压制第一模具以形成预成型珩磨条；将预成型珩磨条装入第二模具中，进行热压成型，得到珩磨条。这里，所述金属粉末、非金属粉末、磨料可以是如本发明的第三方面中所述的组成。

此外，根据本发明的第二方面或第四方面的制造珩磨条的方法还可包括在混料形成结合剂的步骤之前，对Cu、Ni、Co和Fe等易氧化的金属粉末进行还原处理，以降低金属粉末中的氧浓度，从而进一步提高珩磨条的各方面性能。这里，还原处理可采用H₂作为还原剂，还原温度可以为380℃～720℃，时间可以为30min以上。

此外，在根据本发明的第二方面或第四方面的制造珩磨条的方法中，压制第一模具的压力可以为100MPa～300MPa，压制第二模具的压力可以为15MPa～25MPa。

此外，在根据本发明的第二方面或第四方面的制造珩磨条的方法中，所述热压成型步骤的热压温度可以在630℃～760℃的范围内，热压成型的保温处理时间可以为4分钟以上。

此外，根据本发明的第二方面或第四方面的制造珩磨条的方法还可包括对经热压成型得到的珩磨条的诸如密度、硬度、抗弯强度和显微组织等指标进行检测，待检测合格后，在珩磨条的工作层上设置冷却水槽并对珩磨条进行磨削处理以形成安装斜面。

在根据本发明的珩磨条中，所述工作层颗粒由包括金属元素和非金属元素的结合剂以及磨料组成，其中，金属元素提供珩磨条的基本物理性能和力学性能(例如，硬度和抗弯强度等)；非金属元素能够提供珩磨条的润滑性能，降低磨削温度、改善脆性、确保磨料与结合剂磨损速率一致并能够保证珩磨条具有足够的锋利度；磨料完成对工件的磨削。

在本发明的珩磨条中，工作层中磨料帮助珩磨条完成磨削任务，以去除待磨削工件(例如，其内孔留下)的余量。如果工作层中磨料重量比小于6％，则会导致珩磨条寿命低，加工工件光洁度低，磨削精度差；如果磨料重量比大于25％，则会导致由第一金属粉末和非金属粉末组成的结合剂不能充分包裹磨料，或者磨削速度会很慢，从而珩磨条和珩磨头发热变形大。在本发明的珩磨条中，工作层中结合剂的功能是以一定的强度支撑着磨料，以确保在磨削加工时结合剂与磨料同步磨损脱落。

在本发明的珩磨条中，组成工作层的各物质的主要作用如下所述。

Cu属于主体骨架元素，提供珩磨条一定的强度等性能。

Sn提供结合剂适当的脆性，以利于磨料及时出刃，保证珩磨条磨削锋利。如果Sn含量太低，则结合剂塑性大、脆性小，磨料出刃高度低甚至不出刃。如果Sn含量太高，则结合剂塑性低、脆性大，珩磨条容易折断，影响正常使用，或者磨料脱落快，珩磨条寿命短。

Ni可以一方面强化结合剂基本性能，另一方面可以防止珩磨条在储存和使用中被腐蚀生锈，由于Ni属于贵重金属元素，添加量不宜太高。

Co除了和Ni基本性能一致外，还可以提供独特的对金刚石低温粘结特性。由于Co是稀有贵重金属，添加量不宜很高。

Ag可以帮助珩磨条在使用中磨削热很快散走，降低磨削温度，减少珩磨头发热变形。由于Ag也属于贵重金属元素，添加量也不宜太高。

Zn含量较低时可以强化铜合金，提高珩磨条寿命；含量高时将会导致铜合金变软，塑性增大，珩磨条磨削速度降低。

Mn在珩磨条中起脱氧剂作用，以进一步减少珩磨条工作层中的氧浓度。

Fe能够强化铜合金，提高珩磨条与珩磨头的连接刚性。

石墨、Fe₃O₄或MoS₂可以帮助珩磨条在热压成型后减少变形，在使用中润滑磨削区域，减少磨料被堵塞。由于它们同时也降低珩磨条的硬度和强度等性能，因此添加量不宜太高。

此外，为了满足过渡层和工作层在热压成型后结合牢固，收缩一致，珩磨条不弯曲，易于后加工，因此选用和工作层相近的组成元素及含量高低来确定过渡层的成分及含量。但是本发明不限于此，本领域技术人员应该理解，本发明的珩磨条也可以不含有过渡层，而仅有工作层一体地形成，尽管不含有过渡层的珩磨条会一定程度地增加成本。

具体来讲，在本发明中，包括工作层和过渡层的珩磨条的制造方法可具有如下步骤。

(1)模具设计与加工

根据珩磨条的形状规格设计一套冷压钢模和一套热压石墨模具。

(2)粉末还原

对Cu、Ni、Co、Fe、Mn、Zn等易氧化的金属粉末进行还原处理以降低粉末中可能存在的氧元素浓度，从而保证这些粉末具有高纯度。这里，采用H₂作为还原处理的还原剂，还原温度可以为380℃～720℃。例如，Cu、Ni和Co还原温度可以控制在400℃左右，Fe还原温度可以控制在700℃左右，还原时间为40min。

(3)工作层粉末混合、造粒

将还原处理后的粉末按配比形成结合剂并混合均匀，加入造粒剂，放进混料机中混合2～3小时，之后再加入磨料混合1～2小时，最后进行造粒处理以形成工作层颗粒。在本发明中，所使用的造粒剂为粉末成型前常用的各种胶结剂，例如树脂液、水玻璃。

(4)过渡层粉末混合、造粒

将还原处理后的粉末按配比形成过渡层并混合均匀，加入造粒剂，放进混料机中混合2～3小时，之后造粒以形成过渡层颗粒。

(5)冷压预成型

将经造粒处理得到的工作层颗粒装进钢模内，轻轻压平，再装上经造粒处理得到的过渡层颗粒，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为100MPa～300MPa。脱模取出。

(6)热压成型

将冷压后的珩磨条装进高纯高强石墨模具中，把工作层面朝上放置。热压压力15MPa～25MPa，热压温度630℃～760℃，保温4分钟以上。

(7)检测、后加工

检测热压后珩磨条的密度、硬度和抗弯强度，观察其组织形貌，合格后如果需要的话可在工作层上直接压制烧结出或者切割出冷却水槽并平磨过渡层安装斜面。

实施例1

将还原后的Cu粉末、Ni粉末、Co粉末以及Sn粉末、Ag粉末和石墨按照重量计62份的Cu粉末、14份的Sn粉末、8份的Ni粉末、5份的Co粉末、8份的Ag粉末和2份的石墨混合，加入造粒剂，放进混料机中混合3小时，之后再加入金刚石磨料混合2小时，最后进行造粒处理得工作层颗粒。这里，工作层中金刚石磨料所占重量比为12.5％，金刚石粒度为W28。将按重量计63份的Cu粉末、12份的Sn粉末、20份的Fe粉末和5份的Ni粉末混合，加入造粒剂，放进混料机中混合3小时，之后造粒处理得过渡层颗粒。将工作层颗粒装进钢模内，轻轻压平，再装入过渡层颗粒，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为150KN。这里钢模和下一步石墨模具所用的下冲头截面形状为“凸”字形状，可在珩磨条工作面上直接压制成型出2×2的冷却水槽。将冷压后的预成型珩磨条和石墨模具组装好进行热压烧结，烧结压力22MPa，烧结温度735℃，保温5分钟。珩磨条规格为100×6×6，6支一组，磨削工件为汽车薄壁缸套，材质成分为铸铁，磨削余量Ф0.05，采用MBA半自动立式珩磨机床，磨削速度55s以下，磨削后缸套圆度0.0025，圆柱度0.005，粗糙度Ra0.2，完全符合加工技术参数要求。

实施例2

将还原后的Cu粉末、Ni粉末、Co粉末以及Sn粉末、Ag粉末和石墨按照重量计55份的Cu粉末、12份的Sn粉末、2份的Ni粉末、2份的Co粉末、3份的Ag粉末和2份的石墨混合，加入造粒剂，在混料机上混合2小时，这里，工作层中CBN颗粒的重量比为6％，CBN粒度为W20，在混料机上混合2小时，之后造粒处理得到工作层颗粒；将还原后的Cu、Ni、Fe和Sn按照重量计60份的Cu粉末、8份的Sn粉末、10份的Fe粉末和5份的Ni粉末配置过渡层粉末，加入造粒剂，在球磨机上混合2小时，之后造粒处理得到过渡层颗粒。将工作层颗粒装进钢模内，轻轻压平，再装入过渡层颗粒，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为100MPa。将冷压后的预成型珩磨条装进石墨模具中，把工作层面朝上放置，然后进行热压成型。热压压力15MPa，热压温度630℃，保温4分钟。对热压形成的珩磨条进行切水槽、磨斜面处理。珩磨条规格56.5×2.4×6.7，斜面1.5°，冷却水槽0.6×2。磨削对象为柱塞套，材质成分20CrMnMo，采用日本日进公司立式珩磨机床，磨削余量Ф0.04，磨削后圆度为0.001，圆柱度0.003，内孔粗糙度Ra0.15，完全符合加工技术参数要求。

实施例3

将还原后的Cu粉末、Ni粉末、Co粉末以及Sn粉末、Ag粉末和Fe₃O₄按照重量计78份的Cu粉末、25份的Sn粉末、5份的Ni粉末、4份的Co粉末、4份的Ag粉末和2份的Fe₃O₄混合，加入造粒剂，在混料机上混合3小时，按照工作层中金刚石所占重量比为6％加入，金刚石粒度为W40，在混料机上混合2小时，之后造粒得到工作层颗粒。将还原后的Cu、Ni、Fe和Sn按照重量计75份的Cu粉末、15份的Sn粉末、25份的Fe粉末和10份的Ni粉末配置过渡层粉末，加入造粒剂，在混料机上混合3小时，之后造粒得到过渡层颗粒。将工作层颗粒装进钢模内，轻轻压平，再装入过渡层颗粒，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为300MPa。将冷压后的预成型珩磨条装进石墨模具中，把工作层面朝上放置，然后进行热压成型。热压压力25MPa，热压温度760℃，保温4分钟。珩磨条规格22×3×6.5，底座规格30×3.5，将珩磨条粘接在底座上。磨削对象为汽车连杆，材质成分Fe2Cu0.55C，日本富士公司立式珩磨机床，磨削余量Ф0.06，磨削后圆柱度0.003，内孔粗糙度Rz3.2，完全符合加工技术参数要求。

实施例4

将还原后的Cu、Ni以及Sn、Ag和石墨按照重量计55份的Cu粉末、13份的Sn粉末、3份的Ni粉末、3份的Ag粉末和2份的石墨混合，加入造粒剂，放进混料机中混合3小时，之后再加入金刚石磨料混合2小时，最后进行造粒处理得工作层颗粒。这里，工作层中金刚石磨料所占重量比为6％，金刚石粒度为W28。将按重量计72份的Cu粉末、8份的Sn粉末和5份的Ni粉末混合，加入造粒剂，放进混料机中混合3小时，之后造粒处理得过渡层颗粒。将工作层颗粒装进钢模内，轻轻压平，再装入过渡层颗粒，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为100MPa。这里钢模和下一步石墨模具所用的下冲头截面形状为“凸”字形状，可在珩磨条工作面上直接压制成型出2×2的冷却水槽。将冷压后的预成型珩磨条和石墨模具组装好进行热压烧结，烧结压力15MPa，烧结温度720℃，保温5分钟。珩磨条规格为100×6×6，6支一组，磨削工件为汽车薄壁缸套，材质成分为铸铁，磨削余量Ф0.05，采用MBA半自动立式珩磨机床，磨削速度55s以下，磨削后缸套圆度0.0025，圆柱度0.005，粗糙度Ra0.2，完全符合加工技术参数要求。

实施例5

将还原后的Cu、Ni以及Sn、Ag和石墨按照重量计78份的Cu粉末、25份的Sn粉末、9份的Ni粉末、8份的Ag粉末和7份的石墨混合，加入造粒剂，在混料机上混合2小时，按照工作层中CBN颗粒所占重量比为25％加入CBN颗粒，CBN粒度为W20，在混料机上混合2小时，之后造粒处理得到工作层颗粒；将还原后的Cu、Ni和Sn按照重量计85份的Cu粉末、15份的Sn粉末和15份的Ni粉末配置过渡层粉末，加入造粒剂，在球磨机上混合2小时，之后造粒处理得到过渡层颗粒。将工作层颗粒装进钢模内，轻轻压平，再装入过渡层颗粒，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为300MPa。将冷压后的预成型珩磨条装进石墨模具中，把工作层面朝上放置，然后进行热压成型。热压压力25MPa，热压温度735℃，保温4分钟。对热压形成的珩磨条进行切水槽、磨斜面处理。珩磨条规格56.5×2.4×6.7，斜面1.5°，冷却水槽0.6×2。磨削对象为柱塞套，材质成分20CrMnMo，日本日进公司立式珩磨机床，磨削余量Ф0.04，磨削后圆度为0.001，圆柱度0.003，内孔粗糙度Ra0.15，完全符合加工技术参数要求。

实施例6

取按照重量计55份的Cu粉末、5份的Sn粉末、6份的Zn粉末、2份的Ni粉末、2份的Co粉末、3份的Ag粉末、1份的Mn粉末和2份的MoS₂粉末进行混合，加入造粒剂，在混料机上混合3小时，按照工作层中金刚石所占重量比为15％加入金刚石，金刚石粒度为W40，在混料机上混合2小时，之后造粒得到工作层颗粒。取按照重量计60份的Cu粉末、5份的Sn粉末、5份的Zn粉末、5份的Ni粉末和10份的Fe粉末配置成过渡层粉末，加入造粒剂，在混料机上混合3小时，之后造粒得到过渡层颗粒。将工作层颗粒装进钢模内，轻轻压平，再装入过渡层颗粒，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为220MPa。将冷压后的预成型珩磨条装进石墨模具中，把工作层面朝上放置，然后进行热压成型。热压压力25MPa，热压温度750℃，保温4分钟。珩磨条规格22×3×6.5，底座规格30×3.5，将珩磨条粘接在底座上。磨削对象为汽车连杆，材质成分Fe2Cu0.55C，日本富士公司立式珩磨机床，磨削余量Ф0.06，磨削后圆柱度0.003，内孔粗糙度Rz3.2，完全符合加工技术参数要求。

实施例7

取按照重量计78份的Cu粉末、17份的Sn粉末、10份的Zn粉末、8份的Ni粉末、5份的Co粉末、7份的Ag粉末、3份的Mn粉末和7份的MoS₂粉末进行混合，加入造粒剂，在混料机上混合2小时，按照工作层中金刚石所占重量比为25％加入金刚石，金刚石粒度为W30，在混料机上混合2小时，之后造粒得到工作层颗粒。取按照重量计75份的Cu粉末、10份的Sn粉末、10份的Zn粉末、10份的Ni粉末和25份的Fe粉末配置成过渡层粉末，加入造粒剂，在混料机上混合2小时，之后造粒得到过渡层颗粒。将工作层颗粒装进钢模内，轻轻压平，再装入过渡层颗粒，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为255MPa。将冷压后的预成型珩磨条装进石墨模具中，把工作层面朝上放置，然后进行热压成型。热压压力25MPa，热压温度750℃，保温4分钟。珩磨条规格22×3×6.5，底座规格30×3.5，将珩磨条粘接在底座上。磨削对象为汽车连杆，材质成分Fe2Cu0.55C，日本富士公司立式珩磨机床，磨削余量Ф0.05，磨削后圆柱度0.002，内孔粗糙度Rz3.0，完全符合加工技术参数要求。

实施例8

取按照重量计70份的Cu粉末、10份的Sn粉末、8份的Zn粉末和2份的石墨粉末进行混合，加入造粒剂，在混料机上混合2小时，按照工作层中CBN颗粒所占重量比为15％加入CBN颗粒，CBN颗粒的粒度为W40，在混料机上混合2小时，之后造粒得到物料颗粒。将物料颗粒装进钢模内，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为200MPa，以形成预成型珩磨条。将冷压后的预成型珩磨条装进石墨模具中，然后进行热压成型。热压成型的压力20MPa，热压温度720℃，保温4分钟。珩磨条规格22×3×6.5，底座规格30×3.5，将珩磨条粘接在底座上。磨削对象为汽车连杆，材质成分Fe2Cu0.55C，日本富士公司立式珩磨机床，磨削余量Ф0.06，磨削后圆柱度0.003，内孔粗糙度Rz3.2，完全符合加工技术参数要求。

实施例9

取按照重量计72份的Cu粉末、14份的Sn粉末、4份的Ag粉末和5份的石墨粉末进行混合，加入造粒剂，在混料机上混合3小时，按照工作层中CBN颗粒所占重量比为15％加入CBN颗粒，CBN颗粒的粒度为W35，在混料机上混合2小时，之后造粒得到物料颗粒。将物料颗粒装进钢模内，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为220MPa，以形成预成型珩磨条。将冷压后的预成型珩磨条装进石墨模具中，然后进行热压成型。热压成型的压力20MPa，热压温度670℃，保温4分钟。珩磨条规格22×3×6.5，底座规格30×3.5，将珩磨条粘接在底座上。磨削对象为汽车连杆，材质成分Fe2Cu0.55C，日本富士公司立式珩磨机床，磨削余量Ф0.06，磨削后圆柱度0.003，内孔粗糙度Rz3.2，完全符合加工技术参数要求。

实施例10

取按照重量计68份的Cu粉末、18份的Sn粉末、5份的Ag粉末和7份的石墨粉末进行混合，加入造粒剂，在混料机上混合3小时，按照工作层中CBN颗粒所占重量比为15％加入CBN颗粒，CBN颗粒的粒度为W35，在混料机上混合2小时，之后造粒得到工作层颗粒。取按照重量计85份的Cu粉末、15份的Sn粉末和15份的Fe粉末配置成过渡层粉末，加入造粒剂，在混料机上混合2小时，之后造粒得到过渡层颗粒。将工作层颗粒装进钢模内，轻轻压平，再装入过渡层颗粒，压平。将钢模放在油压机上压制，压制压力为220MPa。将冷压后的预成型珩磨条装进石墨模具中，把工作层面朝上放置，然后进行热压成型。热压压力20MPa，热压温度750℃，保温4分钟。珩磨条规格22×3×6.5，底座规格30×3.5，将珩磨条粘接在底座上。磨削对象为汽车连杆，材质成分Fe2Cu0.55C，日本富士公司立式珩磨机床，磨削余量Ф0.05，磨削后圆柱度0.002，内孔粗糙度Rz3.0，完全符合加工技术参数要求。

综上所述，本发明通过选择合适的粘结剂组成及其与立方氮化硼的配比，经过冷压和热压制得了珩磨条，所述珩磨条具有出刃效果好、磨削阻力小、珩磨头受热变形小、耐用度长、加工工件精度高、光洁度好等特点。

尽管上面结合实施例对本发明进行了详细地描述，但是本领域技术人员应该清楚，本发明不限于上述实施例，在不脱离权利要求的精神和范围内，可以对上述实施例进行修改和改变。

Claims (16)

1.一种珩磨条，其特征在于，包括工作层和与工作层结合的过渡层，所述工作层由按重量计70～130份第一金属组合物、2～7份非金属组合物以及占工作层的重量比为6%～25%的磨料组成；所述过渡层由第二金属组合物组成，其中，

所述第一金属组合物由按重量计55～78份Cu、5～25份Sn以及从Ni、Co、Ag、Zn、Mn中选择的至少一种金属组成；

所述第二金属组合物由按重量计60～85份Cu、5～15份Sn以及从Ni、Zn和Fe中选择的至少一种金属组成；

所述非金属组合物包括石墨、四氧化三铁和二硫化钼中的至少一种；

所述磨料为金刚石或立方氮化硼。

2.如权利要求1所述的珩磨条，其特征在于，

所述第一金属组合物由按重量计55～78份Cu、12～25份Sn、2～8份Ni、2～5份Co和3～8份Ag组成，或者由按重量计55～78份Cu、13～25份Sn、3～9份Ni和3～8份Ag组成，或者由按重量计55～78份Cu、5～17份Sn、6～10份Zn、2～8份Ni、2～5份Co、3～7份Ag和1～3份Mn组成；

所述第二金属组合物由按重量计72～85份Cu、8～15份Sn、5～15份Ni组成，或者由按重量计60～75份Cu、8～15份Sn、5～10份Ni和10～25份Fe组成，或者由按重量计60～75份Cu、5～10份Sn、5～10份Zn、5～10份Ni和10～25份Fe组成。

3.如权利要求1所述的珩磨条，其特征在于，所述工作层上设置有冷却水槽，所述过渡层设置有安装斜面。

4.一种珩磨条，其特征在于，所述珩磨条由按重量计70～130份的金属组合物、2～7份的非金属组合物和磨料组成，所述磨料占珩磨条的重量比为6%～25%，其中，

所述金属组合物由按重量计55～78份Cu、5～25份Sn以及从Ni、Co、Ag、Zn、Mn中选择的至少一种金属组成；

所述非金属组合物包括石墨、四氧化三铁和二硫化钼中的至少一种；

所述磨料为金刚石或立方氮化硼。

5.如权利要求4所述的珩磨条，其特征在于，所述金属组合物由按重量计55～78份Cu、12～25份Sn、2～8份Ni、2～5份Co和3～8份Ag组成；或者由按重量计55～78份Cu、13～25份Sn、3～9份Ni和3～8份Ag组成；或者由按重量计55～78份Cu、5～17份Sn、6～10份Zn、2～8份Ni、2～5份Co、3～7份Ag和1～3份Mn组成。

6.如权利要求4所述的珩磨条，其特征在于，所述珩磨条设置有冷却水槽和安装斜面。

7.一种制造珩磨条的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将按重量计70～130份的第一金属粉末和2～7份的非金属粉末混合形成结合剂，再向结合剂中加入磨料，然后进行造粒得工作层颗粒，所述工作层颗粒中磨料所占重量比为6%～25%，所述第一金属粉末由按重量计55～78份的Cu粉末、5～25份的Sn粉末以及从Ni、Co、Ag、Zn、Mn中选择的至少一种金属粉末组成，所述非金属粉末包括石墨、四氧化三铁和二硫化钼中的至少一种，所述磨料为金刚石或立方氮化硼；

对第二金属粉末进行造粒得过渡层颗粒，所述第二金属粉末由按重量计60～85份的Cu粉末、5～15份的Sn粉末以及从Ni、Zn和Fe中选择的至少一种金属粉末组成；

在第一模具中布置工作层颗粒以形成珩磨条的工作层，然后在第一模具中并在工作层上面布置过渡层颗粒以形成珩磨条的过渡层，随后压制第一模具以形成预成型珩磨条；

将预成型珩磨条装入第二模具中，进行热压成型，得到珩磨条。

8.如权利要求7所述的制造珩磨条的方法，其特征在于，

所述第一金属粉末由按重量计55～78份Cu粉末、12～25份Sn粉末、2～8份Ni粉末、2～5份Co粉末和3～8份Ag粉末组成，或者由按重量计55～78份Cu粉末、13～25份Sn粉末、3～9份Ni粉末和3～8份Ag粉末组成，或者由按重量计55～78份Cu粉末、5～17份Sn粉末、6～10份Zn粉末、2～8份Ni粉末、2～5份Co粉末、3～7份Ag粉末和1～3份Mn粉末组成；

所述第二金属粉末由按重量计72～85份Cu粉末、8～15份Sn粉末、5～15份Ni粉末组成，或者由按重量计60～75份Cu粉末、8～15份Sn粉末、5～10份Ni粉末和10～25份Fe粉末组成，或者由按重量计60～75份Cu粉末、5～10份Sn粉末、5～10份Zn粉末、5～10份Ni粉末和10～25份Fe粉末组成。

9.如权利要求7所述的制造珩磨条的方法，其特征在于，所述方法还包括在混料步骤之前，对第一金属粉末和第二金属粉末进行还原处理，以降低第一金属粉末和第二金属粉末中的氧浓度。

10.一种制造珩磨条的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将按重量计70～130份的金属粉末和2～7份的非金属粉末混合形成结合剂，再向结合剂中加入磨料，然后进行造粒得物料颗粒，所述物料颗粒中磨料所占重量比为6%～25%，所述金属粉末由按重量计55～78份Cu粉末、5～25份Sn粉末以及从Ni、Co、Ag、Zn、Mn中选择的至少一种金属粉末组成，所述非金属粉末包括石墨、四氧化三铁和二硫化钼中的至少一种，所述磨料包括金刚石和立方氮化硼中的至少一种；

将物料颗粒布置在第一模具中，压制第一模具以形成预成型珩磨条；

将预成型珩磨条装入第二模具中，进行热压成型，得到珩磨条。

11.如权利要求10所述的制造珩磨条的方法，其特征在于，所述金属粉末由按重量计55～78份Cu粉末、12～25份Sn粉末、2～8份Ni粉末、2～5份Co粉末和3～8份Ag粉末组成；或者由按重量计55～78份Cu粉末、13～25份Sn粉末、3～9份Ni粉末和3～8份Ag粉末组成；或者由按重量计55～78份Cu粉末、5～17份Sn粉末、6～10份Zn粉末、2～8份Ni粉末、2～5份Co粉末、3～7份Ag粉末和1～3份Mn粉末组成。

12.如权利要求7或10所述的制造珩磨条的方法，其特征在于，所述热压成型步骤的热压温度在630℃～760℃的范围内。

13.如权利要求10所述的制造珩磨条的方法，其特征在于，所述方法还包括在混料步骤之前，对金属粉末进行还原处理进行还原处理，以降低金属粉末中的氧浓度。

14.如权利要求7或10所述的制造珩磨条的方法，其特征在于，压制第一模具的压力为100MPa～300MPa，压制第二模具的压力为15MPa～25MPa。

15.如权利要求7或10所述的制造珩磨条的方法，其特征在于，所述热压成型步骤中热压成型的保温处理时间为4分钟以上。

16.如权利要求7或10所述的制造珩磨条的方法，其特征在于，所述方法还包括对经热压成型得到的珩磨条的密度、硬度、抗弯强度和显微组织的指标进行检测，待检测合格后，在珩磨条的磨削加工面上设置冷却水槽并对珩磨条进行磨削处理以形成安装斜面。