CN103770025A - 一种耐高温陶瓷cbn砂轮 - Google Patents

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胡光胜
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Abstract

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种耐高温陶瓷CBN砂轮及其生产工艺，该砂轮由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料30-34、CBN磨料40-50、金刚石磨料10-15、碳化硼微粉5-8、六铝酸钙3-4、碳酸钙2-4、硫酸铈3-4、氯化铁5-6、助剂7-9；本发明砂轮利用六铝酸钙、碳酸钙、硫酸铈等原料搅拌烧结制成陶瓷结合剂，这种结合剂导热率低，化学性能稳定，线膨胀系数小，在高温状态下与仍与磨料有良好的把持力，砂轮形状保持良好，能进行精密的切削加工，且较传统CBN砂轮使用寿命更长。

Description

一种耐高温陶瓷CBN砂轮
技术领域
本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种耐高温陶瓷CBN砂轮及其生产工艺。 
背景技术
砂轮是磨具中使用范围最为广泛的一种工具，主要对金属或非金属工件的型面进行粗磨、半精磨、精磨以及开槽、切断等处理，在使用时处于高速旋转状态，需要承受较大的冲击力，因此对砂轮的强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能等均有较高的要求；砂轮主要由磨料和结合剂经压坯、干燥、焙烧制成，磨料的种类多种多样，常见的主要有刚玉、碳化硅、金刚石以及立方氮化硼等，这些磨料都有着良好的硬度以及一定的韧性，而其强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能均取决于结合剂，常见的结合剂为树脂结合剂、陶瓷结合剂、橡胶结合剂以及金属结合剂，各结合剂均有不同的特性，在实际应用中应根据砂轮工件使用条件，选择合适的结合剂，以增强磨料粘结牢固强度，提高磨具强度，改善磨削性能，赋予砂轮良好的使用性能。 
发明内容
本发明的目的在于，提供一种耐高温陶瓷CBN砂轮，以提高CBN陶瓷的耐高温性能，延长使用寿命，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 
一种耐高温陶瓷CBN砂轮，其特征在于，本发明砂轮由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料30-34、CBN磨料40-50、金刚石磨料10-15、碳化硼微粉5-8、六铝酸钙3-4、碳酸钙2-4、硫酸铈3-4、氯化铁5-6、助剂7-9。
所述的助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10-12、铁粉5-6、二氧化钛1-2、硅藻土粉2-3、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH550 2-3、二甲基硅油1-2、花生壳粉5-7；制备方法是将铁粉、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入1020-1050℃下煅烧1-2小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 
所述的一种耐高温陶瓷CBN砂轮，其生产工艺如下： 
（1）将六铝酸钙、碳酸钙、硫酸铈、氯化铁混合，加热至1800-1900℃搅拌20-30min，搅拌结束后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将碳化硅磨料、CBN磨料、金刚石磨料、碳化硼微粉加入步骤（1）所得的物料中，充分混合后备用；
（3）将（2）得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为280-300℃，在12-15MPa条件下保压12-15min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在20-25min内升温至340-360℃，保温4-6小时，再按10-12℃/min升温至1420-1480℃，保温9-10小时后取出，自然冷却后即得。
本发明的优点在于：采用六铝酸钙、碳酸钙、硫酸铈、氯化铁等无机化合物在高温条件下搅拌烧结制成了陶瓷结合剂，这种陶瓷结合剂导热率低，在高温下仍能保持良好的化学稳定性，线膨胀系数小，在高温状态下与仍与磨料有良好的把持力，增加了砂轮的强度和耐磨性能，砂轮形状保持良好，能进行精密的切削加工，且较传统CBN砂轮使用寿命更长。 
具体实施方式
实施例1 
本实施例砂轮由以下重量份原料制成：碳化硅磨料34、CBN磨料50、金刚石磨料15、碳化硼微粉8、六铝酸钙4、碳酸钙4、硫酸铈4、氯化铁6、助剂8。
助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10、铁粉5、二氧化钛2、硅藻土粉2、高岭土粉5、氮化铝粉1、硅烷偶联剂KH550 3、二甲基硅油1、花生壳粉5；制备方法是将铁粉、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入1020-1050℃下煅烧1-2小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 
所述的一种耐高温陶瓷CBN砂轮，其生产工艺如下： 
（1）将六铝酸钙、碳酸钙、硫酸铈、氯化铁混合，加热至1900℃搅拌20min，搅拌结束后自然冷却至室温，球磨至300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将碳化硅磨料、CBN磨料、金刚石磨料、碳化硼微粉加入步骤（1）所得的物料中，充分混合后备用；
（3）将（2）得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为300℃，在12MPa条件下保压12min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在25min内升温至360℃，保温4小时，再按12℃/min升温至1480℃，保温9小时后取出，自然冷却后即得。
性能测试： 
回转强度≥ 35 米/ 秒；静平衡K 系数≤ 0.25；
磨削钢结硬质合金材料磨除率可达2.6mm3/(mm .s) 以上；
硬度L 级。
实施例2 
本实施例砂轮由以下重量份原料制成：碳化硅磨料34、CBN磨料50、金刚石磨料15、碳化硼微粉6、六铝酸钙3、碳酸钙2、硫酸铈3、氯化铁5、助剂8。
助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10、铁粉5、二氧化钛2、硅藻土粉2、高岭土粉5、氮化铝粉1、硅烷偶联剂KH550 3、二甲基硅油1、花生壳粉5；制备方法是将铁粉、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入1020-1050℃下煅烧1-2小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。 
所述的一种耐高温陶瓷CBN砂轮，其生产工艺如下： 
（1）将六铝酸钙、碳酸钙、硫酸铈、氯化铁混合，加热至1800℃搅拌30min，搅拌结束后自然冷却至室温，球磨至300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将碳化硅磨料、CBN磨料、金刚石磨料、碳化硼微粉加入步骤（1）所得的物料中，充分混合后备用；
（3）将（2）得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为280℃，在15MPa条件下保压15min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在25min内升温至340℃，保温6小时，再按10℃/min升温至1420℃，保温10小时后取出，自然冷却后即得。

Claims (2)

1.一种耐高温陶瓷CBN砂轮，其特征在于，该砂轮由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料30-34、CBN磨料40-50、金刚石磨料10-15、碳化硼微粉5-8、六铝酸钙3-4、碳酸钙2-4、硫酸铈3-4、氯化铁5-6、助剂7-9；
所述的助剂由以下重量份的原料制成：碳化硅磨料10-12、铁粉5-6、二氧化钛1-2、硅藻土粉2-3、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH550 2-3、二甲基硅油1-2、花生壳粉5-7；制备方法是将铁粉、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入1020-1050℃下煅烧1-2小时，冷却后，粉碎成150-200目粉末，与其它剩余成分混合，即得。
2.如权利要求1所述的一种耐高温陶瓷CBN砂轮，其工艺如下：
（1）将六铝酸钙、碳酸钙、硫酸铈、氯化铁混合，加热至1800-1900℃搅拌20-30min，搅拌结束后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；
（2）将碳化硅磨料、CBN磨料、金刚石磨料、碳化硼微粉加入步骤（1）所得的物料中，充分混合后备用；
（3）将（2）得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为280-300℃，在12-15MPa条件下保压12-15min，出模得胚体；
（4）将胚体进行烧结处理，胚体先在20-25min内升温至340-360℃，保温4-6小时，再按10-12℃/min升温至1420-1480℃，保温9-10小时后取出，自然冷却后即得。
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