专利名称：一种高速磨削cbn陶瓷砂轮制备技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及 机械加工领域，具体说是一种砂轮制备技术，更具体说是一种高速 磨削CBN陶瓷砂轮制备技术。
背景技术：
由于油价上涨、原材料成本上升、人民币升值以及国家对节能汽车各种优惠政 策等多种因素的影响，市场对环保、节能新动力汽车的呼声越来越高。这就要求汽车发 动机的性能越来越优良，作为发动机重要零部件的曲轴连杆颈加工的精密程度直接影响 发动机节能效果，国内目前对于此方面还没有成型技术，迫切需要研制出一种用于汽车 曲轴连杆颈高速磨削的CBN陶瓷高速砂轮制备技术。CBN砂轮也叫立方氮化硼砂轮，CBN (立方氮化硼)是除金刚石外的又一种超硬 材料，主要用来制作砂轮，以及刀具等，CBN砂轮颗粒锋利适合适合磨削各类硬材料， 如金刚石复合片等，按照结合剂的不同，可分为树脂砂轮、陶瓷砂轮等。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陶瓷结合剂的烧成温度一般为900-950°C，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。CBN尖角和强度，影响砂轮切削效率。
发明内容
为提高砂轮整体性能，本发明的目的是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750°C，但抗折强度能达到115MPa，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。具体技术方案为一、结合剂制备1、预熔陶瓷粉料a.原料混制按照下列份数比(体积比)将原料混合，长石30-50、硼玻璃 40-60、K2CO3 3-7、Na2CO3 3-7;b.高温烧成1600度(摄氏)；c.水冷至常温；d.破碎、过240标准筛；e.筛下粉末烘干，所得粉末即为预熔陶瓷粉。2、结合剂混制将纳米级SiO2粉、纳米莫来石粉、预熔陶瓷粉按2 3 5质量比球磨混合均 勻，所得制品为结合剂；二、陶瓷磨料层制备a.按下列配比(体积比)称取磨料层结合剂35%、白刚玉8%、氧化铝空心球7%, CBN50% ；b.按下列配比(体积比)称取中间过渡层结合剂35%、150目陶瓷球(耐温 13500C )65% ；将称好物料混合均勻。将混合好的物料加入聚乙烯水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。
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，保证CBN强 度不变化，表面无烧损。本发明的优点1.结合 剂烧成温度低，抗折强度高，对磨料粘结性好；2.高温 预熔陶瓷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；3.CBN陶瓷 工作层中加入适量的金刚石，能在一定程度上提高磨粒切削效率，并能降低成本；4.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、烧结温度；5.陶瓷CBN砂轮 工作层高温烧结过程中我们采取惰性气体保护焙烧方式，保证CBN强度不变化，表面无 烧损。
具体实施例方式实施例1一、结合剂制备1、预熔陶瓷粉料a.原料混制按照下列份数比(体积比)将原料混合，长石50、硼玻璃40、 K2CO3 7、Na2CO3 3;b.高温烧成1600度(摄氏)；c.水冷至常温；d.破碎、过240标准筛；e.筛下粉末烘干，所得粉末即为预熔陶瓷粉。2、结合剂混制将纳米级SiO2粉、纳米莫来石粉、预熔陶瓷粉按2 3 5质量比球磨混合均 勻，所得制品为结合剂二、陶瓷磨料层制备a.按下列配比(体积比)称取磨料层结合剂35%、白刚玉8%、氧化铝空心球 7%, CBN50% ；b.按下列配比(体积比)称取中间过渡层结合剂35%、150目陶瓷球(耐温 13500C )65% ；将称好物料混合均勻。将混合好的物料加入聚乙烯水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。陶瓷CBN砂轮工作层高温烧 结过程中采取氮气保护焙烧方式，保证CBN强度不 变化，表面无烧损。实施例2一、结合剂制备1、预熔陶瓷粉料
a.原料混制按照下列份数比(体积比)将原料混合，长石30、硼玻璃60、 K2CO3 3、Na2CO3 7;b.高温烧成1600度(摄氏)；c.水冷至常温；d.破碎、过240标准筛；e.筛下粉末烘干，所得粉末即为预熔陶瓷粉。2、结合剂混制将纳米级SiO2粉、纳米莫 来石粉、预熔陶瓷粉按2 3 5质量比球磨混合均 勻，所得制品为结合剂二、陶瓷磨料层制备a.按下列配比(体积比)称取磨料层结合剂35%、白刚玉8%、氧化铝空心球 7%, CBN50% ；b.按下列配比(体积比)称取中间过渡层结合剂35%、150目陶瓷球(耐温 13500C )65% ；将称好物料混合均勻。将混合好的物料加入聚乙烯水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结过程中采取氮气保护焙烧方式，保证CBN强度不 变化，表面无烧损。表1为本发明的CBN陶瓷高速砂轮与日本丰田万磨砂轮加工同类产品参数比 较表 权利要求
1.一种高速磨削CBN陶瓷砂轮制备技术，包括结合剂制备步骤、陶瓷磨料层制备步 骤、陶瓷CBN砂轮工作层高温烧结步骤，其特征在于所述结合剂制备步骤为首先预熔陶瓷粉料a.原料混制按照下列份数比(体积比) 将原料混合，长石30-50、硼玻璃40-60、K2CO3 3-7、Na2C033_7 ； b.高温烧成1600 度；C.水冷至常温；d.破碎、过240标准筛；e.筛下粉末烘干，所 得粉末即为预熔陶瓷 粉；其次结合剂混制步骤将纳米SiO2粉、纳米莫来石粉、预熔陶瓷粉按2 3 5质 量比球磨混合均勻，所得制品为结合剂；所述陶瓷磨料层制备步骤为首先按下列配比(体积比)称取磨料层结合剂 35%,白刚玉8%、氧化铝空心球7%、CBN50% ；其次按下列配比(体积比)称取中间 过渡层结合剂35%、150目陶瓷球(耐温1350°C )65% ；将上述称好物料混合均勻； 将混合好的物料加入聚乙烯水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。
2.根据权利要求1所述的制备技术，其特征在于所述陶瓷CBN砂轮工作层高温烧 结步骤中采取氮气保护焙烧方式。
全文摘要
本发明公开一种高速磨削CBN陶瓷砂轮制备技术，步骤如下按照下列份数比将原料混合，长石30-50、硼玻璃40-60、K2CO3 3-7、Na2CO3 3-7，高温烧成；将纳米SiO2粉、纳米莫来石粉、预熔陶瓷粉按2∶3∶5质量比球磨混合均匀，所得制品为结合剂；磨料层结合剂35％、白刚玉8％、氧化铝空心球7％、CBN50％；过渡层结合剂35％、150目陶瓷球65％；将上述称好物料混合均匀加入聚乙烯水溶液，压制成固定形状，干燥后进高温炉烧结。本发明的优点1.结合剂烧成温度低，抗折强度高，对磨料粘结性好；2.提高了结合剂对磨料的润湿性；3.提高磨粒切削效率，降低成本；4.提高了结合剂对磨料的包裹能力、强度、烧结温度；5.CBN强度不变化，表面无烧损。
文档编号B24D3/14GK102009393SQ200910187249
公开日2011年4月13日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者吕升东, 李延海, 王昆, 王铁刚, 郑永阁 申请人:沈阳中科超硬磨具磨削研究所