专利名称：树脂结合剂立方氮化硼砂轮及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮，特别是一种磨料层断面为u形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮及其制备方法。
背景技术：
专门用于各种汽油发动机、柴油发动机曲轴的拐颈磨削和曲轴轴头粗 磨、精磨加工以及发动机气门粗磨、精磨加工，粗磨、精磨的精度和粗糙度 要求高，一般需要釆用外圆磨砂轮和端面磨砂轮加工。中国专利号ZL200510017830.6中公开一种新的立方氮化硼外圆磨砂轮及其制造方法， 可有效解决空调、冰箱压缩机等高速钢部件的加工磨削问题，其解决的技术 方案是，利用新兴起的立方氮化硼作磨面层，在砂轮基体中心开有安装孔， 安装孔两头的砂轮基体上开有固定槽，砂轮基体下部有纵向的螺丝孔，砂轮 基体竖向周边上经粘结层固装有立方氣化硼磨料层，其制造方法是依次为配 混料、成型、干燥、烧结、测验、整形、粘结、硬化、加工、检验及包装。 但以上工序只是陶瓷结合剂才用到，且该结构只能通过外圆磨砂轮对产品加 工，应用范围狭窄。发明内容本发明的目的旨在提供一种用途广泛、锋利性好、自锐性强的树脂结合 剂立方氮化硼砂轮及其制备方法，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种树脂结合剂立方氣化硼砂轮，包括砂轮基体和磨料 层，其结构特征是磨料层设置在砂轮基体外壁及上下端面外围上。所述磨料层截面呈倒放U形。所述砂轮基体呈圆盘状，与磨料层接触的 面设置有固结用齿槽、燕尾槽、直槽或滚花紋，便于磨料层牢固固结在砂轮 基体上。两端面中央部位突起，突起部位便于车床五爪抓盘抓牢以及起到加 强砂轮刚性和方便砂轮安装在磨床上。一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是选取体积百分比 为12-40%的磨料立方氮化硼先用偶联剂湿润，再与Dialok939p树脂 25-50%、氟盐助磨材料1-10%、固体润滑填料1-10%、导热系数高的粉末 填料10-30%和氧化物填料1-8%混合搅拌均勾成粉料，再通过热压模具将粉料压制在砂轮基体外壁及上下端面外围上，以制成磨料层截面呈倒放u形的树脂结合剂立方氣化硼砂轮。所述氟盐助磨材料为六氟合铝酸钠、KA1F4、 KA13F6、 Na3 A1F3、 KBF4 或CaF2，固体润滑填料为石墨、六方氮化硼、二硫化钼或聚四氟乙烯，导 热系数高的粉末填料粒度范围为1 ~ 1 0微米，为碳化硅，氧化物填料为氧 化镁。所述热压模具包括模套、下压环、下模芯，上压环和上模芯，砂轮基体 通过螺杆、螺母锁紧在下模芯和上模芯之间，并同轴设置在模套内，与模套 内壁之间间隙下方和上方分别设置下压环和上压环，下压环和上压环之间填 充压制磨料层的粉料。所述上模芯和下模芯与磨料层接触面部位设置有倒锥度(便于脱模)， 上模芯顶面设置有凹槽，凹槽壁设置有沟环，下模芯底面设置有定位销钉孔 和长方形槽，分别与工作台面的定位销钉和螺杆连接。所述粉料由磨料立方氮化硼1200g，用适量偶联剂湿润后，加入 Dialok939p树脂200g，六氟合铝酸钠50g，石墨45g，碳化硅360g和氧化 镁30g混合搅拌均匀成总重量为1885g的粉料，并通过计算U形磨料层下 底一侧的粉料需要投入的重量M1，再根据该配方粉料的松装密度p，计算 该粉料松装体积，确定需要在下模芯下放置的垫块高度H，把U形下底一 侧的粉料先投匀刮平；再轻轻放上铝基体和上模芯，锁紧螺母，投入U形 磨料层余下部分的粉料，重量为M2，并摊勾刮平；然后，轻轻放上上压环， 按Dialok939p树脂的热压工艺，先由低压后到高压把上模芯、上压环压至 与模套持平；热压结東后，脱模时，先将模套脱除，松掉螺母，再轻轻提起 上模芯，整个砂轮产品取出；最后，用磨床给砂轮U形磨料层开刃开出立 方氮化硼的锋利度。碳化硅粒度范围为1 ~ 1 0微米，Ml为710g， p为 2.1g/cm3, H为5mm， M2为1175 g。本发明的砂轮磨料层断面为U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮既可外 圆磨，又可端面磨，三面都可以用，相当于以前的一个平行外圆磨砂轮和两 个端面磨砂轮， 一个砂轮抵以前的三个同规格砂轮，这样节省了砂轮基体和 制作费用，降低了成本，提高了产品的价值。同时新配方中立方氮化硼镀镍 增重30%-60%，以及用适量偶联剂湿润后，能大大地增加立方氮化硼与树 脂结合剂的把持力，增加砂轮寿命和磨削比。氟盐助磨材料磨削钢材所需要 的能量会大大地降低，从而使磨削钢的能力大大地提高，同时它会在磨削热 作用下熔融，促使磨粒容易脱落，以防止砂轮的堵塞，保持砂轮的锋利性。 使用导热系数高的粉末填料，可显著提高树脂结合剂砂轮本体的传热散热效 果和使用寿命，此配方经对比与别的厂家同规格立方氮化硼砂轮相比，锋利 度好，使用寿命提高一倍还多。
图1为本发明砂轮基体与模具配合的分解结构示意图。图2为图1中A处放大结构示意图。图3为本发明第一次投放粉料的结构示意图。图4为本发明第二次投放粉料的结构示意图。图5为本发明粉料热压压制成磨料层的工作原理示意图。图6为图5中B处放大结构示意图。图7为本发明脱模工作原理示意图。图8为本发明一实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。参见图8，本树脂结合剂立方氮化硼砂轮，包括砂轮基体5和磨料层11, 磨料层设置在砂轮基体5外壁及上下端面外围上。磨料层11截面呈倒放U 形。砂轮基体5呈圆盘状，与磨料层接触的面设置有固结用齿槽5.1，见图 2，两端面中央部位突起5.2。树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是选取体积百分比为 25-40%的磨料立方氮化硼先用偶联剂湿润，再与Dialok939p树脂25-35%、 氟盐助磨材料2-5%、固体润滑填料2-5%、导热系数髙的粉末填料15-30% 和氧化物填料1-8%混合搅拌均匀成粉料，再通过热压模具将粉料压制在砂 轮基体外壁及上下端面外围上，以制成磨料层截面呈倒放U形的树脂结合 剂立方氮化硼砂轮。其中，立方氮化硼镀镍增重30-60%。氟盐助磨材料为 六氟合铝酸钠、KA1F4、 KA13F6、 Na3AlF3、 KBF4或CaF2，固体润滑填料为 石墨、六方氮化硼、二硫化钼或聚四氟乙烯，导热系数高的粉末填料粒度范 围为1 ~ 1 0微米，为碳化硅，氧化物填料为氧化镁。参见图l,热压模具包括模套4、下压环8、下模芯6、上压环l和上模 芯3,砂轮基体通过螺杆7、螺母2锁紧在下模芯和上模芯之间，并同轴设 置在模套内，与模套内壁之间间隙下方和上方分别设置下压环和上压环，下 压环和上压环之间填充压制磨料层的粉料。上模芯3和下模芯6与磨料层接 触面部位设置有倒锥度，见图6，上模芯顶面设置有凹槽，凹槽壁设置有沟 环3.1 (钩住沟环可将上模芯提起)，下模芯6底面设置有定位销钉孔6.1和 长方形槽6.2，分别与工作台面9的定位销钉和螺杆7连接。参见图3-图7,取磨料立方氮化硼(镀镍，增重60%)含镍总重1200 克，用适量偶联剂湿润后，加入D i a 1 o k 9 3 9 p树脂200克，六氟合 铝酸钠50克，石墨45克，碳化硅(粒度范围为5~ 1 0微米)360克，氧 化镁30克。用上述配比好的粉料IO，在混料机混拌均匀，釆用如下方法 热压压制。先计算好U形磨料层下底一侧的粉料需要投入的重量Ml=710克，再根据该粉料的松装密度(即还未压实的粉料密度)P=2.1g/cm3，计 算该粉料松装体积，确定需要在下模芯下垫上垫块高度H-5mm,见图3， 把U形下底一侧的粉料先投匀刮平，见图3;再轻轻放上铝基体和上模芯， 锁紧螺母，投入U形磨料层余下部分的粉料IO，重量为M2-1175克，并摊 匀刮平，见图4;然后，轻轻放上上压环，用大铁板将整个模具移入热压模 机平台内，并把下面的垫块12取出，按Dialok939p树脂的热压工艺，先由 低压后到高压把上模芯、上压环压至持平，见图5;热压结東后，脱模时， 先用一个大脱模垫块13将模具整体抬髙，垫块最大宽度小于模套内径,高 度与模套高度相近，再位于模套上方放置脱模框14，通过下压脱模框14将 模套脱除，松掉螺母，再轻轻提起上模芯，整个砂轮产品取出，见图7;最 后，脱出来的产品经二次固化后，用车床按图加工好后，用磨床给砂轮U 形磨料层11工作面开刃，开出立方氮化硼的锋利度，产品最后经动平衡去重 后，打上产品粒度及其它重要标识。则产品经检验合格便可包装入库。
权利要求
1.一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮，包括砂轮基体(5)和磨料层(11)，其特征是磨料层设置在砂轮基体外壁及上下端面外围上。
2. 根据权利要求1所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮，其特征是所述磨料 层截面呈倒放U形。
3. 根据权利要求1或2所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮，其特征是所述 砂轮基体呈圆盘状，与磨料层接触的面设置有固结用齿槽(5.1)、燕尾槽、 直槽或滚花紋，两端面中央部位突起(5.2)。
4. 一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是选取体积百分 比为12-40%的磨料立方氮化硼先用偶联剂湿润，再与Dialok939p树脂 25-50%、氟盐助磨材料1-10%、固体润滑填料1-10%、导热系数高的粉末填 料10-30%和氧化物填料1-15%,混合搅拌均匀成粉料(IO)，再通过热压模 具将粉料压制在砂轮基体外壁及上下端面外围上，以制成磨料层截面呈倒放 U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮。
5. 根据权利要求4所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征 是所述粉料由体积百分比为磨料立方氮化硼25-40%、 Dialok939p树脂 25-35%、氟盐助磨材料2-5%、固体润滑填料2-5%、导热系数高的粉末填料 15-30%和氧化物填料1-8%，其中，立方氮化硼镀镍增重30-60%。
6. 根据权利要求4或5所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其 特征是所述氟盐助磨材料为六氟合铝酸钠、KA1F4、 KA13F6、 Na3 A1F3、 KBF4 或CaF2，固体润滑填料为石墨、六方氮化硼、二硫化钼或聚四氟乙烯，导热 系数高的粉末填料粒度范围为1 ~ 1 0微米，为碳化硅，氧化物填料为氧化 镁。
7. 根据权利要求4所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征 是所述热压模具包括模套(4 )、下压环(8 )、下模芯(6 ),上压环(1)和上 模芯(3)，砂轮基体通过螺杆(7)、螺母(2)锁紧在下模芯和上模芯之间， 并同轴设置在模套内，与模套内壁之间间隙下方和上方分别设置下压环和上 压环，下压环和上压环之间填充压制磨料层的粉料。
8. 根据权利要求7所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是所述上模芯和下模芯与磨料层接触面部位设置有倒锥度，上模芯顶面设置 有凹槽，凹槽壁设置有沟环(3.1)，下模芯底面设置有定位销钉孔(6.1)和 长方形槽(6.2),分别与工作台面(9)的定位销钉和螺杆连接。
9. 根据权利要求5所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征 是所述粉料由磨料立方氮化硼1200g,用适量偶联剂湿润后，加入Dialok939p 树脂200g,六氟合铝酸钠50g,石墨45g,碳化硅360g和氧化镁30g混合搅 拌均匀成总重量为1885g的粉料，并通过计算U形磨料层下底一侧的粉料需 要投入的重量Ml，再根据该粉料的松装密度p，计算该粉料松装体积，确 定需要在下模芯下放置的垫块(12)高度H，把U形下底一侧的粉料先投匀 刮平；再轻轻放上铝基体和上模芯，锁紧螺母，投入U形磨料层余下部分的 粉料，重量为M2，并摊匀刮平；然后，轻轻放上上压环，按Dialok939p树 脂的热压工艺，先由低压后到高压把上模芯、上压环压至持平；热压结束后， 脱模时，先将模套脱除，松掉螺母，再轻轻提起上模芯，整个砂轮产品取出； 最后，用磨床给砂轮U形磨料层开刃开出立方氮化硼的锋利度。
10. 根据权利要求9所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特 征是所述碳化硅粒度范围为1 ~ 1 0微米，Ml为710g, p为2.1g/cm3, H 为5mm， M2为1175 g。
全文摘要
本发明涉及一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮及其制备方法，包括砂轮基体和磨料层，磨料层设置在砂轮基体外壁及上下端面外围上。磨料层的体积百分比为立方氮化硼(镀镍)12-40％，Dialok939p树脂25-50％，氟盐助磨材料1-10％，固体润滑填料1-10％，导热系数高的粉末填料10-30％，氧化物填料1-15％。采用特殊设计的热压模具和分次投料方法，使压出的产品组织均匀、密度一致。其砂轮配方及设计的模具结构简单合理、装模、脱模简单、生产的产品一次合格率高，产品组织均匀、密度一致，磨削性能好、使用寿命长，既可外圆磨，又可端面磨，相当于同规格三个砂轮，节省了基体和制作费用，降低了生产成本，提高了产品的价值。
文档编号B24D3/20GK101332587SQ200810029999
公开日2008年12月31日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者华 周, 尹育航, 陶洪亮 申请人:广东奔朗超硬材料制品有限公司