CN104907941A - 一种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮及制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮及制作方法，为圆形板材，所述砂轮包括基材和研磨体，中间有安装孔，基材为铸铁板，研磨体为金刚石和金属粉末，经高温加热压制在基材内,两者紧密结合在一起，金刚石研磨体气孔率在5% 以下,产品直径800-1000mm,研磨体环端工作面径向200-240MM，表面平整,无变形现象，用于氮化硅陶瓷轴承球的粗研工序。金属粉末总体积占研磨体体积的50%-81.25%，由多种金属粉末组成，包括钴粉、钨粉、铁粉、锡粉、镍粉、青铜粉、铜粉、钛粉和锌粉，金属粉末中还有分散剂和湿润剂。本发明的氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮比目前国外产品提高了磨削效率6倍，使用时环保无污染。
Description
技术领域
本发明涉及研磨材料，即一种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮及制作方法。
背景技术
轴承是各种先进装备的重要零部件。随着社会进步和科学技术的高速发展，轴承的使用环境和条件越来越多样化，对轴承的结构、材质性能要求也越来越高，一些高科技领域和某些特殊环境下工作的机械，如航空航天、核能、冶金、化工、石油、仪器、电子、制药等工业，需要在高温、高速、高精度、真空、无磁性、无油润滑、强酸、强碱等特殊环境下工作。这些新的特殊环境下工作要求仅仅依靠传统的金属轴承已经不能满足，因此氮化硅陶瓷轴承成为机械装备技术革命的标志。
氮化硅陶瓷轴承球是氮化硅陶瓷轴承的关键零件。它的研磨分为粗研和精研两个阶段，因为氮化硅陶瓷轴承球的硬度、耐磨度很高，球的圆度不规则，氮化硅陶瓷轴承球的粗研有其独特的特点，目前国外先进的氮化硅陶瓷球粗加工都使用专用的金刚石研磨砂轮，虽其磨削加快、耗能低、污染小。但其砂轮直径不大，效率低，环端工作面是多次成型、拼接而成的,从而影响了其磨削速度和精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮及制作方法。
这种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮，为圆形板材，所述砂轮包括基材和研磨体，中间有安装孔，基材为[形，基材一侧的凹槽中为研磨体，其特征在于，基材为铸铁板，研磨体为金刚石和金属粉末，经高温加热压制在基材内,两者紧密结合在一起，金刚石研磨体气孔率在5% 以下,产品直径800-1000mm,研磨体环端工作面径向200-240MM，表面平整, 无变形现象，用于氮化硅陶瓷轴承球的粗研工序。
这种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮的制作方法，步骤如下：
一、备铸铁基板：
根据客户需求产品的规格尺寸加工铸铁基板；
二、备金刚石和金属粉末研磨料：
A、金刚石，金刚石浓度为75%-200%，即金刚石体积占研磨体体积的18.75%-50%，金刚石粒度范围为60-300目；
B、金属粉末：金属粉末总体积占研磨体体积的50%-81.25%，由多种金属粉末组成，具体成分及比例如下：
钴粉，重量占金属粉末总重的5%-7%，其粒度范围为60-300目；
钨粉，重量占金属粉末总重的3%-5%，其粒度范围为60-300目；
铁粉，重量占金属粉末总重的5%-7%，其粒度范围为60-300目；
锡粉，重量占金属粉末总重的5%-7%，其粒度范围为60-300目；
镍粉，重量占金属粉末总重的7%-9%，其粒度范围为60-300目；
青铜粉，重量占金属粉末总重的10%-12%，其粒度范围为60-300目；
铜粉，重量占金属粉末总重的45%-55%，其粒度范围为60-300目；
钛粉，重量占金属粉末总重的2%-3%，其粒度范围为60-300目；
锌粉，重量占金属粉末总重的1%-3%，其粒度范围为60-300目；
C、分散剂：三乙醇胺，重量占金属粉末总重的1%-3%，
D、湿润剂：大豆卵磷脂，重量占金属粉末总重的1%-3%；
三、混料：
1、将金属粉末用60目筛网过筛，除去杂质及大颗粒；
2、将金属粉末、金刚石和分散剂依次加入混料锅，搅拌5小时，使各种金属粉末与金刚石混合均匀；
3、将湿润剂加入混合好的粉末中，搅拌均匀；
4、将混好的研磨原料用60目振动筛过筛，避免有结团的粉末颗粒；
5、过筛完毕后将研磨原料装入容器中备用。
四、装模：
1、将备好的铸铁基板清洗干净，保证铸铁基板凹槽内无油渍、无杂质；
2、取混好的研磨原料，加入到铸铁基板凹槽内，用料耙将原料耙均匀，然后用刮模工装将研磨原料刮平；
3、将与凹槽相配合的上压板覆盖在盛有研磨原料的凹槽之上；
五、加热、压制：把装好研磨原料的铸铁基板放入专用烧结压机内，放置相应的导热石墨块开启加热功能，加热过程中压机逐步加压，当温度升高到790℃后，压机将研磨原料压制到规定厚度，然后自然冷却，待铸铁基板温度凉下后再取出。
六、出模：将上压板起出；
七、机械加工：根据设计加工使其外形达到客户及企业规定的标准；
八、通过外观、硬度、尺寸、平行度、同轴度、平面度检验，合格后包装、入库。
优选的，铸铁基板的材料为球墨铸铁。
现在氮化硅陶瓷球的需求越来越大，而氮化硅陶瓷球的加工工艺要求较高，需要较大工作面的金刚石砂轮，本发明的“氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮”直径可达到1000MM，整体环端工作面径向可达240MM，比目前国外先进的氮化硅陶瓷球粗研加工专用的金刚石研磨砂轮提高了磨削效率6倍，使用时环保无污染。
附图说明
图1是本发明的砂轮结构示意图
图中：1.铸铁板基体，2.研磨体部分，3.安装孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例说明如下：
这种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮，为圆形板材，所述砂轮包括基材和研磨体，中间有安装孔，基材为[形，基材一侧的凹槽中为研磨体，基材为普通铸铁板，研磨体为金刚石和金属粉末，经高温加热压制在基材内,两者紧密结合在一起，金刚石研磨体气孔率在3%,产品直径800mm,研磨体环端工作面径向200MM，表面平整, 无变形现象，用于氮化硅陶瓷轴承球的粗研工序。
实施例一：这种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮的制作方法，步骤如下：
一、备铸铁基板：
根据客户需求产品的规格尺寸加工铸铁基板；
二、备金刚石和金属粉末研磨料：
A、金刚石，金刚石浓度为80%，即金刚石体积占研磨体体积的20%，金刚石粒度为70目；
B、金属粉末：金属粉末总体积占研磨体体积的80%，由多种金属粉末组成，具体成分及比例如下：
钴粉，重量占金属粉末总重的6%，其粒度为70目；
钨粉，重量占金属粉末总重的4%，其粒度为70目；
铁粉，重量占金属粉末总重的6%，其粒度为70目；
锡粉，重量占金属粉末总重的6%，其粒度为70目；
镍粉，重量占金属粉末总重的8%，其粒度为70目；
青铜粉，重量占金属粉末总重的11%，其粒度为70目；
铜粉，重量占金属粉末总重的50%，其粒度为70目；
钛粉，重量占金属粉末总重的2.5%，其粒度为70目；
锌粉，重量占金属粉末总重的2.5%，其粒度为70目；
C、分散剂：三乙醇胺，重量占金属粉末总重的2%，
D、湿润剂：大豆卵磷脂，重量占金属粉末总重的2%；
三、混料：
1、将金属粉末用60目筛网过筛，除去杂质及大颗粒；
2、将金属粉末、金刚石和分散剂依次加入混料锅，搅拌5小时，使各种金属粉末与金刚石混合均匀；
3、将湿润剂加入混合好的粉末中，搅拌均匀；
4、将混好的研磨原料用60目振动筛过筛，避免有结团的粉末颗粒；
5、过筛完毕后将研磨原料装入容器中备用。
四、装模：
1、将备好的铸铁基板清洗干净，保证铸铁基板凹槽内无油渍、无杂质；
2、取混好的研磨原料，加入到铸铁基板凹槽内，用料耙将原料耙均匀，然后用刮模工装将研磨原料刮平；
3、将与凹槽相配合的上压板覆盖在盛有研磨原料的凹槽之上；
五、加热、压制：把装好研磨原料的铸铁基板放入专用烧结压机内，放置相应的导热石墨块开启加热功能，加热过程中压机逐步加压，当温度升高到790℃后，压机将研磨原料压制到规定厚度，然后自然冷却，待铸铁基板温度凉下后再取出。
六、出模：将上压板起出；
七、机械加工：根据设计加工使其外形达到客户及企业规定的标准；
八、通过外观、硬度、尺寸、平行度、同轴度、平面度检验，合格后包装、入库。
实施例二：这种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮，为圆形板材，所述砂轮包括基材和研磨体，中间有安装孔，基材为[形，基材一侧的凹槽中为研磨体，基材为铸铁板，研磨体为金刚石和金属粉末，经高温加热压制在基材内,两者紧密结合在一起，金刚石研磨体气孔率在4%,产品直径1000mm,研磨体环端工作面径向240MM，表面平整, 无变形现象，用于氮化硅陶瓷轴承球的粗研工序。
这种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮的制作方法，步骤如下：
一、备铸铁基板，铸铁基板的材料为球墨铸铁：
根据客户需求产品的规格尺寸加工铸铁基板；
二、备金刚石和金属粉末研磨料：
A、金刚石，金刚石浓度为160%，即金刚石体积占研磨体体积的40%，金刚石粒度为250目；
B、金属粉末：金属粉末总体积占研磨体体积的60%，由多种金属粉末组成，具体成分及比例如下：
钴粉，重量占金属粉末总重的6%，其粒度为250目；
钨粉，重量占金属粉末总重的4%，其粒度为250目；
铁粉，重量占金属粉末总重的6%，其粒度为250目；
锡粉，重量占金属粉末总重的6%，其粒度为250目；
镍粉，重量占金属粉末总重的8%，其粒度为250目；
青铜粉，重量占金属粉末总重的11%，其粒度为250目；
铜粉，重量占金属粉末总重的50%，其粒度为250目；
钛粉，重量占金属粉末总重的2.5%，其粒度为250目；
锌粉，重量占金属粉末总重的2.5%，其粒度为250目；
C、分散剂：三乙醇胺，重量占金属粉末总重的2%，
D、湿润剂：大豆卵磷脂，重量占金属粉末总重的2%；
三、混料：
1、将金属粉末用60目筛网过筛，除去杂质及大颗粒；
2、将金属粉末、金刚石和分散剂依次加入混料锅，搅拌5小时，使各种金属粉末与金刚石混合均匀；
3、将湿润剂加入混合好的粉末中，搅拌均匀；
4、将混好的研磨原料用60目振动筛过筛，避免有结团的粉末颗粒；
5、过筛完毕后将研磨原料装入容器中备用。
四、装模：
1、将备好的铸铁基板清洗干净，保证铸铁基板凹槽内无油渍、无杂质；
2、取混好的研磨原料，加入到铸铁基板凹槽内，用料耙将原料耙均匀，然后用刮模工装将研磨原料刮平；
3、将与凹槽相配合的上压板覆盖在盛有研磨原料的凹槽之上；
五、加热、压制：把装好研磨原料的铸铁基板放入专用烧结压机内，放置相应的导热石墨块开启加热功能，加热过程中压机逐步加压，当温度升高到790℃后，压机将研磨原料压制到规定厚度，然后自然冷却，待铸铁基板温度凉下后再取出。
六、出模：将上压板起出；
七、机械加工：根据设计加工使其外形达到客户及企业规定的标准；
八、通过外观、硬度、尺寸、平行度、同轴度、平面度检验，合格后包装、入库。
Claims (3)
1.一种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮，为圆形板材，所述砂轮包括基材和研磨体，中间有安装孔，基材为[形，基材一侧的凹槽中为研磨体，其特征在于，基材为铸铁板，研磨体为金刚石和金属粉末，经高温加热压制在基材内,两者紧密结合在一起，金刚石研磨体气孔率在5% 以下,产品直径800-1000mm,研磨体环端工作面径向200-240MM，表面平整, 无变形现象，用于氮化硅陶瓷轴承球的粗研工序。
2.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮的制作方法，步骤如下：
一、备铸铁基板：
根据客户需求产品的规格尺寸加工铸铁基板；
二、备金刚石和金属粉末研磨料：
A、金刚石，金刚石浓度为75%-200%，即金刚石体积占研磨体体积的18.75%-50%，金刚石粒度范围为60-300目；
B、金属粉末：金属粉末总体积占研磨体体积的50%-81.25%，由多种金属粉末组成，具体成分及比例如下：
钴粉，重量占金属粉末总重的5%-7%，其粒度范围为60-300目；
钨粉，重量占金属粉末总重的3%-5%，其粒度范围为60-300目；
铁粉，重量占金属粉末总重的5%-7%，其粒度范围为60-300目；
锡粉，重量占金属粉末总重的5%-7%，其粒度范围为60-300目；
镍粉，重量占金属粉末总重的7%-9%，其粒度范围为60-300目；
青铜粉，重量占金属粉末总重的10%-12%，其粒度范围为60-300目；
铜粉，重量占金属粉末总重的45%-55%，其粒度范围为60-300目；
钛粉，重量占金属粉末总重的2%-3%，其粒度范围为60-300目；
锌粉，重量占金属粉末总重的1%-3%，其粒度范围为60-300目；
C、分散剂：三乙醇胺，重量占金属粉末总重的1%-3%，
D、湿润剂：大豆卵磷脂，重量占金属粉末总重的1%-3%；
三、混料：
1、将金属粉末用60目筛网过筛，除去杂质及大颗粒；
2、将金属粉末、金刚石和分散剂依次加入混料锅，搅拌5小时，使各种金属粉末与金刚石混合均匀；
3、将湿润剂加入混合好的粉末中，搅拌均匀；
4、将混好的研磨原料用60目振动筛过筛，避免有结团的粉末颗粒；
5、过筛完毕后将研磨原料装入容器中备用；
四、装模：
1、将备好的铸铁基板清洗干净，保证铸铁基板凹槽内无油渍、无杂质；
2、取混好的研磨原料，加入到铸铁基板凹槽内，用料耙将原料耙均匀，然后用刮模工装将研磨原料刮平；
3、将与凹槽相配合的上压板覆盖在盛有研磨原料的凹槽之上；
五、加热、压制：把装好研磨原料的铸铁基板放入专用烧结压机内，放置相应的导热石墨块开启加热功能，加热过程中压机逐步加压，当温度升高到790℃后，压机将研磨原料压制到规定厚度，然后自然冷却，待铸铁基板温度凉下后再取出；
六、出模：将上压板起出；
七、机械加工：根据设计加工使其外形达到客户及企业规定的标准；
八、通过外观、硬度、尺寸、平行度、同轴度、平面度检验，合格后包装、入库。
3.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮的制作方法，优选的，铸铁基板的材料为球墨铸铁。
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