CN105562331A - 一种超硬磨料的粒度分级方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超硬磨料的粒度分级方法。该方法包括以下步骤:1)选择至少4种不同筛孔尺寸的筛网,按筛孔尺寸由小到大,从下至上组装成超声波旋振筛的筛分层,在最上层投入超硬磨料进行初筛,在各筛网上得到相应粒度范围的初筛磨料;初筛过程超声波频率为27~29MHz;2)根据步骤1)得到的初筛磨料的粒度范围,选择粒度范围的上限值和下限值对应的筛网组装成超声波旋振筛的筛分层,在最上层投入初筛磨料进行精筛,即得;精筛过程超声波频率为27~29MHz。该方法操作简单,在实现高精度的筛分超硬磨料的同时兼顾高效率,降低了超硬磨料厂家生产成本,尤其适用于表面粗糙,外观形状不规则的超硬磨料筛分。
Description
技术领域
本发明属于磨料分级技术领域,具体涉及一种超硬磨料的粒度分级方法。
背景技术
由超硬磨料(如金刚石、立方氮化硼等)制成的砂轮、刀具等产品已在汽车、冶金轧辊、空调压缩机、工程机械、航空航天、齿轮、轴承等行业得到了广泛的应用。在上述磨削工具的制造过程中,超硬磨料的粒度控制起着重要作用。为规范超硬磨料的颗粒尺寸,GB/T6406-1996《超硬磨料金刚石或立方氮化硼颗粒尺寸》规定了超硬磨料的粒度标记、各粒度颗粒尺寸范围及粒度组成等情况。如粒度为100/120的超硬磨料,至少应有99.9%的颗粒通过227μm的上限筛;所有颗粒都可以通过165μm的上检查筛,但留在上检查筛上的颗粒不得超过10%;允许上限筛的筛下物100%通过上检查筛和100%的留在127μm的下检查筛上,但必须至少由87%的颗粒通过上检查筛而留在下检查筛上。
超硬材料生产厂家对磨料进行粒度筛分时,多采用直径为200mm的试验筛进行拍击式粒度分级,其优点是精度高,缺点是筛网贵重,效率低,噪音大,设备损坏程度高,劳动强度大。开发一种新型高效的粒度分级方法具有重要意义。
CN104043583A公开了一种用于磨料磨具中的旋振筛。旋振筛是一种高精度细粉筛分机械,全封闭结构,适用于粒、粉、粘液等物料的筛分过滤,旋振筛是由直立式电机作激振源,电机上下两端安装由偏心重锤,将电机的旋转运动转变为水平、垂直、倾斜的三次元运动,再把这个运动传递给筛面,调节上下两端的相对角,可以改变物料在筛面上的运动轨迹。
超硬磨料的外观形状有中等块状、针状、片状等不规则形状,其表面也有光滑、粗糙的区别。超硬磨料在利用旋振筛进行筛分时,往往会造成筛孔堵塞、筛面受力不均匀等情况,造成筛分精度低、效率低下,甚至难以满足GB/T6406-1996的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种超硬磨料的粒度分级方法,从而解决现有粒度分级方法精度低、效率低下的问题。
为了实现以上目标,本发明所采用的技术方案是:
一种超硬磨料的粒度分级方法,包括以下步骤:
1)选择至少4种不同筛孔尺寸的筛网,按筛孔尺寸由小到大,从下至上组装成超声波旋振筛的筛分层,在最上层投入超硬磨料进行初筛,在各筛网上得到相应粒度范围的初筛磨料;初筛过程超声波频率为27~29MHz;
2)根据步骤1)得到的初筛磨料的粒度范围,选择粒度范围的上限值和下限值对应的筛网组装成超声波旋振筛的筛分层,在最上层投入初筛磨料进行精筛,即得;精筛过程超声波频率为27~29MHz。
所述超硬磨料的粒度为400目以粗。所述超硬磨料为金刚石或立方氮化硼。
对于直径800~1000mm的筛网,初筛过程投料量为2~10kg/次,精筛过筛投料量为2~6kg/次。对于其他直径的旋振筛,可通过单位面积筛网投料量的换算得到相应的投料量。
针对表面粗糙,外观形状为针状、片状等不规则形状的超硬磨料,优选的,初筛过程的投料量为8~10kg/次,精筛过程的投料量为2~5kg/次。
初筛过程筛分时间为10~25min,精筛过程筛分时间为5~15min。
步骤1)中,调整超声波旋振筛重锤,使超硬磨料在筛网上做均匀旋转运动,保证超硬磨料铺满80%以上筛网面积。
初筛过程,控制初筛磨料的基本粒不少于80%。所述基本粒即为GB/T6406-1996规定的下检查筛上的筛上物。以粒度标记为100/120目的磨料为例,上检查筛的筛上物为100目以粗,下检查筛的筛上物为基本粒,筛下物为120目以细。
步骤1)和步骤2)中,超声波旋振筛采用脉冲式超声波。
本发明提供的超硬磨料的粒度分级方法,步骤1)设置至少4层筛分层,通过投料量、超声波频率等工艺控制,使旋振力均匀传递到每层筛网;初筛过程是为了高效的获得各种粒度的初筛磨料,初筛过程控制基本粒不少于80%即可。步骤1)通过多层筛分层的设计,可大幅度降低筛孔堵塞、筛面受力不均匀等问题,提高了粒度分级效率。步骤2)为精筛过程,在步骤1)高效率获得初筛磨料的基础上,通过控制投料量,可以进一步提高筛分精度,使基本粒满足要求。通过步骤1)和步骤2)相结合,可以使超硬磨料的筛分过程兼顾高效率和高精度。
筛网使用一段时间后,可通过超声波清洗器对磨料堵塞10~20%的筛网进行清洗,每次清洗20~30min,保证清洗后堵塞率低于5%以下,晾干即可重新使用。
本发明提供的超硬磨料的粒度分级方法,与拍击式粒度分级工艺相比,筛分效率提高6~10倍,节约人工50%以上,筛网成本降低20%以上,噪音降低30分贝,设备维修成本降低70%以上,且降低了劳动强度,超硬磨料基本粒的筛分精度可达95~98%,远高于国家标准的80~90%。该方法操作简单,在实现高精度的筛分超硬磨料的同时兼顾高效率,降低了超硬磨料厂家生产成本,尤其适用于表面粗糙,外观形状不规则的超硬磨料筛分。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。以下实施例中,CBN-850系列立方氮化硼为黑色,不规则形状,中等强度,锐角突出;CBN-980系列立方氮化硼为棕黑色,单晶体,不规则形状,锐角突出;金刚石为多晶结构,表面粗糙不平、晶面和棱角不完整;CBN-850、CBN-980及多晶金刚石由富耐克超硬材料股份有限公司提供。
实施例1
本实施例对CBN-980超硬磨料进行筛分,相应的粒度分级方法,包括以下步骤:
1)取80目,100目,120目,140目筛网,按筛孔尺寸由小到大,从下至上组装成超声波旋振筛的筛分层,每次投料量10kg,调整旋振筛重锤,使最上层的磨料在筛网上做均匀旋转运动,保证磨料铺满80%以上筛网面积;初筛过程控制每层筛网超声波频率为28MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为15min;初筛结束后,打开排放阀门,重启旋振筛进行排放,可在100目,120目,140目筛网上分别得到80/100目,100/120目,120/140目三种初筛磨料;其基本粒所占比例分别为80%、81%、80%;
2)对于100/120目初筛磨料,精筛时从下至上组装120目和100目筛网;精筛过程在最上层每次投入初筛磨料4kg,控制超声波频率为28MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为15min;
对于80/100目初筛磨料,精筛时组装80目和100目筛网;精筛过程在最上层每次投入初筛磨料6kg,控制超声波频率为27MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为5min;
对于120/140目初筛磨料,精筛时组装120目和140目筛网;精筛过程在最上层每次投入初筛磨料5kg,控制超声波频率为29MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为10min;精筛完成后,排料,检测基本粒,即得。
实施例2
本实施例对CBN-850超硬磨料进行筛分,相应的粒度分级方法,包括以下步骤:
1)取80目,100目,120目,140目筛网,按筛孔尺寸由小到大,从下至上组装成超声波旋振筛的筛分层,每次投料量8kg,调整旋振筛重锤,使最上层的磨料在筛网上做均匀旋转运动,保证磨料铺满80%以上筛网面积;初筛过程控制每层筛网超声波频率为28MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为12min;初筛结束后,打开排放阀门,重启旋振筛进行排放,可在100目,120目,140目筛网上分别得到80/100目,100/120目,120/140目三种初筛磨料;其基本粒所占比例分别为80%、82%、81%;
2)对于100/120目初筛磨料,精筛时从下至上组装120目和100目筛网;精筛过程在最上层每次投入初筛磨料4kg,控制超声波频率为28MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为15min;
对于80/100目初筛磨料,精筛时组装80目和100目筛网;精筛过程在最上层每次投入初筛磨料6kg,控制超声波频率为27MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为5min;
对于120/140目初筛磨料,精筛时组装120目和140目筛网;精筛过程在最上层每次投入初筛磨料5kg,控制超声波频率为28MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为10min;精筛完成后,排料,检测基本粒,即得。
实施例3
本实施例对多晶金刚石进行筛分,相应的粒度分级方法,包括以下步骤:
1)取80目,100目,120目,140目筛网,按筛孔尺寸由小到大,从下至上组装成超声波旋振筛的筛分层,每次投料量4kg,调整旋振筛重锤,使最上层的磨料在筛网上做均匀旋转运动,保证磨料铺满80%以上筛网面积;初筛过程控制每层筛网超声波频率为28MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为25min;初筛结束后,打开排放阀门,重启旋振筛进行排放,可在100目,120目,140目筛网上分别得到80/100目,100/120目,120/140目三种初筛磨料;其基本粒所占比例分别为82%、83%、80%;
2)对于100/120目初筛磨料,精筛时从下至上组装120目和100目筛网;精筛过程在最上层每次投入初筛磨料4kg,控制超声波频率为28MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为15min;
对于80/100目初筛磨料,精筛时组装80目和100目筛网;精筛过程在最上层每次投入初筛磨料6kg,控制超声波频率为27MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为5min;
对于120/140目初筛磨料,精筛时组装120目和140目筛网;精筛过程在最上层每次投入初筛磨料5kg,控制超声波频率为29MHz,超声波采用脉冲式振动,筛分时间为10min;精筛完成后,排料,检测基本粒,即得。
试验例
本试验例对各实施例所得80/100目,100/120目,120/140目超硬磨料的粒度进行检测,按照GB/T6406-1996《超硬磨料金刚石或立方氮化硼颗粒尺寸》的规定进行,结果如表1所示。
表1各实施例所得不同粒度超硬磨料的粒度分级检测结果
由表1的检测结果可知,本发明的超硬磨料的粒度分级方法筛分精度远高于国家标准,以100/120目CBN-980为例,基本粒含量达到97%,得到满足要求的成品粒仅需30min左右,具有极高的筛分效率。
Claims (9)
1.一种超硬磨料的粒度分级方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)选择至少4种不同筛孔尺寸的筛网,按筛孔尺寸由小到大,从下至上组装成超声波旋振筛的筛分层,在最上层投入超硬磨料进行初筛,在各筛网上得到相应粒度范围的初筛磨料;初筛过程超声波频率为27~29MHz;
2)根据步骤1)得到的初筛磨料的粒度范围,选择粒度范围的上限值和下限值对应的筛网组装成超声波旋振筛的筛分层,在最上层投入初筛磨料进行精筛,即得;精筛过程超声波频率为27~29MHz。
2.如权利要求1所述的超硬磨料的粒度分级方法,其特征在于,所述超硬磨料的粒度为400目以粗。
3.如权利要求1所述的超硬磨料的粒度分级方法,其特征在于,所述超硬磨料为金刚石或立方氮化硼。
4.如权利要求1所述的超硬磨料的粒度分级方法,其特征在于,对于直径800~1000mm的筛网,初筛过程投料量为2~10kg/次,精筛过筛投料量为2~6kg/次。
5.如权利要求4所述的超硬磨料的粒度分级方法,其特征在于,初筛过程的投料量为8~10kg/次,精筛过程的投料量为2~5kg/次。
6.如权利要求1、4或5所述的超硬磨料的粒度分级方法,其特征在于,初筛过程筛分时间为10~25min,精筛过程筛分时间为5~15min。
7.如权利要求1所述的超硬磨料的粒度分级方法,其特征在于,步骤1)中,调整超声波旋振筛重锤,使超硬磨料在筛网上做均匀旋转运动,保证超硬磨料铺满80%以上筛网面积。
8.如权利要求1所述的超硬磨料的粒度分级方法,其特征在于,步骤1)和步骤2)中,超声波旋振筛采用脉冲式超声波。
9.如权利要求1所述的超硬磨料的粒度分级方法,其特征在于,步骤1)中,控制初筛磨料的基本粒不少于80%。
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