CN111633575A - 一种加工止推面用金属结合剂cbn砂轮及其制备方法 - Google Patents

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李源冰
张云
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Abstract

本发明公开了一种加工止推面用金属结合剂CBN砂轮及其制备方法，属于CBN砂轮的制备技术领域，解决了陶瓷CBN砂轮在磨削止推面时，型面保持性不好，修整周期短，寿命短，生产成本高的问题，具体步骤包括：步骤A：混料，称取金属结合剂粉料和CBN磨料；步骤B：烧结，步骤A中混好的待用混合料投入石墨模具中，放入压机中进行冷压预压、热压烧结；步骤C：基体准备；步骤D：将砂轮块对应粘接在基体上；本发明使用金属结合剂CBN砂轮来加工止推面，目前行业内普遍采用的砂轮为陶瓷结合剂CBN砂轮，而本申请采用金属结合剂CBN砂轮来加工。首先，砂轮型面保持性好、修整周期长、耐磨性好、寿命高，提高了客户的生产效率，降低了客户的生产成本。

Description

一种加工止推面用金属结合剂CBN砂轮及其制备方法
技术领域
本发明属于CBN砂轮的制备技术领域，特别涉及一种加工止推面用金属结合剂CBN砂轮及其制备方法。
背景技术
目前，制冷行业内压缩机主轴止推面的磨削所采用的砂轮是陶瓷CBN砂轮，陶瓷CBN砂轮的制备方法主要有混料、成型、干燥、烧结、粘接、加工、质检等，例如中国专利文献，公开号CN103586792A，公开了一种陶瓷CBN砂轮的制备方法，包括如下步骤：1）取5～7质量份氧化聚乙烯蜡、30～35质量份CBN磨料、3～4质量份铝矾土、7～9质量份黑刚石磨料、2～4质量份碳化锆、2～4质量份纳米蛭石粉、3～6质量份四硼化碳、3～5质量份偏苯三酸三辛酯、6～8质量份碳化硼微粉、3～5质量份工具钢粉、4～6质量份萘粒、1～2质量份天青石、6～8质量份硼砂置入混料机中，混和4～6小时，得砂轮混合料；2）将砂轮混合料倒入模具中，再将模具放入压机压制，同时加热模具，热压完毕后冷却至常温，得成品。本发明制备的陶瓷CBN砂轮耐磨性、耐热性好，硬度高和强度大。
中国专利文献，公开号CN109465757A，公开了一种陶瓷结合剂及其制备方法与在CBN砂轮中的应用，陶瓷结合剂由如下重量份数计的组分制备而成：41.0-44.5份的石英、4.0-5.5份的氧化铝、19.0-21.0份的硼酸、3.0-5.0份的氧化锌、6.0-8.0份的碳酸锂、2.5-3.5份的碳酸钠、15.0-17.5份的碳酸钡、2.0-3.5份的碳酸锶。陶瓷结合剂的制备方法包括如下步骤：备料的步骤、混合的步骤、熔制的步骤、水淬的步骤、球磨的步骤、粒度检测的步骤、烘干的步骤。本陶瓷结合剂对CBN磨粒进行很好的润湿包覆，增加结合剂对磨粒的把持力、提高结合剂的强度。
但是，陶瓷CBN砂轮由于其结合剂自身性能使得砂轮在磨削止推面时，型面保持性不好，修整周期短，寿命短；另一方面，陶瓷CBN砂轮需要混料、成型、干燥、烧结、粘接、加工、质检等，工艺复杂，生产周期长，且废品率高，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工止推面用金属结合剂CBN砂轮及其制备方法；为达到上述目的所采取的技术方案是：
一种加工止推面用金属结合剂CBN砂轮的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：混料，称取金属结合剂粉料和CBN磨料，用润湿剂先将CBN磨料润湿后，将金属结合剂粉料和CBN磨料在三维混料机中混合1~3小时，混合后筛出真空封装待用；
步骤B：烧结，步骤A中混好的待用混合料投入石墨模具中，放入压机中进行冷压预压，随后放入热压烧结机中进行热压烧结，烧结结束后冷却至室温后卸模将烧结成的砂轮块取出待用；
步骤C：基体准备，将钢坯加工成基体待用：
步骤D：粘接，将砂轮块修整平整合格后，将砂轮块对应粘接在基体上。
优选的，在步骤A中，所述金属结合剂粉料和CBN磨料的重量百分比为：金属结合剂粉料75~90%，CBN磨料10~25%。
优选的，其中金属结合剂粉料由以下重量百分比的物料组成：铁粉35~45%，铜粉35~45%，锡粉5~9%，锌粉5~15%，镍粉5~15%，银粉2%~10%，以上物料的粒度均为300目以下；
优选的，其中金属结合剂还包括辅助成分和润湿剂。
优选的，所述辅助成分的重量百分比为：石墨1~5% ；润湿剂的重量百分比为：聚乙烯醇或液体石蜡，所述聚乙烯醇或液体石蜡为CBN磨料重量的2~3%。
优选的，在步骤B中，在热压烧结机中进行热压烧结时，烧结温度为400~850℃，保温时间为3~20min，压力为20~50KN。
优选的，在步骤D中，先对基体粘接面进行腐蚀处理后再将砂轮块对应粘接在基体上。
一种利用以上方法制备的加工止推面用金属结合剂CBN砂轮。
本发明所具有的有益效果为：本发明使用金属结合剂CBN砂轮来加工止推面，目前行业内普遍采用的砂轮为陶瓷结合剂CBN砂轮，而本申请采用金属结合剂CBN砂轮来加工。首先，砂轮型面保持性好、修整周期长、耐磨性好、寿命高，提高了客户的生产效率，降低了客户的生产成本。其次，金属结合剂CBN砂轮只需要混料、烧结、粘接、加工、质检，缩短我们了生产周期，减少劳动力，降低生产成本。
陶瓷CBN砂轮砂轮块的制作包括：混料、成型、干燥、烧结，整个过程需要4天左右，而金属CBN砂轮块混料、成型烧结仅需要1天，大大缩短了我们的生产周期，降低劳动力输出，降低生产成本。
具体实施方式
对本发明进一步描述。
本发明包括如下步骤：
一种加工止推面用金属结合剂CBN砂轮的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：混料，称取金属结合剂粉料和CBN磨料，用润湿剂先将CBN磨料润湿后，将金属结合剂粉料和CBN磨料在三维混料机中混合1~3小时，混合后筛出真空封装待用；
步骤B：烧结，步骤A中混好的待用混合料投入石墨模具中，放入压机中进行冷压预压，随后放入热压烧结机中进行热压烧结，烧结结束后冷却至室温后卸模将烧结成的砂轮块取出待用；陶瓷CBN砂轮砂轮块的制作包括：混料、成型、干燥、烧结，整个过程需要4天左右，而金属CBN砂轮块混料、成型烧结仅需要1天，大大缩短了我们的生产周期，降低劳动力输出，降低生产成本。
步骤C：基体准备，将钢坯加工成基体待用：
步骤D：粘接，将砂轮块修整平整合格后，将砂轮块对应粘接在基体上。
在步骤A中，所述金属结合剂粉料和CBN磨料的重量百分比为：金属结合剂粉料75~90%，CBN磨料10~25%。其中金属结合剂粉料由以下重量百分比的物料组成：铁粉35~45%，铜粉35~45%，锡粉5~9%，锌粉5~15%，镍粉5~15%，银粉2%~10%，以上物料的粒度均为300目以下；
其中金属结合剂还包括辅助成分和润湿剂。所述辅助成分的重量百分比为：石墨1~5%；润湿剂的重量百分比为：聚乙烯醇或液体石蜡，所述聚乙烯醇或液体石蜡为CBN磨料重量的2~3%，这样润湿剂就可以把CBN表面润湿，裹上一层金属粉，提高金属粉对CBN的把持力。辅助成分主要是为了提高砂轮的锋利性和磨削过程中的润滑性，改善散热效果。
在步骤B中，在热压烧结机中进行热压烧结时，烧结温度为400~850℃，保温时间为3~20min，压力为20~50KN；在步骤D中，先对基体粘接面进行腐蚀处理后再将砂轮块对应粘接在基体上。
本发明使用金属结合剂CBN砂轮来加工止推面，目前行业内普遍采用的砂轮为陶瓷结合剂CBN砂轮，而本申请采用金属结合剂CBN砂轮来加工。首先，砂轮型面保持性好、修整周期长、耐磨性好、寿命高，提高了客户的生产效率，降低了客户的生产成本。其次，金属结合剂CBN砂轮只需要混料、烧结、粘接、加工、质检，缩短我们了生产周期，减少劳动力，降低生产成本。
本实施例具体参数为，CBN（120/140目）13份，金属结合剂87份，液体石蜡0.26份，混料时间为1.5h；其中金属结合剂：铁粉30%，铜粉35%，锡粉7%，锌粉9%，镍粉15%，银粉4%，粒度均为500目以内。
在步骤B中进行多组实验，其烧结工艺参数分别为：400℃，3min，压力13KN、650℃，2min，压力25KN、650℃，3min，压力30KN、800℃，3min，压力35KN、800℃，3min，压力13KN，烧结完成后，待冷却后卸模后，拿出砂轮块，检查砂轮块厚度是否符合理论要求、外观有无掉边掉角现象，符合要求后即可粘结、加工。
目前，制冷行业内，尚未使用金属结合剂CBN砂轮加工压缩机主轴止推面。压缩机生产厂家，磨削止推面用陶瓷CBN砂轮修整间隔为3000 件/修整，寿命为25万件，厂家更希望砂轮修整周期越长越好，寿命越长越好，更好的提高生产效率、降低生产成本。而使用本申请的金属结合剂CBN砂轮，修整周期达到11000件，寿命达60万件，大大提高了客户的生产效率，降低了客户的生产成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种加工止推面用金属结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：混料，称取金属结合剂粉料和CBN磨料，用润湿剂先将CBN磨料润湿后，将金属结合剂粉料和CBN磨料在三维混料机中混合1~3小时，混合后筛出真空封装待用；
步骤B：烧结，步骤A中混好的待用混合料投入石墨模具中，放入压机中进行冷压预压，随后放入热压烧结机中进行热压烧结，烧结结束后冷却至室温后卸模将烧结成的砂轮块取出待用；
步骤C：基体准备，将钢坯加工成基体待用：
步骤D：粘接，将砂轮块修整平整合格后，将砂轮块对应粘接在基体上。
2.根据权利要求1所述的加工止推面用金属结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，在步骤A中，所述金属结合剂粉料和CBN磨料的重量百分比为：金属结合剂粉料75~90%，CBN磨料10~25%。
3.根据权利要求2所述的加工止推面用金属结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，其中金属结合剂粉料由以下重量百分比的物料组成：铁粉35~45%，铜粉35~45%，锡粉5~9%，锌粉5~15%，镍粉5~15%，银粉2%~10%，以上物料的粒度均为300目以下。
4.根据权利要求3所述的加工止推面用金属结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，其中金属结合剂还包括辅助成分和润湿剂。
5.根据权利要求4所述的加工止推面用金属结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，所述辅助成分的重量百分比为：石墨1~5% ；润湿剂的重量百分比为：聚乙烯醇或液体石蜡，所述聚乙烯醇或液体石蜡为CBN磨料重量的2~3%。
6.根据权利要求5所述的加工止推面用金属结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，在步骤B中，在热压烧结机中进行热压烧结时，烧结温度为400~850℃，保温时间为3~20min，压力为20~50KN。
7.根据权利要求1至6任一项所述的加工止推面用金属结合剂CBN砂轮的制备方法，其特征在于，在步骤D中，先对基体粘接面进行腐蚀处理后再将砂轮块对应粘接在基体上。
8.利用权利要求1至7任一方法制备的加工止推面用金属结合剂CBN砂轮。
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