CN114406917A - 一种双磨料槽磨砂轮及其制备方法与应用 - Google Patents

一种双磨料槽磨砂轮及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双磨料槽磨砂轮及其制备方法与应用，将基体放入电镀液内，0.5～5A/dm2电镀3～8小时，得到槽磨砂轮粗品；所述槽磨砂轮粗品经过修整出刃，得到双磨料槽磨砂轮；电镀液包括CBN磨料、碳化硅以及电镀体系。发明点在均匀混合，使磨料之间产生间隙，通过修整，提高高硬度的CBN之间的空隙，尤其重要的是，本发明没有改变现有氮化硼电镀砂轮的生产步骤，有效解决了现有文献技术不利于工业化的问题。

Description

一种双磨料槽磨砂轮及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于电镀砂轮技术，具体涉及一种双磨料槽磨砂轮及其制备方法与应用。
背景技术
空调的心脏是压缩机，压缩机的好坏决定空调的品质和节能效率，槽磨砂轮主要应用于空调压缩机的叶片槽及叶片泵、转子叶片槽、传动轴等行业工件的高精度开槽的成型及磨削，电镀CBN砂轮不需修整即可使用，随着高精密加工的要求，对于槽磨砂轮加工的品质和寿命提出了新的挑战。现有技术公开了一种圆弧齿型槽磨砂轮，包括本体；所述本体设有中心孔；所述本体的侧面设有周槽；所述本体的上表面与下表面分别设有圈槽；所述本体的上表面边缘处与下表面边缘处分别设有周凸起结构；所述周凸起结构设有均匀分布的凹槽；所述凹槽朝着中心孔方向；所述凹槽的侧壁为弧形结构；所述凹槽与圈槽连通。现有技术公开了一种槽磨砂轮，包括槽磨砂轮基体、在槽磨砂轮基体的中间位置设置有装卡内孔，在槽磨砂轮基体的外侧设置有磨料层通过粘结层连接，在粘结层上设置有砂轮块，在槽磨砂轮基体和磨料层之间开设有燕尾槽。现有技术公开了一种立方氮化硼槽磨砂轮及其制造方法，用于空调、冰箱压缩机等高速钢部件的加工磨削，砂轮基体中心有安装孔，安装孔上下两端与安装孔同心开有卡槽，砂轮基体外周边呈斜面状的扁平面体，扁平面体外周边上经粘结层装有立方氮化硼磨面层。这些槽磨砂轮需要制备出复杂的表面结构，而且不涉及电镀砂轮。现有技术提供一种研磨切割刀片，刀片通过将细研磨剂电镀到阴极盘上形成第一层，然后将第二层较粗的研磨剂电镀到上述第一层上制得。然后将第三层细研磨剂电镀到第二层。所得复合物然后从阴极盘上取下，形成多磨粒多层无轮毂刀片，该工艺不适用于槽磨砂轮。现有技术公开了一种多孔型电镀结合剂砂轮的制备方法，其包括1）配置镍的电镀液；2）基体绝缘、除油、氧化预处理；3）以基体为阴极，镍棒为阳极，在外接直流电作用下电镀；4）预浸渍：将带有镍-磨料-金属不溶性化合物磨料层的基体浸渍于稀酸溶液中初步腐蚀，得到多孔型电镀结合剂砂轮，该砂轮为了实现磨料层表面的多孔结构采用复杂的制备工艺，导致生产受到限制。现有市售槽磨砂轮对于工件的加工品质还需改善，砂轮寿命还需提高。
发明内容
针对电镀砂轮进行槽磨加工时存在的加工品质有待提升的问题，本发明公开了一种双磨料槽磨砂轮及其制备方法与应用，发明点在均匀混合，使磨料之间产生间隙，通过修整，提高高硬度的CBN之间的空隙，尤其重要的是，本发明没有改变现有氮化硼电镀砂轮的生产步骤，有效解决了现有文献技术不利于工业化的问题。
本发明采用如下技术方案：
一种双磨料槽磨砂轮，其制备方法包括以下步骤，将基体放入电镀液内，0.5～5A/dm2电镀3～8小时，得到槽磨砂轮粗品；所述槽磨砂轮粗品经过修整出刃，得到双磨料槽磨砂轮。
本发明中，电镀液包括CBN磨料、碳化硅以及电镀体系，优选的电镀液由CBN磨料、碳化硅以及电镀体系组成；电镀体系为硫酸镍体系，优选的，电镀体系中，七水合硫酸镍280～360g/L，六水合氯化镍35～50g/L，硼酸30～40g/L，糖精0.8～1.2g/L，1,4-丁缺二醇0.4～0.6g/L，十二烷基硫酸钠0.1～0.2g/L，其余为水。
本发明中，电镀时的温度为室温～60℃，优选40～50℃。电镀为2～4.5A/dm2电镀4～7小时。
本发明中，1L电镀体系含有8～15gCBN磨料、1～3g碳化硅，优选的，1L电镀体系含有9～12gCBN磨料、1.5～2.5g碳化硅。
本发明中，修整出刃为现有技术，是电镀砂轮必要的加工工序，与热压砂轮的外圆修整不同，是两个不同的工艺与方法。一般采用碳化硅砂轮修整出刃，在加工本发明槽磨砂轮粗品后，CBN磨料之间有充分的间距，供加工过程中磨削排屑和冷却液的进入。
附图说明
图1为实施例一砂轮电镜照片；
图2为加工对象；
图3为加工结果。
具体实施方式
本发明的原料都是市售产品，具体制备操作以及加工测试都为本领域常规方法。CBN磨料为立方氮化硼，95-140微米；碳化硅， 80-95微米；氧化铝，80-95微米；基体在电镀前经过车磨、除油、酸蚀处理，为必要的常规工序。本发明以CBN磨料、碳化硅、硫酸镍电镀体系组成电镀液，电镀得到的砂轮粗品经过现有出刃加工，提高了槽磨砂轮的排屑和冷却效果。
实施例一
1L水中，加入七水合硫酸镍330g、六水合氯化镍42g、硼酸35g、糖精1g、1,4-丁缺二醇0.5g、十二烷基硫酸钠0.15g，组成硫酸镍电镀体系。
将CBN磨料500g、碳化硅100g、硫酸镍电镀体系50L加入生产用带超声波振动的电镀镀槽内，并配上搅拌器搅拌，振动、搅拌30分钟，使原料混合均匀，为常规操作，然后将钢基体放入镀槽内，45℃、3A/dm2电镀生产5小时，得到槽磨砂轮，然后在高精度数控磨床上使用碳化硅砂轮进行修整出刃，得到双磨料槽磨砂轮，电镜照片如图1。
实施例二
1L水中，加入七水合硫酸镍330g、六水合氯化镍42g、硼酸35g、糖精1g、1,4-丁缺二醇0.5g、十二烷基硫酸钠0.15g，组成硫酸镍电镀体系。
将CBN磨料500g、硫酸镍电镀体系50L加入生产用带超声波振动的电镀镀槽内，并配上搅拌器搅拌，振动、搅拌30分钟，使原料混合均匀，然后将钢基体放入镀槽内，45℃、3A/dm2电镀生产5小时，得到槽磨砂轮，然后在高精度数控磨床上使用碳化硅砂轮进行修整出刃，得到单磨料槽磨砂轮。
实施例三
1L水中，加入七水合硫酸镍330g、六水合氯化镍42g、硼酸35g、糖精1g、1,4-丁缺二醇0.5g、十二烷基硫酸钠0.15g，组成硫酸镍电镀体系。
将CBN磨料500g、氧化铝100g、硫酸镍电镀体系50L加入生产用带超声波振动的电镀镀槽内，并配上搅拌器搅拌，振动、搅拌30分钟，使原料混合均匀，然后将钢基体放入镀槽内，45℃、3A/dm2电镀生产5小时，得到槽磨砂轮，然后在高精度数控磨床上使用碳化硅砂轮进行修整出刃，得到双磨料槽磨砂轮。
应用实施例
加工对象：压缩机气缸叶片槽，实物如图2，加工转速2.5万转/分。
加工效果：
现有性能好的市售氮化硼电镀槽磨砂轮：粗糙度Rz=1.8μm，寿命3000P；实施例一双磨料槽磨砂轮：粗糙度Rz=1.5μm，寿命6000P；实施例二单磨料槽磨砂轮：粗糙度Rz=4.0μm，寿命2660P；实施例三双磨料槽磨砂轮：粗糙度Rz=2.0μm，寿命4565P。图3为实施例一、实施例二砂轮的加工效果图，敲开看到的纹路，左边是不合格的，纹路较深，粗糙度大Rz4.0，发暗；右边是实施例一加工的，粗糙度好，Rz1.5。
对比例
在实施例一的基础上，碳化硅用量调整为160g，其余不变，得到的砂轮进行上述同样的加工实验，寿命4990P。
在实施例一的基础上，省略十二烷基硫酸钠，其余不变，得到的砂轮进行上述同样的加工实验，粗糙度Rz=2.3μm。
实施例四
1L水中，加入七水合硫酸镍300g、六水合氯化镍45g、硼酸38g、糖精0.9g、1,4-丁缺二醇0.5g、十二烷基硫酸钠0.12g，组成硫酸镍电镀体系。
将CBN磨料500g、碳化硅90g、硫酸镍电镀体系50L加入生产用带超声波振动的电镀镀槽内，并配上搅拌器搅拌，振动、搅拌30分钟，使原料混合均匀，然后将钢基体放入镀槽内，40℃、4A/dm2电镀生产6小时，得到槽磨砂轮，然后在高精度数控磨床上使用碳化硅砂轮进行修整出刃，得到双磨料槽磨砂轮。
实施例五
1L水中，加入七水合硫酸镍280g、六水合氯化镍43g、硼酸35g、糖精1.2g、1,4-丁缺二醇0.6g、十二烷基硫酸钠0.16g，组成硫酸镍电镀体系。
将CBN磨料480g、碳化硅110g、硫酸镍电镀体系50L加入生产用带超声波振动的电镀镀槽内，并配上搅拌器搅拌，振动、搅拌20分钟，使原料混合均匀，然后将钢基体放入镀槽内，50℃、3A/dm2电镀生产7小时，得到槽磨砂轮，然后在高精度数控磨床上使用碳化硅砂轮进行修整出刃，得到双磨料槽磨砂轮。

Claims (10)

1.一种双磨料槽磨砂轮，其特征在于，所述双磨料槽磨砂轮的制备方法包括以下步骤，将基体放入电镀液内，0.5～5A/dm2电镀3～8小时，得到槽磨砂轮粗品；所述槽磨砂轮粗品经过修整出刃，得到双磨料槽磨砂轮。
2.根据权利要求1所述双磨料槽磨砂轮，其特征在于，电镀液包括CBN磨料、碳化硅以及电镀体系。
3.根据权利要求2所述双磨料槽磨砂轮，其特征在于，电镀体系为硫酸镍体系。
4.根据权利要求3所述双磨料槽磨砂轮，其特征在于，电镀体系中，七水合硫酸镍280～360g/L，六水合氯化镍35～50g/L，硼酸30～40g/L，糖精0.8～1.2g/L，1,4-丁缺二醇0.4～0.6g/L，十二烷基硫酸钠0.1～0.2g/L，其余为水。
5.根据权利要求2所述双磨料槽磨砂轮，其特征在于，1L电镀体系含有8～15gCBN磨料、1～3g碳化硅。
6.根据权利要求5所述双磨料槽磨砂轮，其特征在于，1L电镀体系含有9～12gCBN磨料、1.5～2.5g碳化硅。
7.权利要求1所述双磨料槽磨砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，将基体放入电镀液内，0.5～5A/dm2电镀3～8小时，得到槽磨砂轮粗品；所述槽磨砂轮粗品经过修整出刃，得到双磨料槽磨砂轮。
8.根据权利要求7所述双磨料槽磨砂轮的制备方法，其特征在于，电镀时的温度为室温～60℃，电镀为2～4.5A/dm2电镀4～7小时。
9.权利要求1所述双磨料槽磨砂轮作为槽磨工具的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，槽磨对象包括空调压缩机的叶片槽及叶片泵、转子叶片槽、传动轴。
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