用于内燃机车气阀高速磨削的cbn陶瓷高速砂轮制备方法
【专利摘要】本发明公开一种用于内燃机车气阀高速磨削的CBN陶瓷高速砂轮制备方法，预熔陶瓷粉配比按重量比为Al2O3?25-33、SiO2?40-48、Na2O?3-4、MgO?1-1.5、K2O?4-5、B2O3?8-9，结合剂为1份纳米级二氧化钛及9份预熔陶瓷粉经预定温度曲线烧结而成。陶瓷结合剂烧成温度为730℃，但抗折强度能达到110MPa，此温度下CBN强度基本不损失，切棱角分明，大大提高了CBN砂轮切削性能。
【专利说明】用于内燃机车气阀高速磨削的CBN陶瓷高速砂轮制备方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及机电设备领域，具体说一种CBN陶瓷高速砂轮制备方法，更具体说是一种用于火车内燃机车气阀高速磨削的CBN陶瓷高速砂轮制备方法。
【背景技术】:
[0002]内燃机车气阀属于极难磨削工件，国内一直以来磨削此工件CBN砂轮一直是德国进口，但即使进口砂轮在加工过程中稳定性，工件表面质量也与要求有一定差距，针对此种情况，迫切需要一种用于火车内燃机车气阀高速磨削的CBN陶瓷高速砂轮。
[0003]CBN陶瓷砂轮主要由钢基体和工作磨料层两部分组成，工作磨料层主要成分为陶瓷结合剂和CBN，传统CBN陶瓷结合剂烧成温度一般为900—95(TC ?抗折强度一般75MPa，此温度下CBN强度损失10%左右，且CBN磨料尖角钝化。陶瓷结合剂强度越大，砂轮修整周期越长，寿命越高；此外，CBN尖角和强度也影响砂轮切削效率。
【发明内容】
:
[0004]为提高砂轮整体性能，本发明提供一种低温陶瓷结合剂CBN高速砂轮制备技术。陶瓷结合剂烧成温度为730°C，但抗折强度能达到llOMPa，此温度下CBN强度基本不损失，切棱角分明，大大提高了 CBN砂轮切削性能。
[0005]具体技术方案 为:
[0006]—、结合剂制备
[0007]1、预熔陶瓷粉的制备:
[0008]a.按下列步骤制备预熔陶瓷粉:按重量比称取分析纯原料Al20325-33、SiO240-48、Na2O 3-4, MgO 1-1.5, K2O 4-5、B2O3 8-9，然后混合均匀；
[0009]b.高温烧成1400度；
[0010]C.破碎过500标准筛；
[0011]d.筛下粉末烘干，所得粉末即为预熔陶瓷粉；
[0012]2、结合剂混制
[0013]按质量称取1份纳米级二氧化钛及9份预熔陶瓷粉，用球磨机球磨混合均匀，所得制品为结合剂；
[0014]二、陶瓷CBN砂轮磨削工作层制备
[0015]按下列体积比称取磨削工作层材料:结合剂35，氧化铝空心球7，CBN58，将以上称好物料混合均匀；
[0016]按下列体积比称取中间过渡层材料:结合剂35，耐温1350°C的150目陶瓷球65，将以上称好物料混合均匀；
[0017]将上述混合好的陶瓷CBN砂磨削工作层和中间过渡层分别加入羧甲基纤维素水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结；
[0018]三、陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结[0019]陶瓷CBN砂轮的烧结温度及烧结时间为:第一段20°C 50分钟，第二段100°C 50分钟，第三段300°C 100分钟，第四段600°C 10分钟，第五段600°C 10分钟，第六段780°C 15 分钟，第七段7800C 150分钟，第八段20。。≤300分钟；
[0020]在陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结过程中我们采取氮气保护焙烧方式。
[0021]本发明的优点:在配方方面具有以下特点:A、结合剂烧成温度低，抗折强度高，对磨料粘结性好；B、预熔陶瓷粉的加入降低了结合剂烧成温度，并提高了结合剂对磨料的润湿性；C、纳米材料的引入大大提高了结合剂对磨料的包裹能力、强度，并降低了砂轮工作层和中间过渡层的烧结温度。在烧成工艺方面特点如下:A、陶瓷工作层烧结温度采用程序控制方式，温度及时间在数显控温表的控制下得到精确控制，从而保证产品达到设计要求，B、 采取同氮气保护焙烧方式，保证CBN强度不变化，表面无烧损。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施例进一步说明本发明。
[0023]实施例1
[0024]一、结合剂制备
[0025]1、预熔陶瓷粉
[0026]按重量比称取表1成分分析纯原料一混合均匀一高温烧成1400度一水冷一破碎过500标准筛一筛下粉末烘干；
[0027]所得粉末即为预熔陶瓷粉。
[0028]2、结合剂混制
[0029]按质量称取一份纳米材料二氧化钛+九份预熔陶瓷粉，用球磨机球磨混合均匀， 所得制品为结合剂。
[0030]表1
[0031]
Al2O3 ~slo^~ Na2O~ MgO~ K2O B2O3~
[0032]二、陶瓷CBN砂轮磨削工作层制备
[0033]按体积比称取表2磨削工作层
[0034]表2:
[0035]
物品名称比率(体积比)％
结合剂35
氧化铝空心球7
CBN58
[0036][0037]按体积比称取表3中间过渡层:
[0038]中间过渡层为砂轮工作层和砂轮基体中间的一层陶瓷材料，起过度作用。
[0039]表3:
【权利要求】
1.一种用于内燃机车气阀高速磨削的CBN陶瓷高速砂轮制备方法，其特征在于是按照下列方法制备的: 一、结合剂制备1、预熔陶瓷粉的制备:a.按下列步骤制备预熔陶瓷粉:按重量比称取分析纯原料Al20325-33、Si0240-48、Na203-4、MgO 1-1.5, K2O 4-5、B2O3 8-9，然后混合均匀；b.高温烧成1400度；c.破碎过500标准筛；d.筛下粉末烘干，所得粉末即为预熔陶瓷粉；2、结合剂混制按质量称取1份纳米级二氧化钛及9份预熔陶瓷粉，用球磨机球磨混合均匀，所得制品为结合剂；二、陶瓷CBN砂轮磨削工作层制备按下列体积比称取磨削工作层材料:结合剂35，氧化铝空心球7，CBN58，将以上称好物料混合均匀；按下列体积比称取中间过渡层材料:结合剂35，耐温1350°C的150目陶瓷球65，将以上称好物料混合均匀；将上述混合好的陶瓷CBN砂磨削工作层和中间过渡层分别加入羧甲基纤维素水溶液， 压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结；三、陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结陶瓷CBN砂轮的烧结温度及烧结时间为:第一段20°C 50分钟，第二段100°C 50分钟， 第三段300°C 100分钟，第四段600°C 10分钟，第五段600°C 10分钟，第六段780°C 15分钟， 第七段7800C 150分钟，第八段20。。≥300分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:在陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结过程中我们采取氮气保护焙烧方式。
【文档编号】C04B35/64GK103570350SQ201210258299
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月24日 优先权日:2012年7月24日
【发明者】吕升东, 王昆, 郑勇阁 申请人:沈阳中科超硬磨具磨削研究所