一种高抗蚀耐温变的超细粒度cbn砂轮及其制备方法

文档序号:9362135阅读:476来源:国知局
一种高抗蚀耐温变的超细粒度cbn砂轮及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超细粒度CBN砂轮制备技术领域,尤其涉及一种高抗蚀耐温变的超细粒度CBN砂轮及其制备方法。
【背景技术】
[0002]超细粒度CBN砂轮是指以超细粒度5 μ m)的CBN磨料和结合剂制成的一类砂轮,这类砂轮较之传统的砂轮材料具有更低的表面粗糙度和表面损伤性,抛光、磨削的精度更高,更能提高零部件表面质量,也是砂轮行业发展的一个重要方向。
[0003]在生产工艺方面,由于磨料的超细粒度,磨料间容易发生团聚,与结合剂的结合性变差,这样制备得到的砂轮就极易对工件表面产生划痕,影响工件质量,因此,在生产过程中需要对超细磨料进行预处理,提高其与粘结剂的相容性和分散性,同时研制适用于超细粒径磨料的粘结剂,以获得低表面粗糙度的成品。目前制备超细粒度砂轮的技术还存在加工效率低、生产成本偏高等缺点,需要进一步改善和优化原料配方和制备工艺。

【发明内容】

[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种高抗蚀耐温变的超细粒度CBN砂轮及其制备方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高抗蚀耐温变的超细粒度CB N砂轮,该砂轮由以下重量份的原料制成:粒度彡5 μπι的CBN磨料35-40、粒度彡5 μπι的锆英砂磨料12-14、粘结剂2_3、云母鳞片5_8、锂基膨润土 1-2、氢氟酸(浓度40%)适量、聚苯乙烯磺酸钠0.5-0.8、聚乙烯亚胺0.4-0.5、壳聚糖1.5-2、去尚子水60-65。
[0006]所述的一种高抗蚀耐温变的超细粒度CBN砂轮,所述的粘结剂由以下重量份的原料制成:固含量为40-45%的水性氟碳乳液12-15、海藻酸钠4-5、纳米二氧化硅2_3、去离子水适量;其制备方法为:将海藻酸钠溶于适量的去离子水中,搅拌至其完全溶解即可,随后加入水性氟碳乳液、纳米二氧化硅,超声搅拌分散至物料完全混合分散均匀即得。
[0007]所述的一种高抗蚀耐温变的超细粒度CBN砂轮及其制备方法,其特在于,所述的制备方法为:
(1)先将CBN磨料、锆英砂磨料投入氢氟酸溶液中浸泡预处理30-40min,随后过滤,水洗至中性,干燥备用;
(2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺投入去离子水中,搅拌至物料完全溶解后,加入步骤(I)得到的混合磨料,搅拌混合均匀,随后再投入除粘结剂外的其它剩余成分,搅拌混合40-50min后静置l_2h后备用;
(3)将步骤(2)所得物料在80-100°C条件下干燥处理,干燥后的物料破碎,过200-300目筛,将过筛的物料与粘结剂混合,搅拌混合均匀后将混合物料球磨分散20-30min,随后将物料装模、成型、脱模,得胚体砂轮,其中成型压力为40-50MPa,随后将胚体砂轮送入70-80 0C的烘箱中干燥5-6h后以4-5°C /min的速率升温至230-250 °C,保温4_5h后自然冷却至室温即得该超细粒度CBN砂轮。
[0008]本发明先利用氢氟酸对超细粒度的CBN磨料、锆英砂磨料进行预处理,处理后的磨料表面规整、光滑,杂质减少,力学性能得到提高,而以聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺等配制的溶液处理后的磨料分散性佳,不易团聚,加入壳聚糖、锂基膨润土等原料后,原料在溶液中形成不沉淀、絮凝的稳定体系,干燥后的粉体与粘结剂的润湿性和相容性更佳,粘结紧密牢固,添加的云母鳞片提高了砂轮的组织密度,抗渗透性、抗腐蚀性更佳,且以氟碳树脂作为粘结剂使得砂轮表面更为光洁,不易粘附废肩,易于清理;本发明制备的超细粒度CBN砂轮胚体强度高,残余应力小,耐温度变化性能好,不易开裂剥落,可应用于高精度的金属零件磨削用。
【具体实施方式】
[0009]该实施例砂轮由以下重量份的原料制成:粒度彡5 μπι的CBN磨料35、粒度彡5 μπι的锆英砂磨料12、粘结剂2、云母鳞片5、锂基膨润土 1、氢氟酸(浓度40%)适量、聚苯乙烯磺酸钠0.5、聚乙烯亚胺0.4、壳聚糖1.5、去离子水60。
[0010]其中粘结剂由以下重量份的原料制成:固含量为40%的水性氟碳乳液12、海藻酸钠4、纳米二氧化硅2、去离子水适量;其制备方法为:将海藻酸钠溶于适量的去离子水中,搅拌至其完全溶解即可,随后加入水性氟碳乳液、纳米二氧化硅,超声搅拌分散至物料完全混合分散均匀即得。
[0011 ] 该砂轮的制备方法为:
(1)先将CBN磨料、锆英砂磨料投入氢氟酸溶液中浸泡预处理30min,随后过滤,水洗至中性,干燥备用;
(2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺投入去离子水中,搅拌至物料完全溶解后,加入步骤(I)得到的混合磨料,搅拌混合均匀,随后再投入除粘结剂外的其它剩余成分,搅拌混合40min后静置Ih后备用;
(3)将步骤(2)所得物料在80°C条件下干燥处理,干燥后的物料破碎,过200目筛,将过筛的物料与粘结剂混合,搅拌混合均匀后将混合物料球磨分散20min,随后将物料装模、成型、脱模,得胚体砂轮,其中成型压力为40MPa,随后将胚体砂轮送入70°C的烘箱中干燥5h后以4°C /min的速率升温至230°C,保温4h后自然冷却至室温即得该超细粒度CBN砂轮。
[0012]实施例制备得到的砂轮性能指标如下:
测试中被磨削材料为工具钢,磨削方式为横向磨削,砂轮圆周速度:100m/s,工作台速度:0.05m/s,磨削深度:0.025_。
[0013]本实施例制备的砂轮较传统的树脂CBN砂轮磨削比平均提高258%,平均修整间隔时间延长6倍,使用寿命延长5倍以上。经过60min的磨削,工件表面的粗糙度仅为0.03 μ m,工件表面无烧伤,最大磨削速度可达135m/s。
【主权项】
1.一种高抗蚀耐温变的超细粒度CBN砂轮,其特征在于,该砂轮由以下重量份的原料制成:粒度彡5 μπι的CBN磨料35-40、粒度彡5 μπι的锆英砂磨料12-14、粘结剂2_3、云母鳞片5-8、锂基膨润土 1-2、氢氟酸(浓度40%)适量、聚苯乙烯磺酸钠0.5-0.8、聚乙烯亚胺0.4-0.5、壳聚糖1.5-2、去尚子水60-65。2.如权利要求1所述的一种高抗蚀耐温变的超细粒度CBN砂轮,其特征在于,所述的粘结剂由以下重量份的原料制成:固含量为40-45%的水性氟碳乳液12-15、海藻酸钠4-5、纳米二氧化硅2-3、去离子水适量;其制备方法为:将海藻酸钠溶于适量的去离子水中,搅拌至其完全溶解即可,随后加入水性氟碳乳液、纳米二氧化硅,超声搅拌分散至物料完全混合分散均匀即得。3.如权利要求1所述的一种高抗蚀耐温变的超细粒度CBN砂轮及其制备方法,其特在于,所述的制备方法为: (1)先将CBN磨料、锆英砂磨料投入氢氟酸溶液中浸泡预处理30-40min,随后过滤,水洗至中性,干燥备用; (2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺投入去离子水中,搅拌至物料完全溶解后,加入步骤(I)得到的混合磨料,搅拌混合均匀,随后再投入除粘结剂外的其它剩余成分,搅拌混合40-50min后静置l_2h后备用; (3)将步骤(2)所得物料在80-100°C条件下干燥处理,干燥后的物料破碎,过200-300目筛,将过筛的物料与粘结剂混合,搅拌混合均匀后将混合物料球磨分散20-30min,随后将物料装模、成型、脱模,得胚体砂轮,其中成型压力为40-50MPa,随后将胚体砂轮送入70-80 0C的烘箱中干燥5-6h后以4-5°C /min的速率升温至230-250 °C,保温4_5h后自然冷却至室温即得该超细粒度CBN砂轮。
【专利摘要】本发明公开了一种高抗蚀耐温变的超细粒度CBN砂轮,该砂轮在制备过程中先对超细粒度的CBN磨料、锆英砂磨料进行预处理,改善其力学性能,而以聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺等配制的溶液处理后的磨料分散性佳,不易团聚,原料在溶液中形成不沉淀、絮凝的稳定体系,干燥后的粉体与粘结剂的润湿性和相容性更佳,粘结紧密牢固,添加的云母鳞片提高了砂轮的组织密度,抗渗透性、抗腐蚀性更佳,且以氟碳树脂作为粘结剂使得砂轮表面更为光洁,不易粘附废屑,易于清理;本发明制备的超细粒度CBN砂轮胚体强度高,残余应力小,耐温度变化性能好,不易开裂剥落,可应用于高精度的金属零件磨削用。
【IPC分类】B24D3/28, B24D18/00, B24D3/34, B24D3/02
【公开号】CN105081991
【申请号】CN201510535903
【发明人】任丽萍, 任威铭
【申请人】安徽威铭耐磨材料有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月27日
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