本发明涉及机械加工用砂轮
技术领域：
，具体涉及一种高效高寿命汽缸内用圆磨cbn砂轮及其制备方法。
背景技术：
：随着科学技术的发展，工业上对工件的精度要求越来越高，机械加工正在向高质量、高精度、高效率、自动化方向发展，近年来，陶瓷结合剂金刚石砂轮的应用范围越来越广，市场规模不断扩大。超硬磨料磨具以其磨料硬度高、热导率高、使用寿命长等优点广泛应用于磨削技术各个方面，并成为磨削技术进步的基础。其中，陶瓷结合剂立方氮化硼cbn磨具因其耐高温、有气孔、便于修整且磨削性能优良等优点，在机械加工的各个方面都得到了广泛的应用，且使用率逐年增长。由于近几年国内制造业经济不景气，人工成本和原材料成本都在增加，制造业企业对于机械加工提高工作效率，稳定产品质量的要求越来越高。其中，空调压缩机行业中的汽缸、活塞、缸盖等相关零部件的机加工要求也越来越高，因此生产研发出高效率高寿命相关cbn内圆磨产品意义重大，可以有效降低工件单品的制造成本，直接提高生产效益和经济效益。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种高效高寿命汽缸内用圆磨cbn砂轮及其制备方法。该方法制备的汽缸内圆磨cbn砂轮具有优异的磨削性能，锋利性好，加工效率高，加工品质稳定，使用寿命高。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高效高寿命汽缸内用圆磨cbn砂轮的制备方法，包括如下步骤：（1）混合石英砂、硼砂、氧化铝、氧化锂、氧化钙、氧化锌、二氧化钛、氧化铋，得到配合料；（2）熔化步骤（1）的配合料，得到熔液；所述熔化为首先以6℃/分钟升温至600℃；然后以3℃/分钟升温至1200℃；然后以2℃/分钟升温至1450℃；然后保温；（3）将步骤（2）的熔液水淬后进行湿磨，然后烘干、粉碎、干磨后过200目筛，得到微晶玻璃结合剂；（4）混合步骤（3）的微晶玻璃结合剂、磨料、氧化铝晶须、糊精液；然后依次用60目、80目筛子过筛造粒，得到物料；所述磨料包含cbn磨料；（5）将步骤（4）的物料压制成型后，经过烘干、烧制，得到磨料层；最后将磨料层与基体结合，得到高效高寿命汽缸内用圆磨cbn砂轮；所述烧制在氮气下进行。上述技术方案中，步骤（1）中，石英砂、硼砂、氧化铝、氧化锂、氧化钙、氧化锌、二氧化钛、氧化铋的质量比为（55～65）∶（10～18）∶（5～10）∶（5～11）∶（5～11）∶（3～7）∶（2～5）∶（2～5）。上述技术方案中，步骤（2）中，熔化在高温炉中进行；所述保温的时间为2小时。上述技术方案中，步骤（4）中，所述磨料为cbn磨料和sg磨料；所述微晶玻璃结合剂、cbn磨料、sg磨料、氧化铝晶须、糊精液的质量比为（18～22）∶（60～70）∶（5～10）∶（2～5）∶（5～10）。优选的技术方案中，步骤（4）中，所述混合为将磨料、氧化铝晶须以及微晶玻璃结合剂搅拌；然后加入糊精液，研磨。上述技术方案中，步骤（5）中，所述烘干为100℃烘2小时。本发明还公开了根据上述高效高寿命汽缸内用圆磨cbn砂轮的制备方法制备的高效高寿命汽缸内用圆磨cbn砂轮。本发明进一步公开了一种高效高寿命汽缸内用圆磨cbn砂轮磨料层的制备方法，包括如下步骤：（1）混合石英砂、硼砂、氧化铝、氧化锂、氧化钙、氧化锌、二氧化钛、氧化铋，得到配合料；（2）熔化步骤（1）的配合料，得到熔液；所述熔化为首先以6℃/分钟升温至600℃；然后以3℃/分钟升温至1200℃；然后以2℃/分钟升温至1450℃；然后保温；（3）将步骤（2）的熔液水淬后进行湿磨，然后烘干、粉碎、干磨后过200目筛，得到微晶玻璃结合剂；（4）混合步骤（3）的微晶玻璃结合剂、磨料、氧化铝晶须、糊精液；然后依次用60目、80目筛子过筛造粒，得到物料；所述磨料包含cbn磨料；（5）将步骤（4）的物料压制成型后，经过烘干、烧制，得到磨料层；所述烧制在氮气下进行。本发明还公开了一种微晶玻璃结合剂，所述微晶玻璃结合剂的制备包括如下步骤：（1）混合石英砂、硼砂、氧化铝、氧化锂、氧化钙、氧化锌、二氧化钛、氧化铋，得到配合料；（2）熔化步骤（1）的配合料，得到熔液；所述熔化为首先以6℃/分钟升温至600℃；然后以3℃/分钟升温至1200℃；然后以2℃/分钟升温至1450℃；然后保温；（3）将步骤（2）的熔液水淬后进行湿磨，然后烘干、粉碎、干磨后过200目筛，得到微晶玻璃结合剂。本发明进一步公开了上述微晶玻璃结合剂在制备cbn砂轮中的应用。本发明中，微晶玻璃结合剂成分及质量比例：55～65份的石英砂、10～18份的硼砂、5～10份的氧化铝、5～11份的氧化锂、5～11份的氧化钙、3～7份的氧化锌、2～5份的二氧化钛、2～5份的氧化铋。分别用矿物原料与化工原料引入上述成分，并进行称量、混合，得到配合料；然后将配合料在高温炉中进行熔化，在600℃之前以6℃/分钟升温；在600～1200℃内以3℃/分钟升温；在1200～1450℃内以2℃/分钟升温；在1450℃时保温时间为2小时澄清和均化，然后将熔液水淬后放入球磨机中湿磨，放入烘箱中烘干、粉碎干磨后过200目筛获得微晶玻璃结合剂。本发明的砂轮由基体和磨料层两部分组成，其中磨料层的配料及质量比例：微晶玻璃结合剂18～22份，cbn磨料60～70份，sg磨料5～10份，氧化铝晶须2～5份，糊精液5～10份。将cbn磨料、sg磨料、氧化铝晶须以及微晶玻璃结合剂按照一定质量比例混合后放入混料机中进行搅拌混匀2小时，将混合均质的物料放入研钵中，加入糊精液，充分研磨均匀，物料研磨一定干湿度后，再用60目、80目筛子过筛造粒。本发明制备的汽缸内用圆磨cbn砂轮具有优异的磨削性能，锋利性好，加工效率高，加工品质稳定，使用寿命高。并且生产工艺简易、科学、可控，能够有效地节约生产成本，稳定产品质量。本发明cbn砂轮的配方中，添加了氧化锂、氧化铋，引入了氧化铝晶须，由此增强了砂轮整体强度、韧性以及砂轮形状保持性，从而提高陶瓷cbn砂轮在高速磨削过程中材料的对保形性和耐磨性，实现高温磨削下仍能对磨料保持较高的把持力，延长砂轮使用寿命，更主要是保持产品加工品质。本发明的有益效果是：本发明方法制备的微晶玻璃结合剂具有较强的强度、对cbn磨料的把持力以及良好的造孔性能；采用阶段升温制备，不仅利于各组分之间的融合渗透，而且制备的陶瓷结合剂本身具有强度高、对磨料把持力好等特点，有利于制备化学及物理性能稳定均质的微晶玻璃；磨料层选用氧化铝晶须可以提升砂轮整体强度；采用糊精液作为临时粘结剂可以较稳定控制物料的干湿度，制备出良好强度的坯体，sg磨料的加入可以改善cbn与结合剂的界面效应，提高砂轮整体稳定性；cbn内圆磨砂轮也具有良好的锋利性，形状保持性好，加工品质稳定，加工效率高，砂轮修整间隔明显提升了约50%至80%，平均使用寿命可以提升了约75%左右。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容。实施例一一种高效高寿命汽缸内用圆磨cbn砂轮的方法，包括如下步骤：1）微晶玻璃结合剂成分及质量比例：55份的石英砂、10份的硼砂、10份的氧化铝、9份的氧化锂、6份的氧化钙、5份的氧化锌、3份的二氧化钛、2份的氧化铋。分别用矿物原料与化工原料引入上述成分，并进行称量、混合，得到配合料。将配合料在高温炉中进行熔化，在600℃之前以6℃/分钟升温；在600～1200℃内以3℃/分钟升温；在1200～1450℃内以2℃/分钟升温；在1450℃时保温时间为2小时澄清和均化，然后将熔液水淬后放入球磨机中湿磨，放入烘箱中烘干、粉碎干磨后过200目筛获得所需的微晶玻璃结合剂。2）该砂轮主要由基体和磨料层两部分组成，其中磨料层的配料及质量比例：步骤1）中的微晶玻璃结合剂18份，cbn磨料64份，sg磨料10份，氧化铝晶须3份，糊精液5份。将cbn磨料、sg磨料、氧化铝晶须以及微晶玻璃结合剂按照一定质量比例混合后放入混料机中进行搅拌混匀2小时，将混合均质的物料放入研钵中，加入糊精液，充分研磨均匀，物料研磨一定干湿度后，再依次用60目、80目筛子过筛造粒。3）然后将步骤2）中过筛后的物料压制成型，放置在烘箱中100℃烘干2小时后烧制成型，烧制成型过程中采用氮气保护烧结。表1是本发明的汽缸内用圆磨cbn砂轮与日本noritake加工同类产品具体的产品的性能比较。表1性能比较厂家加工节拍/s粗糙度直线度/μm圆度/μm修整间隔加工寿命日本noritake26ra1.0～3.00.3～1.50.5～2.56012000本发明24ra0.9～2.80.2～10.5～29018000实施例二一种高效高寿命汽缸内用圆磨cbn砂轮的方法，包括如下步骤：1）微晶玻璃结合剂成分及质量比例：60份的石英砂、10份的硼砂、5份的氧化铝、9份的氧化锂、6份的氧化钙、5份的氧化锌、3份的二氧化钛、2份的氧化铋。分别用矿物原料与化工原料引入上述成分，并进行称量、混合，得到配合料。将配合料在高温炉中进行熔化，在600℃之前以6℃/分钟升温；在600～1200℃内以3℃/分钟升温；在1200～1450℃内以2℃/分钟升温；在1450℃时保温时间为2小时澄清和均化，然后将熔液水淬后放入球磨机中湿磨，放入烘箱中烘干、粉碎干磨后过200目筛获得所需的微晶玻璃结合剂。2）该砂轮主要由基体和磨料层两部分组成，其中磨料层的配料及质量比例：步骤1）中的微晶玻璃结合剂18份，cbn磨料66份，sg磨料8份，氧化铝晶须3份，糊精液5份。将cbn磨料、sg磨料、氧化铝晶须以及微晶玻璃结合剂按照一定质量比例混合后放入混料机中进行搅拌混匀2小时，将混合均质的物料放入研钵中，加入糊精液，充分研磨均匀，物料研磨一定干湿度后，再用60目、80目筛子过筛造粒。3）然后将步骤2）中过筛后的物料压制成型，放置在烘箱中100℃烘干2小时后烧制成型，烧制成型过程中采用氮气保护烧结。表2是本发明的汽缸内圆磨cbn砂轮与日本noritake加工同类产品的性能比较。表2性能比较厂家加工节拍/s粗糙度直线度/μm圆度/μm修整间隔加工寿命日本noritake26ra1.0～3.00.3～1.50.5～2.56012000本发明24ra0.6～2.80.3～10.3～1.810821600实施例三一种高效高寿命汽缸内用圆磨cbn砂轮的方法，包括如下步骤：1）微晶玻璃结合剂成分及质量比例：60份的石英砂、8份的硼砂、7份的氧化铝、10份的氧化锂、5份的氧化钙、5份的氧化锌、3份的二氧化钛、2份的氧化铋。分别用矿物原料与化工原料引入上述成分，并进行称量、混合，得到配合料。将配合料在高温炉中进行熔化，在600℃之前以6℃/分钟升温；在600～1200℃内以3℃/分钟升温；在1200～1450℃内以2℃/分钟升温；在1450℃时保温时间为2小时澄清和均化，然后将熔液水淬后放入球磨机中湿磨，放入烘箱中烘干、粉碎干磨后过200目筛获得所需的微晶玻璃结合剂。2）该砂轮主要由基体和磨料层两部分组成，其中磨料层的配料及质量比例：步骤1）中的微晶玻璃结合剂20份，cbn磨料60份，sg磨料12份，氧化铝晶须3份，糊精液5份。将cbn磨料、sg磨料、氧化铝晶须以及微晶玻璃结合剂按照一定质量比例混合后放入混料机中进行搅拌混匀2小时，将混合均质的物料放入研钵中，加入糊精液，充分研磨均匀，物料研磨一定干湿度后，再用60目、80目筛子过筛造粒。3）然后将步骤2）中过筛后的物料压制成型，放置在烘箱中100℃烘干2小时后烧制成型，烧制成型过程中采用氮气保护烧结。表3是本发明的汽缸内圆磨cbn砂轮与日本noritake加工同类产品的性能比较。表3性能比较厂家加工节拍/s粗糙度直线度/μm圆度/μm修整间隔加工寿命日本noritake26ra1.0～3.00.3～1.50.5～2.56012000本发明24ra0.9～3.00.3～10.4～1.89619200从实施例可以看出本发明的cbn内圆磨砂轮也具有良好的锋利性，形状保持性好，加工品质稳定，加工效率高，砂轮修整间隔明显提升了约50%至80%，平均使用寿命可以提升了约75%左右；同时如果不添加氧化铋则修整间隔与现有砂轮近似，使用寿命提高10%，不适用氧化铝晶须则修整间隔与寿命都没提高。当前第1页12