CN102825559A - 一种掺有竹炭粉的陶瓷cbn砂轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮，其是由重量份的CBN磨料50-60、白刚玉磨料20-30、竹炭粉3-6、废钢粉1-3、砂糖粒1-2、聚乙二醇20002-3、癸二酸二丁酯1-2、铝矾土5-10、石灰石5-10、硅质页岩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。本发明添加了竹炭粉等金属粉末，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

一种掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮
技术领域
本发明公开了一种掺有竹炭粉的陶瓷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掺有竹炭粉的陶瓷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：
一种掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮，其特征在于，其是由下列重量份的原料制成：
    CBN磨料50-60、白刚玉磨料20-30、竹炭粉3-6、废钢粉1-3、砂糖粒1-2、聚乙二醇2000 2-3、癸二酸二丁酯1-2、铝矾土5-10、石灰石5-10、硅质页岩3-6、硼砂2-5。
    所述的掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮各原料组分的重量份如下表中各配方之一：
Figure 2012102710557100002DEST_PATH_IMAGE002
    所述的铝矾土、石灰石、硅质页岩、硼砂经过2600-3000℃高温熔炼，冷却后球磨成陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    掺有竹炭粉的陶瓷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、本发明添加了竹炭粉等粉末，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
    掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮由下列重量份的原料制成：CBN磨料50、白刚玉磨料20、竹炭粉3、废钢粉2、砂糖粒1.2、聚乙二醇2000 2.1、癸二酸二丁酯1.0、铝矾土5、石灰石5、硅质页岩3、硼砂2。所述的铝矾土、石灰石、硅质页岩、硼砂经过2736℃高温熔炼，冷却后球磨成陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    掺有竹炭粉的陶瓷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
掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮由下列重量份的原料制成：CBN磨料53、白刚玉磨料24、竹炭粉5、废钢粉3、砂糖粒1.4、聚乙二醇2000 2.5、癸二酸二丁酯1.2、铝矾土7、石灰石6、硅质页岩4、硼砂3。所述的铝矾土、石灰石、硅质页岩、硼砂经过2810℃高温熔炼，冷却后球磨成陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    掺有竹炭粉的陶瓷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
掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮由下列重量份的原料制成：CBN磨料57、白刚玉磨料28、竹炭粉7、废钢粉5、砂糖粒1.7、聚乙二醇2000 2.8、癸二酸二丁酯1.5、铝矾土8、石灰石7、硅质页岩4、硼砂4。所述的铝矾土、石灰石、硅质页岩、硼砂经过2895℃高温熔炼，冷却后球磨成陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    掺有竹炭粉的陶瓷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
掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮由下列重量份的原料制成：CBN磨料60、白刚玉磨料30、竹炭粉8、废钢粉6、砂糖粒1.9、聚乙二醇2000 3.0、癸二酸二丁酯1.8、铝矾土10、石灰石9、硅质页岩6、硼砂5。所述的铝矾土、石灰石、硅质页岩、硼砂经过2950℃高温熔炼，冷却后球磨成陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
    掺有竹炭粉的陶瓷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 (3)

1.一种掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮，其特征在于，其是由下列重量份的原料制成：
    CBN磨料50-60、白刚玉磨料20-30、竹炭粉3-6、废钢粉1-3、砂糖粒1-2、聚乙二醇2000 2-3、癸二酸二丁酯1-2、铝矾土5-10、石灰石5-10、硅质页岩3-6、硼砂2-5。
2.根据权利要求1所述的掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮，其特征在于，所述的掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮各原料组分的重量份如下表中各配方之一：
Figure 2012102710557100001DEST_PATH_IMAGE002
根据权利要求1或2所述的掺有竹炭粉的陶瓷CBN砂轮，其特征在于，所述的铝矾土、石灰石、硅质页岩、硼砂经过2600-3000℃高温熔炼，冷却后球磨成陶瓷粉末，即可成为陶瓷结合剂。
3.一种如权利要求1或2所述的掺有竹炭粉的陶瓷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。
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