CN1295059C - 圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

一种轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的CBN砂轮及其制备工艺，是以陶瓷原料为结合剂，以立方氮化硼(CBN)为磨料制作而成，成型时，砂轮的外表面为圆弧面形状，且圆弧面主要以原料CBN，黑色SiC，结合剂组成，内层是刚玉磨料过渡层，整个砂轮为粉体一次压制成型。

Description

圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮及其制备工艺
技术领域：
本发明涉及磨具及磨削技术领域，一种圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮及其制备工艺。
背景技术：
通常使用于轴承外圈沟磨削的砂轮，都是普通磨料砂轮，即刚玉类磨料的砂轮，这种砂轮在应用中需要整形为圆弧面，并且由于刚玉类磨料本身硬度低，其磨刃切削能力差，磨削力大、磨削温度高，加工工件应力大，砂轮形状保持性差，所以磨削效率低、质量差，需频繁地更换砂轮，不利于轴承质量的提高及实现自动化生产。
发明专利由中国科学院上海硅酸盐研究所，申请号98110975.6，其公开了由立方氮化硼为主的CBN工作层和由碳化硅为主组成的基体层，发明名称为“一种复合超硬工具、制备方法及应用”发明专利，其工作层所采用原料，分析起来，其存在着价格高，几乎相当于人造钻石的价格，而实现的磨削比从说明书中得知只有105，很不实用，不经济。
通常使用的轴承外圈沟磨削的砂轮，都是普通磨料砂轮，这种砂轮在应用中需要整形为圆弧面，而直接压制成型外表面为圆弧面形状的砂轮，目前还没有同类产品问世。提出本发明，其用途是磨削高硬度的轴承钢，绝不同于现有的申请号为CN2068890U的用于抛光的聚酰胺塑料抛光部件的带有圆弧形状抛光工具。
发明内容：
为克服如上所述存在的缺陷，本发明提供一种轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮及其制备工艺，充分发挥立方氮化硼磨料高硬度的特点，实现对加工产品高效率，高质量的要求。
本发明的一种轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮，是以陶瓷原料为结合剂，以立方氮化硼为磨料制作而成，其中所述的砂轮的外表面为圆弧面形状磨削层，且磨削层圆弧表面原料由立方氮化硼材料、黑色SiC层和结合剂组成；内层是刚玉磨料过渡层，整个砂轮为粉体材料一次压制成型。
所述的轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层立方氮化硼砂轮，其中所述的砂轮的制备中：
立方氮化硼磨削层，其按照重量百分比的原料配比为：48％的80目或100目或120目或150目的立方氮化硼，13％的黑色SiC，34％的结合剂以及5％的树脂液；其中按照重量百分比，立方氮化硼磨削层的结合剂配比为：36％的微晶玻璃粉，50％的长石以及14％的石英；
刚玉过渡层，其按照重量百分比的原材料配比为：66％的150目单晶刚玉，30％的结合剂以及4％的树脂液；其中按照重量百分比，刚玉过渡层的结合剂配比为：75％的长石，13％的滑石，10％的ZnO以及2％的CO2O3。
所述的轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮，其中所述砂轮的工作层的外表面为圆弧面形状，其采用粉体原料搅拌均匀，过60-80号筛；然后加入树脂液再混合，混合后过30号筛；将粉体投入模具整体压制成型，成型时立方氮化硼层在外，为一圆弧面的磨削层。
本发明还提供了一种轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮的制备工艺，其工艺流程为：将混好的立方氮化硼成型料与钢玉成型料按一定的单重称量，按先后顺序分别投入模具中成型；将成型的砂轮经自然干燥2天，再经40℃/8h、70℃/15h、140℃/12h干燥；干燥后的砂轮装入真空炉中烧成，升温速度为50℃/0.5h，最高烧成温度为1140℃，保温3小时，自然冷却；烧制后的砂轮经检验合格后，成品入库。
利用上述的技术方案，将达到如下的技术效果：
本发明工艺所制备的砂轮成本低，其立方氮化硼磨削层与过渡层为一体成型，并提高了立方氮化硼砂轮的磨削性能；通过采用该立方氮化硼砂轮，可提高轴承的精度，降低粗糙度，减少更换砂轮的次数和时间，可实现自动化，无人化的生产。
具体实施方式：
本发明涉及磨具及磨削技术领域，为解决现有的砂轮磨削效率低、质量差以及不经济、不实用等缺点，本发明提供了一种圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮及其制备工艺。
本发明是通过如下的技术方案来实现的：
所述的一种轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮，是以陶瓷原料为结合剂，以立方氮化硼(CBN)为磨料制作而成，成型时，砂轮的外表面为圆弧面形状，且圆弧面主要以原料立方氮化硼，黑色SiC以及结合剂组成，内层是刚玉磨料过渡层，整个砂轮为粉体一次压制成型。
所述轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层立方氮化硼砂轮的制备：
其立方氮化硼磨削层按照重量百分比的原料配比为：
  立方氮化硼(80目或100目或120目或150目)   48
  黑色SiC   13
  结合剂   34
  树脂液   5
立方氮化硼磨削层的结合剂，按照重量百分比的配比为：
  微晶玻璃粉   36
  长石   50
  石英   14
刚玉过渡层按照重量百分比的原材料配比为：
  单晶刚玉(150目)   66
  结合剂   30
  树脂液   4
刚玉过渡层的结合剂，按照重量百分比的配比为：
  长石   75
  滑石   13
  ZnO   10
  CO2O3   2
所述的轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮，其中所述砂轮的工作层的外表面为圆弧面形状，其采用粉体原料搅拌均匀，过60-80号筛；然后加入树脂液再混合，混合后过30号筛；将粉体投入模具整体压制成型，成型时立方氮化硼层在外，为一圆弧面的磨削层。
所述的轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮的制备工艺为：将混好的立方氮化硼成型料与钢玉成型料按一定的单重称量，按先后顺序分别投入模具中成型：
将成型的砂轮经自然干燥2天，再经40℃/8h、70℃/15h、140℃/12h干燥；干燥后的砂轮装入真空炉中烧成，升温速度为50℃/0.5h，最高烧成温度为1140℃，保温3小时，自然冷却。
烧制后的砂轮经检验合格后，即可成品入库。
由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下优越性：
烧制后的砂轮经检验合格后，即可成为成品，磨削层外表面为一圆弧面，且立方氮化硼磨削层与过渡层为一体成型，并提高了立方氮化硼砂轮的磨削性能；本砂轮用于磨削轴承外圈沟道，轴承外圈沟道材质GCr15，硬度HRC61-64，其磨削比为5000-6000，即砂轮每消耗1体积，轴承钢材料磨去5000-6000个体积；该磨削比为普通砂轮的200倍左右，即一片该立方氮化硼砂轮，可相当于200片普通砂轮；该立方氮化硼砂轮每修整一次，可加工600个工件，而普通砂轮每修整一次，只可加工2个工件，耐用度为普通砂轮的300倍；通过采用该立方氮化硼砂轮，提高了轴承的精度，降低了粗糙度，减少了更换砂轮的次数和时间，可实现自动化，无人化的生产。
该圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮，由于采用了表面工作层为圆弧面形状，加工轴承外圈沟磨削方便，无需再用时间打磨砂轮，省时少力，且砂轮制作成本低。

Claims (4)

1、一种轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮，是以陶瓷原料为结合剂，以立方氮化硼为磨料制作而成，其特征在于：所述的砂轮的外表面为圆弧面形状磨削层，且磨削层圆弧表面原料由立方氮化硼材料、黑色SiC层和结合剂组成；内层是刚玉磨料过渡层，整个砂轮为粉体材料一次压制成型。
2、如权利要求1所述的轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层立方氮化硼砂轮，其特征在于：所述的砂轮的制备中：
立方氮化硼磨削层，其按照重量百分比的原料配比为：48％的80目或100目或120目或150目的立方氮化硼，13％的黑色SiC，34％的结合剂以及5％的树脂液；其中按照重量百分比，立方氮化硼磨削层的结合剂配比为：36％的微晶玻璃粉，50％的长石以及14％的石英；
刚玉过渡层，其按照重量百分比的原材料配比为：66％的150目单晶刚玉，30％的结合剂以及4％的树脂液；其中按照重量百分比，刚玉过渡层的结合剂配比为：75％的长石，13％的滑石，10％的ZnO以及2％的CO2O3。
3、如权利要求1所述的轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮，其特征在于：所述砂轮的工作层的外表面为圆弧面形状，其采用粉体原料搅拌均匀，过60-80号筛；然后加入树脂液再混合，混合后过30号筛；将粉体投入模具整体压制成型，成型时立方氮化硼层在外，为一圆弧面的磨削层。
4、一种轴承外圈沟磨削用圆弧面带过渡层的立方氮化硼砂轮的制备工艺，其特征在于：其工艺流程为：将混好的立方氮化硼成型料与钢玉成型料按一定的单重称量，按先后顺序分别投入模具中成型；
将成型的砂轮经自然干燥2天，再经40℃/8h、70℃/15h、140℃/12h干燥；干燥后的砂轮装入真空炉中烧成，升温速度为50℃/0.5h，最高烧成温度为1140℃，保温3小时，自然冷却；烧制后的砂轮经检验合格后，成品入库。
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