CN103224346B - 轴承球超精密加工树脂研磨板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
轴承球超精密加工树脂研磨板，主要由白刚玉和绿碳化硅组成的磨料及酚醛树脂和聚酰亚胺树脂组成的树脂经压制成型、高温硬化而成，气孔率在5%以下，体积密度2.8-3.2g/cm3，硬度HRC50-65，硬度均匀性HRC±3，产品表面平整，无变形现象；用于精密轴承球的超精研工序。本发明的树脂研磨板具有密度高、硬度高、韧性好，比传统工艺的铸铁板加氧化铬的生产效率提高了100%。产品加工精度高，其尺寸公差较国标降低20%，形位公差降低10%，加工过程无污染。
Description
技术领域
本发明涉及研磨材料，即一种轴承球超精密加工树脂研磨板及其制作方法。
背景技术
轴承是机械的关键零部件，轴承加工代表了一个国家机械加工的水平，近几年来，随着航天航空、高铁、风电、核电的迅猛发展，对高精端轴承技术水平要求越来越高。轴承球是轴承的关键零件，因此，研制高速、高精密轴承球的研磨是至关重要的高端技术。轴承球加工装备以精研和超精研使用的精密研磨板为主。
轴承球超精密加工树脂研磨板主要用于加工高精密轴承钢球和轴承陶瓷球，树脂研磨板磨削性强，自锐性好，修整容易，高速、高效、高精、无污染。磨出的轴承球精度高。
目前国外先进的钢球加工工艺特点是：加工留量小，热处理对组织、应力及残余奥氏体等指标要求严格 ，热处理后的工序以磨削为主，其加工质量均匀散差小，形成高压碎负荷值 、高尺寸稳定性 、高精度 、无异音 、高可靠性的要求。
国内大部分企业采用钢球加工工艺路径 (热处理后 )：硬磨—表面强化 —初研—精研(一)—精研（二)，其加工工艺与国外先进工艺最大区别是初研 、精研(一)工序，而国外采用是细磨(一)、细磨(二)、精研工序。如何与国际先进加工工艺接轨，采用树脂砂轮细磨(一)、细磨(二)工艺，是钢球加工的必然趋势，目前国内尚无企业和科研单位关于轴承球超精密加工树脂研磨板制造的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴承球超精密加工树脂研磨板及其制作方法。
这种轴承球超精密加工树脂研磨板，其特征在于，主要由白刚玉和绿碳化硅组成的磨料及酚醛树脂和聚酰亚胺树脂组成的树脂经压制成型、高温硬化而成，气孔率在5% 以下, 体积密度2.8-3.2g/cm3, 硬度HRC50-65，硬度均匀性HRC±3，产品表面平整, 无变形现象；用于精密轴承球的超精研工序。
这种轴承球超精密加工树脂研磨板的制作方法，其特征在于，步骤如下：
一、 备料：
A、树脂类，重量为原料总重的37-60%，其中，
酚醛树脂，重量为树脂类重量的65-70%,
聚酰亚胺树脂，重量为树脂类重量的30-35%,将上述二者搅拌均匀；
B、磨料，重量为原料总重的37-60%，其中，
白刚玉，重量为磨料类重量的30-70%,其粒度范围是1000目-6000目；
绿碳化硅，重量为磨料类重量的30-70%,其粒度范围是1000目-6000目，将白刚玉和绿碳化硅搅拌，混合均匀，然后加入磨料重量的0.5-1%的表面处理剂有机硅烷搅拌均匀；
C、添加剂，铜粉、铝粉中的一种或两种，1200-1800目:重量为原料总重的2%；
D、分散剂5040：重量为原料总重的1%；
二、混料：先将磨料和添加剂、分散剂搅拌混合均匀，再加入树脂类原料搅拌混合，达到分散均匀的效果；
三、装模：原料达到45℃时进行加料，将分散均匀的原料装入研磨板的模具中，并填实刮平；
四、压制成型：用垫铁盖板缓冲加压，温度升到80℃时保温，1.5小时后减压、保温，检查是否漏料，取出垫铁盖板，然后加压升到180℃并保温2小时，再升到250℃后冷却，待温度降至80℃时出模；
五、将研磨板放置硬化炉内，升温至400℃，保温5—6小时后，降温至室温出炉；
六、精加工，使其外形达到企业规定的标准；
七、检验、包装、入库。
树脂研磨板是用高精度磨料微粉和高强度胶粘剂混合压制、硬化和加工而成的。所需要的磨料颗粒直径均匀, 没有大颗粒, 不划伤钢球表面。胶粘剂是由数种树脂按比例配合而成,强度高, 胶粘性好, 散热性好, 并有一定弹性。树脂研磨板的特点是, 粒度细, 硬度高, 内部组织均匀而致密, 能适应多种磨削条件和不同规格的钢球使用,同时研磨板的外观规整, 尺寸精确。目前钢球加工过程中, 初研工序和精研工序通常采用铸铁板加氧化铬进行研磨。为了提高钢球的质量, 本发明采用细粒度树脂研磨板磨削代替原来用铸铁板在冷却液加氧化铬的方法, 初研工序用细粒度树脂研磨板磨削, 精研工序用超细粒度树脂研磨板磨削, 使钢球表面形态、钢球质量得到很大提高。
本发明的树脂研磨板具有密度高、硬度高(HRC 50-65)、韧性好,比传统工艺的铸铁板加氧化铬的生产效率提高了100% 。产品加工精度高,其尺寸公差较国标降低20%,形位公差降低10%,加工过程无污染。
具体实施方式
下面结合几个具体实施例说明如下：
实施例一：
这种轴承球超精密加工树脂研磨板的制作方法，步骤如下：
一、 备料：
A、树脂类，重量为原料总重的55%，其中，
酚醛树脂，重量为树脂类重量的68%,
聚酰亚胺树脂，重量为树脂类重量的32%,将上述二者搅拌均匀；
B、磨料，重量为原料总重的42%，其中，
白刚玉，重量为磨料类重量的70%,其粒度范围是1000目- 6000目，
绿碳化硅，重量为磨料类重量的30%,其粒度范围是1000目-6000目，将白刚玉和绿碳化硅搅拌，混合均匀，然后加入磨料重量的0.5-1%的表面处理剂有机硅烷搅拌均匀；
C、添加剂铜粉:重量为原料总重的2%；
D、分散剂5040：重量为原料总重的1%；
二、混料：先将磨料和添加剂、分散剂搅拌混合均匀，再加入树脂类原料搅拌混合，达到分散均匀的效果；
三、装模：原料达到45℃时进行加料，将分散均匀的原料装入研磨板的模具中，并填实刮平；
四、压制成型：用垫铁盖板缓冲加压，温度升到80℃时保温，1.5小时后减压、保温，检查是否漏料，取出垫铁盖板，然后加压升到180℃并保温2小时，再升到250℃后冷却，待温度降至80℃时出模；
五、将研磨板放置硬化炉内，升温至400℃，保温5—6小时后，降温至室温出炉；
六、精加工，使其外形达到企业规定的标准；
七、检验、包装、入库。
实施例二：备料中：
A、树脂类，重量为原料总重的55%，其中，
酚醛树脂，重量为树脂类重量的68%,
聚酰亚胺树脂，重量为树脂类重量的32%,将上述二者搅拌均匀；
B、磨料，重量为原料总重的42%，其中，
白刚玉，重量为磨料类重量的30%,其粒度范围是1000目-6000目，
绿碳化硅，重量为磨料类重量的70%,其粒度范围是1000目- 6000目，将白刚玉和绿碳化硅搅拌，混合均匀，然后加入磨料重量的0.5-1%的表面处理剂有机硅烷搅拌均匀；
C、添加剂铝粉:重量为原料总重的2%；
D、分散剂5040：重量为原料总重的1%，上述四种原料搅拌均匀；
其余制作过程与实施例一相同。
实施例三：备料：
A、树脂类，重量为原料总重的42%，其中，
酚醛树脂，重量为树脂类重量的68%,
聚酰亚胺树脂，重量为树脂类重量的32%,将上述二者搅拌均匀；
B、磨料，重量为原料总重的55%，其中，
白刚玉，重量为磨料类重量的70%,其粒度范围是1000目- 6000目，
绿碳化硅，重量为磨料类重量的30%,其粒度范围是1000目- 6000目，将白刚玉和绿碳化硅搅拌，混合均匀，然后加入磨料重量的0.5-1%的表面处理剂有机硅烷搅拌均匀；
C、添加剂中，铜粉为添加剂的1/3, 铝粉为添加剂的2/3: 添加剂重量为原料总重的2%；
D、分散剂5040：重量为原料总重的1%，上述四种原料搅拌均匀；
其余制作过程与实施例一相同。
实施例四：备料：
A、树脂类，重量为原料总重的42%，其中，
酚醛树脂，重量为树脂类重量的68%,
聚酰亚胺树脂，重量为树脂类重量的32%,将上述二者搅拌均匀；
B、磨料，重量为原料总重的55%，其中，
白刚玉，重量为磨料类重量的30%,其粒度范围是1000目- 6000目，
绿碳化硅，重量为磨料类重量的70%,其粒度范围是1000目- 6000目，将白刚玉和绿碳化硅搅拌，混合均匀，然后加入磨料重量的0.5-1%的表面处理剂有机硅烷搅拌均匀；
C、添加剂中，铜粉为添加剂的2/3, 铝粉为添加剂的1/3: 添加剂重量为原料总重的2%；
D、分散剂5040：重量为原料总重的1%，上述四种原料搅拌均匀；
其余制作过程与实施例一相同。
这种轴承球超精密加工树脂研磨板，主要由白刚玉和绿碳化硅组成的磨料及酚醛树脂和聚酰亚胺树脂组成的树脂经压制成型、高温硬化而成，气孔率在5% 以下, 体积密度2.8-3.2g/cm3, 硬度HRC50-65，硬度均匀性HRC±3，产品表面平整, 无变形现象；用于精密轴承球的超精研工序。
实施例一：体积密度2.8 g/cm3, 硬度HRC55。
实施例二：体积密度3.1 g/cm3, 硬度HRC60。
实施例三：体积密度3.0 g/cm3, 硬度HRC58。
实施例四：体积密度3.2 g/cm3, 硬度HRC62。
Claims (1)
1.轴承球超精密加工树脂研磨板，其特征在于，主要由白刚玉和绿碳化硅组成的磨料及酚醛树脂和聚酰亚胺树脂组成的树脂经压制成型、高温硬化而成，气孔率在5% 以下, 体积密度2.8-3.2g/cm3, 硬度HRC50-65，硬度均匀性HRC±3，产品表面平整, 无变形现象；用于精密轴承球的超精研工序；其制作步骤如下：
一、备料：
A、树脂类，重量为原料总重的37-60%，其中，
酚醛树脂，重量为树脂类重量的65-70%,
聚酰亚胺树脂，重量为树脂类重量的30-35%,将上述二者搅拌均匀；
B、磨料，重量为原料总重的37-60%，其中，
白刚玉，重量为磨料类重量的30-70%,其粒度范围是1000目-6000目；
绿碳化硅，重量为磨料类重量的30-70%,其粒度范围是1000目-6000目，将白刚玉和绿碳化硅搅拌，混合均匀，然后加入磨料重量的0.5-1%的表面处理剂有机硅烷搅拌均匀；
C、添加剂，铜粉、铝粉中的一种或两种，1200-1800目:重量为原料总重的2%；
D、分散剂5040：重量为原料总重的1%；
二、混料：先将磨料和添加剂、分散剂搅拌混合均匀，再加入树脂类原料搅拌混合，达到分散均匀的效果；
三、装模：原料达到45℃时进行加料，将分散均匀的原料装入研磨板的模具中，并填实刮平；
四、压制成型：用垫铁盖板缓冲加压，温度升到80℃时保温，1.5小时后减压、保温，检查是否漏料，取出垫铁盖板，然后加压升到180℃并保温2小时，再升到250℃后冷却，待温度降至80℃时出模；
五、将研磨板放置硬化炉内，升温至400℃，保温5—6小时后，降温至室温出炉；
六、精加工，使其外形达到企业规定的标准；
七、检验、包装、入库。
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