专利名称：低温陶瓷结合剂的cbn砂轮及其制备工艺的制作方法
技术领域：
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本发明涉及磨具及磨削技术领域，特别涉及一种低温陶瓷结合剂的CBN砂 轮及其制备工艺。
背景技术：
我们了解到CBN磨料是一种超硬材料，它作为磨料在砂轮中起到主要磨削 作用，磨料的质量直接影响砂轮的很多性能指标。但是砂轮构造中更主要的是 其组织结构，既是结合剂。结合剂的作用是分散、把持CBN磨料。过去的CBN 砂轮由于其强度不够，磨料轻易脱落，较难保持砂轮形状，并且易造成砂轮的 堵塞。此外， 一般的陶瓷制品烧结温度在1200。C以上，由于CBN磨料自身的耐 烧温度为100(TC，虽然CBN磨料的理论耐热温度为IOOO'C，但是CBN磨料从 700'C就开始产生微量氧化，易造成烧损。
发明内容
为克服已有技术中存在的缺陷，本发明提供一种低温陶瓷结合剂的CBN砂 轮及其制备工艺，降低陶瓷结合剂的烧成温度，提高结合剂对磨料的润湿性、 结合剂硬度、耐磨性等的低温陶瓷结合剂的CBN砂轮及其制备工艺。
为达到以上的发明目的，本发明采取的技术方案是 一种低温陶瓷结合剂 的CBN砂轮CBN砂轮，由结合剂、辅料、磨层、过渡层构成。结合剂的成分 和比例为Si02 48~60% 、 A1203 25 37% 、 Na20 5 10% 、 Li20 3~7%; 磨料层的配料和比例CBN 23-40% 、 SiC 23~40% ;结合剂20.3 29.8% 、 糊精粉0.1~0.3% 、核桃粉0.1~0.2%;过渡层的配料和比例SiC64~76% 、 结合剂21.9-32.9% 、糊精粉0.1~0.2% 。 在磨料的选用上，可采用不同材质、不同品种的磨料混合使用，如可在所
述的CBN砂轮中加入一定比例的金刚石。
低温陶瓷结合剂的CBN砂轮的制备工艺，经过配混料、磨料层毛坯压制成 型、磨料层毛坯烧结、基体粘胶尺寸实配确定及加工、磨料层与基体粘接、回 转试验、磨料层外圆及端面修整、砂轮磨料层检査、动平衡、外观处理、最终 检査。将混好的CBN磨料层和SiC过渡层成型料按照成型单重称量，按先后顺 序分别投入磨具中成型。其中压制成型特点是用压力成型机压制砂轮毛坯成 型，采用限压方式控制压力在要求范围内，以达到控制产品磨料层的密度；用 外套和芯杆均有一定锥度的专用磨具，减少毛坯卸模时的残余应力；采用分层 压制的方法，解决压力传导不畅及密度不均匀的问题。其中烧成工艺特点是-陶瓷CBN砂轮的烧成采用温度曲线控制方式；CBN磨的烧结温度、陶瓷的烧结 温度都控制在在100(TC以下；采用惰性气体保护的焙烧方式，使CBN磨料在高 温条件下不被氧化。
本发明的有益效果是通过降低陶瓷结合剂的烧成温度，节约了CBN磨料 从70(TC就开始产生微量氧化，易造成烧损的问题。结合剂烧成温度低，使得强 度高，对磨料润湿性好、把持能力高。由于在磨料的选用上，采用的不同材质、 不同品种的磨料混合使用的方式，例如在CBN砂轮中加入一定比例的金刚石， 提高了产品的强度，能改善使用单一磨料的磨具在使用过程中的部分缺陷，起 到提高磨削的作用。
图1是低温陶瓷结合剂的CBN砂轮的制备工艺流程图。
具体实施例方式
低温陶瓷结合剂的CBN砂轮CBN砂轮，结合剂的成分和比例为-SiQ2
48 60%
A1203 25~37%
Na20
10%
Li2Q
3 7%
F料层的配料和比例为:
CBN
23~40%
SiC
23~40%
结合剂 20.3-29.8% 核桃粉 0.1-0.2%
过渡层的配料和比例为
糊精粉 0.1 0.3%
SiC
64~760/o
结合剂 21.9~32.9%
糊精粉 0.1~0.2%
在磨料的选用上，可采用不同材质、不同品种的磨料混合使用，如可在所 述的CBN砂轮中加入一定比例的金刚石。
低温陶瓷结合剂的CBN砂轮的制备工艺步骤配混料一磨料层毛坯压制成 型一磨料层毛坯烧结一基体粘胶尺寸实配确定及加工一磨料层与基体粘接一回 转试验一磨料层外圆及端面修整一砂轮磨料层检查一动平衡一外观处理一最终 检査，将混好的CBN磨料层和SiC过渡层成型料按照成型单重称量，按先后顺 序分别投入磨具中成型。
实施例1
CBN: 37.83°/。， SiC: 38.94%,结合剂22.93%，糊精粉0.2%,核桃粉 0.1%。上述成分配比的磨料层的三点抗弯强度为95.2MPa。 实施例2
CBN: 35.57%， SiC: 35.73°/。，结合剂28.5%,糊精粉0.1%,核桃粉0.1%。 上述成分配比的磨料层的三点抗弯强度为105.4MPa。
由于CBN磨料自身的耐烧温度为IOOO"C，所以我们在设计的烧结温度曲线
中，最高的烧结温度为75(TC，烧结曲线为
20 °C (80min)80 °C (120min) 150 °C (150min)500 °C (180min)500 °C (60min) 600°C(60 min)600。C(120 min)750。C(120 min)750。C(0 min)
然而一般的陶瓷制品烧结温度都在120(TC以上，我们在750。C下设计了适 合做陶瓷CBN砂轮的高强度结合剂。
采用惰了性气体(氮气)保护的焙烧方式，保证CBN磨料在高温条件下不 被氧化。
权利要求
1、一种低温陶瓷结合剂的CBN砂轮CBN砂轮，由结合剂、辅料、磨料层、过渡层构成，其特征在于结合剂的成分和比例为SiO248～60％Al2O325～37％Na2O5～10％ Li2O 3～7％磨料层的配料和比例为CBN 23～40％SiC 23～40％结合剂 20.3～29.8％糊精粉 0.1～0.3％核桃粉 0.1～0.2％过渡层的配料和比例为SiC 64～76％ 结合剂 21.9～32.9％糊精粉 0.1～0.2％。
2、 根据权利要求1所述的一种低温陶瓷结合剂的CBN砂轮，其特征在于 在磨料的选用上，可采用不同材质、不同品种的磨料混合使用，如可在所述的 CBN砂轮中加入一定比例的金刚石。
3、 一种低温陶瓷结合剂的CBN砂轮的制备工艺，包括配混料、磨料层 毛坯压制成型、磨料层毛坯烧结、基体粘胶尺寸实配确定及加工、磨料层与基 体粘接、回转试验、磨料层外圆及端面修整、砂轮磨料层检査、动平衡、外观 处理、最终检査，其特征在于将混好的CBN磨料层和SiC过渡层成型料按照 成型单重称量，按先后顺序分别投入磨具中成型，其中压制成型特点A.用压力成型机压制砂轮毛坯成型，采用限压方式控制压力在要求范围 内，以达到控制产品磨料层的密度；B. 用外套和芯杆均有一定锥度的专用磨具，减少毛坯卸模时的残余应力;C. 采用分层压制的方法，解决压力传导不畅及密度不均匀的问题； 烧成工艺特点A、 陶瓷CBN砂轮的烧成采用温度曲线控制方式；B、 CBN磨的烧结温度、陶瓷的烧结温度都控制在在100(TC以下，C、 采用惰性气体保护的焙烧方式，使CBN磨料在高温条件下不被氧化。
全文摘要
低温陶瓷结合剂的CBN砂轮CBN砂轮，由结合剂、辅料、磨层、过渡层构成。结合剂的成分和比例为SiO<sub>2</sub> 48～60％、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 25～37％、Na<sub>2</sub>O 5～10％、Li<sub>2</sub>O 3～7％；磨料层的配料和比例CBN 23～40％、SiC 23～40％；结合剂20.3～29.8％、糊精粉0.1～0.3％、核桃粉0.1～0.2％；过渡层的配料和比例SiC 64～76％、结合剂21.9～32.9％、糊精粉0.1～0.2％。经过配混料、磨料层毛坯压制成型、磨料层毛坯烧结、基体粘胶尺寸实配确定及加工、磨料层与基体粘接、回转试验、磨料层外圆及端面修整、砂轮磨料层检查、动平衡、外观处理等工艺过程，通过降低陶瓷结合剂的烧成温度，解决了CBN磨料氧化，易造成烧损的问题，并提高了产品的强度。
文档编号C04B35/63GK101353258SQ20081001267
公开日2009年1月28日 申请日期2008年8月7日 优先权日2008年8月7日
发明者吕升东, 昆 王, 郑勇阁 申请人:沈阳中科超硬磨具磨削研究所