CN102699833B - 一种陶瓷金刚石复合砂轮制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，其特征在于：包括下述步骤：按质量计，将金刚石、碳化硅和结合剂混合、造粒，模压成型，干燥、预烧、然后烧结得到节点单元；节点单元和砂轮基体放入模具内，在节点单元和砂轮之间注入聚酰亚胺复合材料，进行压制，然后进行冷却，再进行烧结，得到砂轮。本发明的复合砂轮采用整体压制烧结或镶嵌镶拼方式，以聚酰亚胺复合材料为过渡粘接剂，二次热压并烧结后制得整体砂轮。其容屑及排水空间表面覆盖率可达30-70%，具备以下优良磨削特性：大切深；磨削精度高；成型磨削中型面保持性好；适用范围广泛；砂轮可用于干磨，耐350℃高温，且镶拼单元不脱落，不掉块；砂轮回转强度高。<!--1-->

Description

一种陶瓷金刚石复合砂轮制作方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，属于砂轮技术领域。
背景技术
现有技术中，多节点陶瓷金刚石（或立方氮化硼CBN）复合砂轮，国内外有类似结构，但其节点单元和砂轮基体的组合方式为普通胶黏剂粘接结构，该结构耐腐蚀性差，并且随时间延长有失效且自动脱落现象，根本无法用于干磨，并且磨削性能不可靠。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种陶瓷金刚石复合砂轮制作方法。回转强度高，磨削特性优良，使用寿命长，可用于干磨，耐350℃高温，且镶拼节点单元不脱落，不掉块。
本发明的技术方案。陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，包括下述步骤：
a、按质量计，将金刚石75-85份、碳化硅8-12份和结合剂4-6份混合、造粒，然后进行模压成型，在90-110℃干燥4-6小时，再在370-430℃预烧1-3小时，然后在800-900℃烧结4-6小时，得到节点单元；
b、所述节点单元和砂轮基体放入模具内，在砂轮基体外排列一圈节点单元，在节点单元和砂轮之间注入聚酰亚胺复合材料，通过模具对节点单元和砂轮基体进行压制，压力为4-6Mpa/cm2，温度为200-250℃，压制1-1.5小时，然后进行冷却，再在210-250℃进行烧结5-10小时，得到砂轮。
上述的陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，步骤a中，所述混合、造粒是指将金刚石、碳化硅和结合剂加入5%聚乙烯醇水溶液进行润湿后，机械过筛，进行造粒。
上述的陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，步骤a中，所述结合剂为β-锂辉石。
上述的陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，步骤b中，所述聚酰亚胺复合材料为聚酰亚胺40-45份、聚乙烯5-10份、氧化锌20-30份和碳酸钙15-35份制备而得。
上述的陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，包括下述步骤：
a、按质量计，将金刚石80份、碳化硅10份和结合剂5份混合、造粒，然后进行模压成型，在95-105℃干燥5小时，再在390-410℃预烧2小时，然后在840-860℃烧结5小时，得到节点单元；
b、所述节点单元和砂轮基体放入模具内，在砂轮基体外排列一圈节点单元，在节点单元和砂轮之间注入聚酰亚胺复合材料，通过模具对节点单元和砂轮基体进行压制，压力为5Mpa/cm2，温度为210-220℃，压制1.2-1.3小时，然后进行冷却，再在220-230℃进行烧结7-8小时，得到砂轮。
所述金刚石为立方氮化硼。
本发明的复合砂轮采用整体压制烧结或镶嵌镶拼方式，以聚酰亚胺复合材料为过渡粘接剂，二次热压并烧结后制得整体砂轮。其容屑及排水空间表面覆盖率可达30-70%，在难加工材料的磨削中，具备其它砂轮所无法达到的优良磨削特性：1、大切深，一次进刀可达0.2-1MM；2、磨削精度高，平面、平行度及内外圆跳动指标可达1‰；3、成型磨削中型面保持性好，砂轮使用过程中，可实现全寿命阶段不修整或一般超硬材料磨具3-10倍以上的修整间隔。4、适用范围广泛，可用于所有端面砂轮及大多数平行砂轮。5、砂轮可用于干磨，耐350℃高温，且镶拼单元不脱落，不掉块。6、砂轮回转强度高，可达120M/S，远远超过普通陶瓷砂轮最高回转强度。
具体实施方式
本发明的实施例1。陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，包括下述步骤：
a、按质量计，将金刚石75-85份、碳化硅8-12份和结合剂4-6份混合、造粒，然后进行模压成型，在90-110℃干燥4-6小时，再在370-430℃预烧1-3小时，然后在800-900℃烧结4-6小时，得到节点单元。
混合、造粒是指将金刚石、碳化硅和结合剂加入5%聚乙烯醇水溶液进行润湿后，机械过筛，进行造粒。
结合剂采用现有的β-锂辉石。
b、按照现有工艺加工得到砂轮基体，将节点单元和砂轮基体放入模具内，在砂轮基体外排列一圈节点单元，在节点单元和砂轮之间注入聚酰亚胺复合材料，通过模具对节点单元和砂轮基体进行压制，压力为4-6Mpa/cm2，温度为200-250℃，压制1-1.5小时，然后进行冷却，再在210-250℃进行烧结5-10小时，得到砂轮。
聚酰亚胺复合材料的配比为聚酰亚胺40-45份、聚乙烯5-10份、氧化锌20-30份和碳酸钙15-35份，将各原料混合制备得到。
本发明采用的金刚石也可以由立方氮化硼代替。
本发明的实施例2。陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，更好的制备工艺如下，
a、按质量计，将金刚石80份、碳化硅10份和结合剂5份混合、造粒，然后进行模压成型，在95-105℃干燥5小时，再在390-410℃预烧2小时，然后在840-860℃烧结5小时，得到节点单元；
b、制备的节点单元和砂轮基体放入模具内，在砂轮基体外排列一圈节点单元，在节点单元和砂轮之间注入聚酰亚胺复合材料，通过模具对节点单元和砂轮基体进行压制，压力为5Mpa/cm2，温度为210-220℃，压制1.2-1.3小时，然后进行冷却，再在220-230℃进行烧结7-8小时，得到砂轮。
聚酰亚胺复合材料的配比为聚酰亚胺42份、聚乙烯8份、氧化锌25份和碳酸钙20份，将各原料混合制备得到。
本发明的实施例3。陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，制备工艺如下，
a、按质量计，将金刚石80份、碳化硅10份和结合剂5份混合、造粒，然后进行模压成型，在100℃干燥5小时，再在400℃预烧2小时，然后在850℃烧结5小时，得到节点单元；
b、制备的节点单元和砂轮基体放入模具内，在砂轮基体外排列一圈节点单元，在节点单元和砂轮之间注入聚酰亚胺复合材料，通过模具对节点单元和砂轮基体进行压制，压力为5Mpa/cm2，温度为215℃，压制1.1小时，然后进行冷却，再在225℃进行烧结6小时，得到砂轮。
聚酰亚胺复合材料的配比为聚酰亚胺43份、聚乙烯7份、氧化锌27份和碳酸钙18份，将各原料混合制备得到。

Claims (5)

1.一种陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，其特征在于：包括下述步骤：
a、按质量计，将金刚石75-85份、碳化硅8-12份和结合剂4-6份混合、造粒，然后进行模压成型，在90-110℃干燥4-6小时，再在370-430℃预烧1-3小时，然后在800-900℃烧结4-6小时，得到节点单元；
b、所述节点单元和砂轮基体放入模具内，在砂轮基体外排列一圈节点单元，在节点单元和砂轮之间注入聚酰亚胺复合材料，通过模具对节点单元和砂轮基体进行压制，压力为4-6Mpa/cm2，温度为200-250℃，压制1-1.5小时，然后进行冷却，再在210-250℃进行烧结5-10小时，得到砂轮；所述聚酰亚胺复合材料为聚酰亚胺40-45份、聚乙烯5-10份、氧化锌20-30份和碳酸钙15-35份制备而得。
2.根据权利要求1所述的陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，其特征在于：步骤a中，所述混合、造粒是指将金刚石、碳化硅和结合剂加入5%聚乙烯醇水溶液进行润湿后，机械过筛，进行造粒。
3.根据权利要求1所述的陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，其特征在于：步骤a中，所述结合剂为β-锂辉石。
4.根据权利要求1所述的陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，其特征在于：包括下述步骤：
a、按质量计，将金刚石80份、碳化硅10份和结合剂5份混合、造粒，然后进行模压成型，在95-105℃干燥5小时，再在390-410℃预烧2小时，然后在840-860℃烧结5小时，得到节点单元；
b、所述节点单元和砂轮基体放入模具内，在砂轮基体外排列一圈节点单元，在节点单元和砂轮之间注入聚酰亚胺复合材料，通过模具对节点单元和砂轮基体进行压制，压力为5Mpa/cm2，温度为210-220℃，压制1.2-1.3小时，然后进行冷却，再在220-230℃进行烧结7-8小时，得到砂轮。
5.根据权利要求1-4任一项所述的陶瓷金刚石复合砂轮制作方法，其特征在于：所述金刚石由立方氮化硼代替。
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