CN102814752B - 一种陶瓷cbn砂轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷CBN砂轮，其是由重量份的CBN磨料40-50、黑刚石磨料10-15、碳化硼微粉2-5、工具钢粉1-2、萘粒1-3、氧化聚乙烯蜡2-3、偏苯三酸三辛酯1-2、纳米蛭石粉5-10、铝矾土5-10、天青石3-6、硼砂2-5组成。本发明中结合剂采用陶瓷料，可以使砂轮不易变形，耐热性好，具有很高的耐磨性；各种陶瓷料粘结性能好，可以有效地防止裂纹，解决了现有砂轮耐热性差，易变形的问题。解决了现有砂轮粘结剂性能不佳，磨料易脱落的问题。本发明添加了钢粉金属粉末，不但提高了砂轮的导热性能，散热快，磨削温度低，而且增大了砂轮的硬度和强度，减少刚性磨削形成的裂纹，其磨削效率和使用寿命远远超过传统砂轮，综合效益提高50%以上。

Description

一种陶瓷CBN砂轮
技术领域
本发明公开了一种陶瓷CBN砂轮及其制备方法，属于磨具加工技术领域。
背景技术
砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。砂轮中用以粘结磨料的物质称结合剂，结合剂的性能决定砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力。目前结合剂主要分为陶瓷、树脂、橡胶和金属四种，其中陶瓷结合剂耐热性、耐腐蚀性好、气孔率大、易保持轮廓，适用于v<35m/s的各种成形磨削、磨齿轮、磨螺纹等。
    陶瓷CBN砂轮，以立方氮化硼磨料为原料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷作结合剂烧结成各种形状的磨具，用于工业磨削、抛光、研磨。此种陶瓷砂轮保持了陶瓷砂轮原有的高硬度性能，烧结温度低、强度韧性高、把持磨料性能好，并具有耐热、耐油、耐水、耐酸碱、自锐性好、可修整、修整间隔长，均匀的气孔率，便于冷却、排屑等。在磨削过程中不堵塞、不烧伤工件，与铁族元素不起化学变化，显惰性，降低工件在磨削加工中的疲劳度，增加工件的使用寿命，从而提高加工工件的质量、粗糙度、效率以及加工工件自动化程度，达到降低综合成本的目的。陶瓷CBN砂轮不仅具有切削锋利、磨削力小、生产效率高、使用寿命高、易于整形与修锐、磨削精度高等优点，而且还具有磨削时工件温度低，能消除残余拉应力而产生残余压应力，使工件耐用度得到提高的特点，因而收到世界广泛关注，成为世界上磨削工具产品研发研究的热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷CBN砂轮，以增加陶瓷结合剂CBN砂轮的强度和硬度，提高其性能。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种陶瓷CBN砂轮，其特征在于，其是由下列重量份的原料制成：
    CBN磨料40-50、黑刚石磨料10-15、碳化硼微粉2-5、工具钢粉1-2、萘粒1-3、氧化聚乙烯蜡 2-3、偏苯三酸三辛酯1-2、纳米蛭石粉5-10、铝矾土5-10、天青石3-6、硼砂2-5。
    所述的陶瓷CBN砂轮各原料组分的重量份如下表中各配方之一：
原料 CBN磨 料 黑刚石磨料 碳化硼微粉 工具钢粉 萘粒 氧化聚乙烯蜡 偏苯三酸三辛酯 纳米蛭石粉 铝矾土 天青石 硼砂
配方1 42 10 3 1.2 1.4 2.1 1.2 5 5 3 2
配方2 45 13 5 1.4 1.7 2.4 1.5 7 6 4 4
配方3 48 15 6 1.7 2.2 2.7 1.7 9 8 4 5
配方4 50 16 7 2.0 2.6 3.0 1.9 10 10 6 5
    所述的纳米蛭石粉、铝矾土、天青石、硼砂经过2600-3000℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    所述的陶瓷CBN砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和1-2小时，充分混匀；
（2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压1-2兆帕，压机上、下板加热温度300-350℃，时间2-4分钟，然后升压至11-12兆帕，保压3-5分钟，然后将处理温度升至720-750℃，保温2-3小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
（3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明中结合剂采用陶瓷料，可以使砂轮不易变形，耐热性好，具有很高的耐磨性，解决了现有砂轮耐热性差，易变形的问题；各种陶瓷料粘结性能好，可以有效地防止裂纹，解决了现有砂轮粘结剂性能不佳，磨料易脱落的问题。
    2、本发明添加了钢粉金属粉末，不但提高了砂轮的导热性能，散热快，磨削温度低，而且增大了砂轮的硬度和强度，减少刚性磨削形成的裂纹，其磨削效率和使用寿命远远超过传统砂轮，综合效益提高50%以上。
具体实施方式
下列通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
    陶瓷CBN砂轮由下列重量份的原料制成：CBN磨料42、黑刚石磨料10、碳化硼微粉3、工具钢粉1.2、萘粒1.4、氧化聚乙烯蜡 2.1、偏苯三酸三辛酯1.2、纳米蛭石粉5、铝矾土5、天青石3、硼砂2。所述的纳米蛭石粉、铝矾土、天青石、硼砂经过2678℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    陶瓷CBN砂轮的制备方法包括以下步骤：
    （1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和1小时，充分混匀；
    （2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压1兆帕，压机上、下板加热温度305℃，时间2钟，然后升压至11兆帕，保压3分钟，然后将处理温度升至725℃，保温2小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
（3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
实施例2
陶瓷CBN砂轮由下列重量份的原料制成：CBN磨料45、黑刚石磨料13、碳化硼微粉5、工具钢粉1.4、萘粒1.7、氧化聚乙烯蜡 2.4、偏苯三酸三辛酯1.5、纳米蛭石粉7、铝矾土6、天青石4、硼砂4。所述的纳米蛭石粉、铝矾土、天青石、硼砂经过2728℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    陶瓷CBN砂轮的制备方法包括以下步骤：
    （1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和1小时，充分混匀；
    （2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压1兆帕，压机上、下板加热温度315℃，时间2钟，然后升压至11兆帕，保压3分钟，然后将处理温度升至735℃，保温2小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
    （3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
实施例3
陶瓷CBN砂轮由下列重量份的原料制成：CBN磨料48、黑刚石磨料15、碳化硼微粉6、工具钢粉1.7、萘粒2.2、氧化聚乙烯蜡 2.7、偏苯三酸三辛酯1.7、纳米蛭石粉9、铝矾土8、天青石4、硼砂5。所述的纳米蛭石粉、铝矾土、天青石、硼砂经过2805℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    陶瓷CBN砂轮的制备方法包括以下步骤：
    （1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和2小时，充分混匀；
    （2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压2兆帕，压机上、下板加热温度335℃，时间3钟，然后升压至12兆帕，保压4分钟，然后将处理温度升至740℃，保温3小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
    （3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
实施例4
陶瓷CBN砂轮由下列重量份的原料制成：CBN磨料50、黑刚石磨料16、碳化硼微粉7、工具钢粉2.0、萘粒2.6、氧化聚乙烯蜡 3.0、偏苯三酸三辛酯1.9、纳米蛭石粉10、铝矾土10、天青石6、硼砂5。所述的纳米蛭石粉、铝矾土、天青石、硼砂经过2948℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    陶瓷CBN砂轮的制备方法包括以下步骤：
    （1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和2小时，充分混匀；
    （2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压2兆帕，压机上、下板加热温度350℃，时间4钟，然后升压至12兆帕，保压5分钟，然后将处理温度升至750℃，保温3小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
（3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。

Claims (2)

1.一种陶瓷CBN砂轮，其特征在于，其是由下列重量份的原料制成：
    CBN磨料40-50、黑刚石磨料10-15、碳化硼微粉2-5、工具钢粉1-2、萘粒1-3、氧化聚乙烯蜡 2-3、偏苯三酸三辛酯1-2、纳米蛭石粉5-10、铝矾土5-10、天青石3-6、硼砂2-5；
所述的陶瓷CBN砂轮的制备方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方将各组分装入混料机中，混和1-2小时，充分混匀；
（2）将混料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，先预加压1-2兆帕，压机上、下板加热温度300-350℃，时间2-4分钟，然后升压至11-12兆帕，保压3-5分钟，然后将处理温度升至720-750℃，保温2-3小时；再自然冷却至40-450℃，再按每分钟3-5℃升温至1210-1250℃，保温6-7小时；
 （3）热压完毕后冷却至常温，取出砂轮工件即可。
2.根据权利要求1所述的陶瓷CBN砂轮，其特征在于，所述的纳米蛭石粉、铝矾土、天青石、硼砂经过2600-3000℃高温熔炼，冷却后球磨成纳米陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
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