本发明涉及一种磨砂轮及其加工工艺，具体涉及一种制冷压缩机零部件加工磨砂轮及其加工工艺。
背景技术
制冷压缩机是制冷系统的核心和心脏，压缩机引的能力和特征决定了制冷系统的能力和特征，某种意义上，制冷系统的设计与匹配就是将压缩机的能力体现出来；因此，世界各国制冷行业无不在制冷压缩机的研究上投入了大量的精力，新的研究方向和研究成果不断出现，压缩机的技术和性能水平日新月异，压缩机的种类很多，根据工作原理的不同，制冷压缩机可以分为定排量压缩机和变排量压缩机，制冷压缩机在加工时零部件的磨削是比不可少的，磨削加工技术是制造技术中的重要领域，是现代机械制造业中实现精密加工、超精细加工最有效、应用最广泛的工艺技术，随着工业发展的需要以及材料科学的不断突破和创新，各种高强度、高硬度、抗腐蚀和耐高温的新型材料应运而生，为实现这些材料的精密加工和超精密加工，满足人们对产品高精度，高品质需求，磨削加工技术得到了广泛的应用和发展，砂轮是磨削加工技术中使用最为广泛的加工工具，而目前使用较多的为固结磨料砂轮和电镀砂轮，传统工艺制造的固结磨料砂轮是由不同粒度的魔粒利用结合剂将其固结成不同形状尺寸，且具有一定强度和刚性的用于磨削加工的磨具，制冷压缩机零部件的高精度取决因素之一就是砂轮，研发制冷压缩机零部件加工用磨砂轮有重要应用价值和广阔的应用前景。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种制冷压缩机零部件加工磨砂轮及其加工工艺，该加工工艺简单易行，加工出磨砂轮耐高温，磨削精度高。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种制冷压缩机零部件加工磨砂轮，包括砂轮基体和位于砂轮基体上的磨料层，磨料层按质量份数计包括以下组分：
磨料：40-50份，结合剂：20-30份，造孔剂：5-8份，粘结剂：6-8份，湿润剂：1-3份，碳纤维/环氧树脂复合材料：2-4份，锡酸锌：2-3份，其中：
磨料为镀镍金刚石、pa铬刚玉、微晶刚玉的混合物，按质量比计镀镍金刚石：pa铬刚玉：微晶刚玉=3:1:1.5；
结合剂按质量份数计包括二氧化硅：40-50份，碳化硼：5-7份，氧化硼：3-5份，氧化铝：4-6份，氧化镁：5-7份，无水碳酸钾：3-5份，氧化钙：1-3份，碳酸钠：3-5份；
造孔剂为碳酸钙、空心氧化铝球、石墨颗粒中的一种或几种；
湿润剂为甲酚、聚乙烯醇的混合物，按体积比计甲酚：聚乙烯醇=1:2。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述制冷压缩机零部件加工磨砂轮中，结合剂按以下步骤制备：
（1）将结合剂各组分混合，混合后加入球磨机中进行混磨，球磨机中料球比例为3:1，球磨机转数120-130转，球磨20-25名，出料过200目筛网；
（2）将过筛网后的混合料放入高温炉中，在1200-1300℃下进行预熔，随后进行水淬处理，并将水淬后物料放入鼓风干燥箱中在70-80℃下保温12-14h待用；
（3）将步骤（2）制得的物料加入球磨机中进行球磨处理，球磨介质为刚玉球，球料的体积比为1:3，然后出料过200目筛网，得到结合剂。
前述制冷压缩机零部件加工磨砂轮中，粘结剂按质量份数计包括以下组分：
有机硅改性环氧树脂：20-25份，聚醚多元醇：10-20份，有机溶剂：5-10份，颜填料：1-3份，锂基膨润土：2-4份，消泡剂：3-5份，阻燃剂：1-2份，流平剂：2-4份，防结皮剂：1-2份，触变剂：0.3-0.4份，固化剂：4-8份，偶联剂：4-8份，惰性填料：0.03-0.05份；
惰性填料为按重量百分比包含以下成分：y：13-15%，sc：16-18%，gd：9-11%，sm：18-20%，pr：9-11%，余量为la，以上各组分之和为100%；
有机溶剂为丙酮、丁酮或n-甲基吡咯烷酮、乙醇中得一种；颜填料为二氧化钛和氯化锌的混合物，其中二氧化钛和氯化锌的质量比为1：2；消泡剂为磷酸三丁酯；流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷；防结皮剂为甲乙酮肟；触变剂为气相二氧化硅或有机膨润土；固化剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二氨基二苯基甲砜、异佛尔酮二胺或聚酰胺650中的一种或几种，偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
前述制冷压缩机零部件加工磨砂轮中，有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
本发明还设计一种制冷压缩机零部件加工磨砂轮的加工工艺，
（1）砂轮配料
将磨料、结合剂、锡酸锌、湿润剂和造孔剂进行配料，在球磨机中球磨20-23小时；
（2）混料
取上述步骤（1）中的混合物和碳纤维/环氧树脂复合材料用毛刷刷匀，再用低粘度乙醇，滴入混合物中，再与碳纤维/环氧树脂复合材料混合，在研钵中研碾至无明显色差，再用转子进行机械搅拌，再加入粘结剂混合均匀，再过筛；
（3）成型
将上述步骤（2）中混合好的成型料和砂轮基体在压力机上用30-32mpa压力压制成相应尺寸的砂轮胚体；
（4）干燥
将上述步骤（3）中成型的砂轮胚体在室温下干燥5-8小时，然后转移到烘箱中75℃下干燥20-25小时；
（5）烧结
将上述步骤（4）中的砂轮胚体在氮气气氛中以3℃/min的速率升温到820℃后保温1.2-1.5小时，然后降温至室温；
（6）成品
将砂轮胚体经过多片粘结组装、基体粗车、基体精车、确定基体基准面、基体孔径精车、砂轮磨料层端面和外圆修整开刃、做动平衡工序，最终检验入库，得到制冷压缩机零部件加工磨砂轮。
本发明的有益效果是：
本发明中采用了碳纤维硬度和强度高，采用普通的磨料磨损较快，因此采用碳化硼，碳化硼磨粒多刃锋利且高温稳定性好，采用镀镍金刚石和微晶刚玉混合的磨料制备砂轮，对比一般磨料，本发明的砂轮加工效率和砂轮使用寿命等磨削性能最佳，本发明的砂轮加工的零部件表面质量更好，微观组织变化和表面残余应力更小，且砂轮具有较好的容屑、冷却能力，使磨削温度降低、磨削力减小，是获得较好表面完整性的主要原因；
本发明混料时利用低粘度酒精有效的通过粒子间的缝隙润湿粒子表面，消除不同物料间的排斥作用，使磨料沾附到树脂粉体上，促进混合作用；复合混料制得的砂轮，其结构均匀，砂轮整体颜色一致且圆周表面完整，采用普通纯机械搅拌的干混混料方式制备的砂轮，对砂轮进行圆周修正后，圆周部分区域出现物料崩块且圆周表明存在明显的磨料团块；
本发明中颜填料加量较多，容易发生粉颗粒沉降或溶剂分层的现象，降低其细度可以在一定程度上降低粉料颗粒的沉降速度，但只能延迟沉降而不能防止沉降，加入有机膨润土流变剂就能获得显著的防沉降效果，并且有机膨润土具有来源广泛、价格低廉等优点；
球磨法被广泛应用于金属和合金粉体的制备研究其中大部分粉体在高能球磨过程中粒度减小，并发生了一些化学反应，同时，球磨也可以制备超细的无机粉体，通过长时间的球磨，粉体基本可达到纳米级别，粉体粒径的减小会增加其反应活性和烧结驱动力，从而降低其烧结温度；
本发明中釆用“反滴加”方式即先将甲基三乙氧基硅烷加入反应器中，再滴加去离子水相对于“正滴加”即先将水和催化剂加入反应器，再滴加甲基三乙氧基硅烷单体进行反应时，反应器内的水过量，溶剂很少，当二月桂酸二丁基锡浓度为万分之几时，甲基三乙氧基硅烷会迅速水解，若甲基三乙氧基硅烷水解程度大，而溶剂又不能及时有效溶解硅醇时，会迅速形成凝胶，采用“反滴加”方式使反应易于控制，抑制凝胶的形成，提高系统的稳定性。
环氧树脂中特有的环氧基、经基、醚键等活性基团的存在，赋予其许多优异性能。不仅密实、抗渗漏、抗水、强度高，而且具有良好的机械力学性能，粘结性、电性能优越，耐低温性能好，可以作为减摩涂层中优良的涂层粘结剂，但因其耐高温性能不佳，因此本发明中采用改性环氧树脂，改性环氧树脂具有粘结力强、耐化学试剂性能好等优点，且改性环氧能增强了涂层抵御水、离子渗入的能力，提高了涂层与金属基体间的结合力，从而提高涂层的防护能力，此外，还能增加涂层的强度、提高附着力、改善流变性能、降低成本。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种制冷压缩机零部件加工磨砂轮，包括砂轮基体和位于砂轮基体上的磨料层，磨料层按质量份数计包括以下组分：
磨料：40份，结合剂：20份，造孔剂：5份，粘结剂：6份，湿润剂：1份，碳纤维/环氧树脂复合材料：2份，锡酸锌：2份，其中：
磨料为镀镍金刚石、pa铬刚玉、微晶刚玉的混合物，按质量比计镀镍金刚石：pa铬刚玉：微晶刚玉=3:1:1.5；
结合剂按质量份数计包括二氧化硅：40份，碳化硼：5份，氧化硼：3份，氧化铝：4份，氧化镁：5份，无水碳酸钾：3份，氧化钙：1份，碳酸钠：3份；
造孔剂为碳酸钙；
湿润剂为甲酚、聚乙烯醇的混合物，按体积比计甲酚：聚乙烯醇=1:2。
上述结合剂按一下步骤制备：
（1）将结合剂各组分混合，混合后加入球磨机中进行混磨，球磨机中料球比例为3:1，球磨机转数120转，球磨20名，出料过200目筛网；
（2）将过筛网后的混合料放入高温炉中，在1200℃下进行预熔，随后进行水淬处理，并将水淬后物料放入鼓风干燥箱中在70℃下保温12h待用；
（3）将步骤（2）制得的物料加入球磨机中进行球磨处理，球磨介质为刚玉球，球料的体积比为1:3，然后出料过200目筛网，得到结合剂。
上述粘结剂按质量份数计包括以下组分：
有机硅改性环氧树脂：20份，聚醚多元醇：10份，有机溶剂：5份，颜填料：1份，锂基膨润土：2份，消泡剂：3份，阻燃剂：1份，流平剂：2份，防结皮剂：1份，触变剂：0.3份，固化剂：4份，偶联剂：4份，惰性填料：0.03份；
惰性填料为按重量百分比包含以下成分：y：13%，sc：16%，gd：9%，sm：18%，pr：9-11%，余量为la，以上各组分之和为100%；
有机溶剂为丙酮；颜填料为二氧化钛和氯化锌的混合物，其中二氧化钛和氯化锌的质量比为1：2；消泡剂为磷酸三丁酯；流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷；防结皮剂为甲乙酮肟；触变剂为气相二氧化硅；固化剂为乙二胺，偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
上述有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
上述制冷压缩机零部件加工磨砂轮的加工工艺，
（1）砂轮配料
将磨料、结合剂、锡酸锌、湿润剂和造孔剂进行配料，在球磨机中球磨20小时；
（2）混料
取上述步骤（1）中的混合物和碳纤维/环氧树脂复合材料用毛刷刷匀，再用低粘度乙醇，滴入混合物中，再与碳纤维/环氧树脂复合材料混合，在研钵中研碾至无明显色差，再用转子进行机械搅拌，再加入粘结剂混合均匀，再过筛；
（3）成型
将上述步骤（2）中混合好的成型料和砂轮基体在压力机上用30mpa压力压制成相应尺寸的砂轮胚体；
（4）干燥
将上述步骤（3）中成型的砂轮胚体在室温下干燥5小时，然后转移到烘箱中75℃下干燥20小时；
（5）烧结
将上述步骤（4）中的砂轮胚体在氮气气氛中以3℃/min的速率升温到820℃后保温1.2小时，然后降温至室温；
（6）成品
将砂轮胚体经过多片粘结组装、基体粗车、基体精车、确定基体基准面、基体孔径精车、砂轮磨料层端面和外圆修整开刃、做动平衡工序，最终检验入库，得到制冷压缩机零部件加工磨砂轮。
实施例2
本实施例提供一种制冷压缩机零部件加工磨砂轮，包括砂轮基体和位于砂轮基体上的磨料层，磨料层按质量份数计包括以下组分：
磨料：50份，结合剂：30份，造孔剂：8份，粘结剂：8份，湿润剂：3份，碳纤维/环氧树脂复合材料：4份，锡酸锌：3份，其中：
磨料为镀镍金刚石、pa铬刚玉、微晶刚玉的混合物，按质量比计镀镍金刚石：pa铬刚玉：微晶刚玉=3:1:1.5；
结合剂按质量份数计包括二氧化硅：50份，碳化硼：7份，氧化硼：5份，氧化铝：6份，氧化镁：7份，无水碳酸钾：5份，氧化钙：3份，碳酸钠：5份；
造孔剂为碳酸钙、空心氧化铝球、石墨颗粒中的一种或几种；
湿润剂为甲酚、聚乙烯醇的混合物，按体积比计甲酚：聚乙烯醇=1:2。
上述结合剂按一下步骤制备：
（1）将结合剂各组分混合，混合后加入球磨机中进行混磨，球磨机中料球比例为3:1，球磨机转数130转，球磨25名，出料过200目筛网；
（2）将过筛网后的混合料放入高温炉中，在1300℃下进行预熔，随后进行水淬处理，并将水淬后物料放入鼓风干燥箱中在80℃下保温14h待用；
（3）将步骤（2）制得的物料加入球磨机中进行球磨处理，球磨介质为刚玉球，球料的体积比为1:3，然后出料过200目筛网，得到结合剂。
上述粘结剂按质量份数计包括以下组分：
有机硅改性环氧树脂：25份，聚醚多元醇：20份，有机溶剂：10份，颜填料：3份，锂基膨润土：4份，消泡剂：5份，阻燃剂：2份，流平剂：4份，防结皮剂：2份，触变剂：0.4份，固化剂：8份，偶联剂：8份，惰性填料：0.05份；
惰性填料为按重量百分比包含以下成分：y：13-15%，sc：16-18%，gd：9-11%，sm：18-20%，pr：9-11%，余量为la，以上各组分之和为100%；
有机溶剂为丁酮；颜填料为二氧化钛和氯化锌的混合物，其中二氧化钛和氯化锌的质量比为1：2；消泡剂为磷酸三丁酯；流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷；防结皮剂为甲乙酮肟；触变剂为有机膨润土；固化剂为二乙烯三胺，偶联剂为γ-巯基丙基三乙氧基硅烷。
上述有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
上述制冷压缩机零部件加工磨砂轮的加工工艺，
（1）砂轮配料
将磨料、结合剂、锡酸锌、湿润剂和造孔剂进行配料，在球磨机中球磨23小时；
（2）混料
取上述步骤（1）中的混合物和碳纤维/环氧树脂复合材料用毛刷刷匀，再用低粘度乙醇，滴入混合物中，再与碳纤维/环氧树脂复合材料混合，在研钵中研碾至无明显色差，再用转子进行机械搅拌，再加入粘结剂混合均匀，再过筛；
（3）成型
将上述步骤（2）中混合好的成型料和砂轮基体在压力机上用32mpa压力压制成相应尺寸的砂轮胚体；
（4）干燥
将上述步骤（3）中成型的砂轮胚体在室温下干燥8小时，然后转移到烘箱中75℃下干燥25小时；
（5）烧结
将上述步骤（4）中的砂轮胚体在氮气气氛中以3℃/min的速率升温到820℃后保温1.5小时，然后降温至室温；
（6）成品
将砂轮胚体经过多片粘结组装、基体粗车、基体精车、确定基体基准面、基体孔径精车、砂轮磨料层端面和外圆修整开刃、做动平衡工序，最终检验入库，得到制冷压缩机零部件加工磨砂轮。
实施例3
本实施例提供一种制冷压缩机零部件加工磨砂轮，包括砂轮基体和位于砂轮基体上的磨料层，磨料层按质量份数计包括以下组分：
磨料：45份，结合剂：25份，造孔剂：6份，粘结剂：7份，湿润剂：2份，碳纤维/环氧树脂复合材料：3份，锡酸锌：2份，其中：
磨料为镀镍金刚石、pa铬刚玉、微晶刚玉的混合物，按质量比计镀镍金刚石：pa铬刚玉：微晶刚玉=3:1:1.5；
结合剂按质量份数计包括二氧化硅：45份，碳化硼：6份，氧化硼：4份，氧化铝：5份，氧化镁：5份，无水碳酸钾：4份，氧化钙：2份，碳酸钠：4份；
造孔剂为石墨颗粒；
湿润剂为甲酚、聚乙烯醇的混合物，按体积比计甲酚：聚乙烯醇=1:2。
上述结合剂按一下步骤制备：
（1）将结合剂各组分混合，混合后加入球磨机中进行混磨，球磨机中料球比例为3:1，球磨机转数125转，球磨23名，出料过200目筛网；
（2）将过筛网后的混合料放入高温炉中，在1250℃下进行预熔，随后进行水淬处理，并将水淬后物料放入鼓风干燥箱中在75℃下保温13h待用；
（3）将步骤（2）制得的物料加入球磨机中进行球磨处理，球磨介质为刚玉球，球料的体积比为1:3，然后出料过200目筛网，得到结合剂。
上述粘结剂按质量份数计包括以下组分：
有机硅改性环氧树脂：23份，聚醚多元醇：15份，有机溶剂：8份，颜填料：2份，锂基膨润土：3份，消泡剂：4份，阻燃剂：2份，流平剂：3份，防结皮剂：1份，触变剂：0.35份，固化剂：6份，偶联剂：6份，惰性填料：0.04份；
惰性填料为按重量百分比包含以下成分：y：14%，sc：17%，gd：10%，sm：19%，pr：10%，余量为la，以上各组分之和为100%；
有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮；颜填料为二氧化钛和氯化锌的混合物，其中二氧化钛和氯化锌的质量比为1：2；消泡剂为磷酸三丁酯；流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷；防结皮剂为甲乙酮肟；触变剂为有机膨润土；固化剂为二氨基二苯基甲砜，偶联剂为γ-缩水甘油醚基三甲氧基硅烷。
上述有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
上述制冷压缩机零部件加工磨砂轮的加工工艺，
（1）砂轮配料
将磨料、结合剂、锡酸锌、湿润剂和造孔剂进行配料，在球磨机中球磨21小时；
（2）混料
取上述步骤（1）中的混合物和碳纤维/环氧树脂复合材料用毛刷刷匀，再用低粘度乙醇，滴入混合物中，再与碳纤维/环氧树脂复合材料混合，在研钵中研碾至无明显色差，再用转子进行机械搅拌，再加入粘结剂混合均匀，再过筛；
（3）成型
将上述步骤（2）中混合好的成型料和砂轮基体在压力机上用31mpa压力压制成相应尺寸的砂轮胚体；
（4）干燥
将上述步骤（3）中成型的砂轮胚体在室温下干燥6小时，然后转移到烘箱中75℃下干燥22小时；
（5）烧结
将上述步骤（4）中的砂轮胚体在氮气气氛中以3℃/min的速率升温到820℃后保温1.3小时，然后降温至室温；
（6）成品
将砂轮胚体经过多片粘结组装、基体粗车、基体精车、确定基体基准面、基体孔径精车、砂轮磨料层端面和外圆修整开刃、做动平衡工序，最终检验入库，得到制冷压缩机零部件加工磨砂轮。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。