CN110328581A - 压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘及其制作方法，其由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为15%‑38%，CBN为25%‑60%，电解铜粉为10%‑50%，绿碳化硅为5%‑20%，偶联剂为0.3%‑5%。本发明提供的压缩机叶片精磨用树脂立方氮化硼磨盘及相关工艺下制造出的磨盘具有良好的打磨锋利性，能够满足压缩机叶片侧面打磨对高效、高精密磨削的要求，且制作工艺生产方便，稳定性好，能够满足侧面精磨加工的要求。

Description

压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘及其制作方法
技术领域
本发明涉及超硬材料领域，具体地，尤其涉及压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘及其制作方法。
背景技术
科技的进步和经济的发展刺激了人民群众对于生活品质的需求，曾经只能在高层次人群中出现的冰箱、空调等家具家电也入驻寻常百姓家。经过21世纪的第一个十年，我国制冷行业得到迅猛发展，2018年全年空调产量已达2亿486万台，而旋转式压缩机具有性能稳定、空间小和质量轻等优点在空调领域中占据了重要的角色。叶片是压缩机中的关键零部件，依靠自身高精度和高耐磨性特征使制冷压缩机具有优异稳定的制冷性能。
中国发明专利“旋转活塞式压缩机”(专利号：CN106014985B)公开了一种旋转活塞压缩机叶片、叶片中储油纹的制作方法、压缩机，属于机械工程技术领域；它解决了现有的叶片表面氮化、PVD镀层；提高压缩机零部件精度和粗糙度等技术手段存在着成本高的问题；该旋转活塞式压缩机叶片，叶片具有两个大平面，两个所述大平面上均具有多条直条状的储油纹，每个大平面中储油纹总面积为该大平面面积的15％～20％；该旋转活塞式压缩机叶片通过增设储油纹以及限制储油纹的面积，进而既通过保证叶片承压面积，实现保证叶片承压性能符合设计要求；又通过提高叶片与汽缸之间储油量以及提高润滑油进入叶片与汽缸之间间隙顺畅性，提高叶片的润滑性，因而提高叶片的耐磨性。依据该旋转活塞式压缩机我们可以知道，叶片侧面的垂直度要求≤3μm，是压缩机零部件中要求最高的部件。目前国内已广泛引入进口双端面设备实现制冷压缩机叶片的双端面高精度磨削加工，但限于国内磨盘制造水平，目前压缩机主流产品仍采购韩国新韩、日本三井等进口砂轮企业的双端面磨盘完成叶片的侧面精磨工作；然而进口磨盘周期长、价格高、售后服务难以保证。
中国实用新型专利“一种磨旋转式空调压缩机叶片的立方氮化硼双端面砂轮”(专利号：CN202357051U)公开了一种磨旋转式空调压缩机叶片的立方氮化硼双端面砂轮，双端面砂轮由铝基体和磨料层构成，所述磨料层粘接在铝基体上，所述磨料层由里向外，划分2环或多环，所述磨料层2层面上围绕砂轮中心点均匀分布有排液槽，所述砂轮的直径为305mm、355mm、500mm或550mm等；本实用新型具有如下有益技术效果：磨削效率高、耐磨性好、使用寿命长、成本低、易修整、操作方便、安全性能好、无污染等特点。该专利中提出了叶片磨削需要用到的立方氮化硼磨盘的概念，但并未明确如何能制造出叶片生产需求的双端面磨盘。
发明内容
本发明的目的是基于上述技术的不足，开发出一种适合压缩机叶片精磨用树脂立方氮化硼磨盘的配方及制作方法，以满足压缩机叶片双端面高精度磨削的工艺需求。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为15%-38%，CBN为25%-60%，电解铜粉为10%-50%，绿碳化硅为5%-20%，偶联剂为0.3%-5%。
优选的，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为38%，CBN为25%，电解铜粉为26.7%，绿碳化硅为20%，偶联剂为0.3%。
优选的，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为15%，CBN为60%，电解铜粉为10%，绿碳化硅为10%，偶联剂为5%。
优选的，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为15%，CBN为25%，电解铜粉为50%，绿碳化硅为5%，偶联剂为5%。
优选的，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为20%，CBN为50%，电解铜粉为15%，绿碳化硅为13%，偶联剂为2%。
所述CBN的粒度为325/400。
所述树脂粉采用的是聚酰亚胺树脂，且聚酰亚胺树脂的粉末粒度为30-40μm。
所述偶联剂为二胺基硅烷。
压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘的制备方法，包括如下步骤：
1）将偶联剂以1:20的重量比与甲醇混合并保持60-70℃均匀搅拌状态，制成润湿剂；
2）将立方氮化硼磨料与步骤1）制成的润湿剂充分浸润，然后60-70℃条件下烘干至恒重；
3）将步骤2）中处理好的立方氮化硼与聚酰亚胺树脂、电解铜粉、绿碳化硅在三维混料机中混合均匀，过180#目筛网，完成混配料；
4）使用喷雾脱模剂对模具的压环配合面均匀涂覆脱模剂；
5）将涂好脱模剂的模具与磨盘基体配合组装形成模腔；
6）将步骤3）筛后的混配料均匀投入步骤5)组装好的模腔中，经过犁料、震料、刮料后盖入压环，并将模具推入设定好的热压机；
7）按程序保温后卸压出模；
8）经过钳、磨等工序，该产品即完成制作。
步骤3）中，过180#目筛网3~5次。
本发明的有益效果是：
在本发明提供的压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘及相关工艺下制造出的磨盘具有良好的打磨锋利性，耐磨性好，耐用度高，能够满足压缩机叶片侧面打磨对高效、高精密磨削的要求，且制作工艺生产方便，稳定性好，能够满足侧面精磨加工的要求。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
具体的，砂轮配方体系中各原材料的型号如下：
武汉泰格斯科技发展有限公司购置的超细增韧聚酰亚胺树脂粉；河南飞孟金刚石工业有限公司购置的立方氮化硼；有研粉末新材料（北京）有限公司购置的电解铜粉（300目），白鸽集团有限公司购置绿碳化硅（W28），广东方舟（佛冈）化学购置的偶联剂（AC-626）。
以下实施例中，为了使该发明制得的磨盘对压缩机叶片具有良好的磨削能力，以及自身具有良好的形变能力，选用抗冲击强度、静压破碎负荷都较高的立方氮化硼磨料；选用超细的聚酰亚胺树脂粉与二胺基硅烷偶联剂（AC-626）配合，以增强结合剂体系对立方氮化硼磨粒的把持力；选用树枝状结构、保证组织结构持续耐磨性的300目电解铜粉；有具备辅助磨削能力且有助于磨削层自锐性的W28绿碳化硅。
实施例1
该压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为38%，CBN为25%，电解铜粉为26.7%，绿碳化硅为20%，偶联剂为0.3%。
压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘的制备方法，包括如下步骤：
1）为了满足树脂结合剂对磨粒较强的把持能力以及良好的磨削锋利性，在立方氮化硼磨料与树脂结合剂体系之间形成物理嵌合及化学键结合的协同作用，保证磨料在钢轨打磨时不会快速脱落，因此须先将偶联剂溶于甲醇，将偶联剂以1:20的重量比与甲醇混合并保持60℃均匀搅拌状态，制成润湿剂；
2）将立方氮化硼磨料与步骤(1)制成的润湿剂充分浸润，然后60℃条件下烘干至恒重；
3）将步骤2）中处理好的立方氮化硼与聚酰亚胺树脂、电解铜粉、绿碳化硅在三维混料机中混合均匀，过180#目筛网，完成混配料；优选的，过180#筛网三次；
4）使用喷雾脱模剂对模具的压环配合面均匀涂覆脱模剂；
5）将涂好脱模剂的模具与磨盘基体配合组装形成模腔；
6）将步骤3)筛后的混配料均匀投入步骤5)组装好的模腔中，经过犁料、震料、刮料后盖入压环，并将模具推入设定好的热压机；
7）按程序保温后卸压出模；
8）经过钳、磨等工序，该产品即完成制作。
采用上述配方以及工艺制备的磨盘，进行试验测试，发现磨盘锋利性差，单件加工时间≥30S；磨盘耐磨性较好，每磨万片平面度偏差≤0.030mm；另外，耐用度较低，3000片需修锐一次；但磨削寿命中等，可磨70万叶片。
实施例2
该压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为15%，CBN为60%，电解铜粉为10%，绿碳化硅为10%，偶联剂为5%。
压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘的制备方法，包括如下步骤：
1）为了满足树脂结合剂对磨粒较强的把持能力以及良好的磨削锋利性，在立方氮化硼磨料与树脂结合剂体系之间形成物理嵌合及化学键结合的协同作用，保证磨料在钢轨打磨时不会快速脱落，因此须先将偶联剂溶于甲醇，将偶联剂以1:20的重量比与甲醇混合并保持60℃均匀搅拌状态，制成润湿剂；
2）将立方氮化硼磨料与步骤(1)制成的润湿剂充分浸润，然后60℃条件下烘干至恒重；
3）将步骤2）中处理好的立方氮化硼与聚酰亚胺树脂、电解铜粉、绿碳化硅在三维混料机中混合均匀，过180#目筛网，完成混配料；优选的，过180#筛网三次；
4）使用喷雾脱模剂对模具的压环配合面均匀涂覆脱模剂；
5）将涂好脱模剂的模具与磨盘基体配合组装形成模腔；
6）将步骤3)筛后的混配料均匀投入步骤5)组装好的模腔中，经过犁料、震料、刮料后盖入压环，并将模具推入设定好的热压机；
7）按程序保温后卸压出模；
8）经过钳、磨等工序，该产品即完成制作。
采用上述配方以及工艺制备的磨盘，进行试验测试，发现磨盘锋利性好，单件加工时间≤10S；耐用度中等，4000片需修锐一次；然而，磨盘耐磨性差，每磨万片平面度偏差≤0.080mm；磨削寿命低，仅可磨50万叶片。
实施例3
该压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为15%，CBN为25%，电解铜粉为50%，绿碳化硅为5%，偶联剂为5%。
压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘的制备方法，包括如下步骤：
1）为了满足树脂结合剂对磨粒较强的把持能力以及良好的磨削锋利性，在立方氮化硼磨料与树脂结合剂体系之间形成物理嵌合及化学键结合的协同作用，保证磨料在钢轨打磨时不会快速脱落，因此须先将偶联剂溶于甲醇，将偶联剂以1:20的重量比与甲醇混合并保持70℃均匀搅拌状态，制成润湿剂；
2）将立方氮化硼磨料与步骤(1)制成的润湿剂充分浸润，然后70℃条件下烘干至恒重；
3）将步骤2）中处理好的立方氮化硼与聚酰亚胺树脂、电解铜粉、绿碳化硅在三维混料机中混合均匀，过180#目筛网，完成混配料；优选的，过180#筛网三次；
4）使用喷雾脱模剂对模具的压环配合面均匀涂覆脱模剂；
5）将涂好脱模剂的模具与磨盘基体配合组装形成模腔；
6）将步骤3)筛后的混配料均匀投入步骤5)组装好的模腔中，经过犁料、震料、刮料后盖入压环，并将模具推入设定好的热压机；
7）按程序保温后卸压出模；
8）经过钳、磨等工序，该产品即完成制作。
采用上述配方以及工艺制备的磨盘，进行试验测试，发现磨盘锋利性较差，单件加工时间≥20S；磨盘耐磨性较差，每磨万片平面度偏差≤0.050mm；另外，耐用度低，2000片需修锐一次；但磨削寿命较长，可磨100万叶片。
实施例4
该压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为20%，CBN为50%，电解铜粉为15%，绿碳化硅为13%，偶联剂为2%。
压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘的制备方法，包括如下步骤：
1）为了满足树脂结合剂对磨粒较强的把持能力以及良好的磨削锋利性，在立方氮化硼磨料与树脂结合剂体系之间形成物理嵌合及化学键结合的协同作用，保证磨料在钢轨打磨时不会快速脱落，因此须先将偶联剂溶于甲醇，将偶联剂以1:20的重量比与甲醇混合并保持70℃均匀搅拌状态，制成润湿剂；
2）将立方氮化硼磨料与步骤(1)制成的润湿剂充分浸润，然后70℃条件下烘干至恒重；
3）将步骤2）中处理好的立方氮化硼与聚酰亚胺树脂、电解铜粉、绿碳化硅在三维混料机中混合均匀，过180#目筛网，完成混配料；优选的，过180#筛网三次；
4）使用喷雾脱模剂对模具的压环配合面均匀涂覆脱模剂；
5）将涂好脱模剂的模具与磨盘基体配合组装形成模腔；
6）将步骤3)筛后的混配料均匀投入步骤5)组装好的模腔中，经过犁料、震料、刮料后盖入压环，并将模具推入设定好的热压机；
7）按程序保温后卸压出模；
8）经过钳、磨等工序，该产品即完成制作。
采用上述配方以及工艺制备的磨盘，进行试验测试，发现磨盘锋利性好，单件加工时间≤13S；磨盘耐磨性好，每磨万片平面度偏差≤0.020mm；另外，耐用度高，9000片需修锐一次；但磨削寿命长，可磨180万叶片。
综上，在本发明提供的压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘及相关工艺下制造出的磨盘，打磨锋利性虽然各不相同，但均能够满足压缩机叶片侧面打磨对高效、高精密磨削的要求，且制作工艺生产方便，稳定性好，能够满足侧面精磨加工的要求。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确地范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应当被视为在本文中具体公开。

Claims (10)

1.压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，其特征在于，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为15%-38%，CBN为25%-60%，电解铜粉为10%-50%，绿碳化硅为5%-20%，偶联剂为0.3%-5%。
2.如权利要求1所述压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，其特征在于，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为38%，CBN为25%，电解铜粉为26.7%，绿碳化硅为20%，偶联剂为0.3%。
3.如权利要求1所述压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，其特征在于，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为15%，CBN为60%，电解铜粉为10%，绿碳化硅为10%，偶联剂为5%。
4.如权利要求1所述压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，其特征在于，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为15%，CBN为25%，电解铜粉为50%，绿碳化硅为5%，偶联剂为5%。
5.如权利要求1所述压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，其特征在于，由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为20%，CBN为50%，电解铜粉为15%，绿碳化硅为13%，偶联剂为2%。
6.如权利要求1所述压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，其特征在于：所述CBN的粒度为325/400。
7.如权利要求1至6任一项所述压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，其特征在于：所述树脂粉采用的是聚酰亚胺树脂，且聚酰亚胺树脂的粉末粒度为30-40μm。
8.如权利要求7所述压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘，其特征在于：所述偶联剂为二胺基硅烷。
9.权利要求1至8任一项所述的压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将偶联剂以1:20的重量比与甲醇混合并保持60-70℃均匀搅拌状态，制成润湿剂；
2）将立方氮化硼磨料与步骤1）制成的润湿剂充分浸润，然后60-70℃条件下烘干至恒重；
3）将步骤2）中处理好的立方氮化硼与聚酰亚胺树脂、电解铜粉、绿碳化硅在三维混料机中混合均匀，过180#目筛网，完成混配料；
4）使用喷雾脱模剂对模具的压环配合面均匀涂覆脱模剂；
5）将涂好脱模剂的模具与磨盘基体配合组装形成模腔；
6）将步骤3）筛后的混配料均匀投入步骤5)组装好的模腔中，经过犁料、震料、刮料后盖入压环，并将模具推入设定好的热压机；
7）按程序保温后卸压出模；
8）经过钳、磨等工序，该产品即完成制作。
10.如权利要求8所述压缩机叶片侧面精磨用树脂立方氮化硼磨盘的制备方法，其特征在于：步骤3）中，过180#目筛网3~5次。
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