高磨削比陶瓷结合剂CBN砂轮的制法.pdf

3 Ab r a s i v e s Ne ws NO 4 2 0 o 3 高磨削 比陶瓷结合剂 C B N砂轮的制法 李 合庆编译 自 日本特开 平 8 1 4 1 9 1 6 本发 明提 供 一 种 陶 瓷 结 合 剂 C B N砂 轮 其 C B N磨 粒是 由金属 微粉末 经 氧化 发热 反应使 其表 面形成氧化硼 B 2 O 3 涂层而构成的高磨削 比陶瓷 结合剂 C B N砂轮 这种砂轮 其结 合剂对磨 粒的 把持力大 而且 在实 际磨削 中显示出高的磨削 比 大家知道 以往 有关 技 术 制 造 的 陶瓷 结 合 剂 C B N砂轮 如 图所 示 砂 轮 纵 断 面主 要 构 成部 分 概 略 图 磨粒 I 玺 I l 图中 T为陶 瓷结合 剂砂 轮 l 为 C B N磨粒 占 整 个砂 轮体积 的 2 0 5 0 2为 陶 瓷结合 剂 占砂 轮体积的 1 O 4 0 3为气孔 占砂轮体积的 1 O 7 0 这种 结构 的砂 轮 在 磨 削 时 会 降低 对 被 磨 材料 的磨 削阻 力 另 外 我 们还 知 道 上 述 砂 轮在 制造工艺上是采用把 C B N磨粒和 陶瓷结合剂与 成型用及气孔形成用粘结剂同时混合 成型为一 定尺寸的胚体 再将此坯体脱脂处理后 烧结而制 成 砂轮 近年来 对磨床的高性能要求更加突出 而且 要省力省时 即磨削加工 向高速化发展 可是 以 往方法 制造 的砂 轮 在 高速磨 削 时 陶瓷结合 剂对 磨粒的把持力会因磨削 面的温度急剧升高而降 低 磨粒易脱落 故磨削 比降低 在较短的时间内 达到砂轮的使用寿命 这 就是 目前陶瓷结合剂 C B N砂轮 所存在 的 问题 也 是 本 发 明要 解 决 的课 题 本发 明人基 于 上 述 观点 对 以往 砂 轮 存 在 的 问题 进行 了 大量研 究 谋求 解决 存在 问题 的手段 其结果是 把由氧化而发热的 Mg M n等金属粉末 混入热稳 定性 好 的金 属 氧化 物 粉 末 中 在 这种 混 合物中加入粘 结剂和溶 剂 制成粉浆状 用此粉 浆 通 过 流 动 造 粒 装 置 以所 定 厚 度 涂 覆 到 C B N 磨粒表面上 再把此涂覆 C B N磨粒 在空气气氛 中用燃烧 器加 热 使 涂层 中 的金属粉 末氧化 此 时 所产生的热使 C B N磨粒表面的发热部分氧化 在 整个 C B N磨粒表面上形成微细 B 2 O 3 涂层 用这 种具有微细 B 2 O 涂层的 C B N磨粒制成砂轮 经 研究结果表明这种砂轮在高速磨削时的高温磨削 面上 上述 B 2 O 3 涂层介 于 C B N磨粒与陶瓷结合 剂之间 可显著抑制陶瓷结合剂对磨粒把持力的 下降 因此 尽管在高速磨削下 也能显示出高的 磨 削 比 表 1 配比 重 量 M g 粉末 M g 氧化物粉末 类别 平 均 粒 径 平 均 粒 径 m m a l 8 4 3 5 2 1 2 6 5 b 1 5 3 3 7 1 4 5 6 3 粉浆 c 1 0 2 3 0 0 8 2 7 0 d 5 7 4 0 0 53 6 0 e 3 2 3 5 0 5 3 6 5 下 面依据 实施 例详 细说 明本发 明砂轮 的制造 方法 首先备好具有表 l 所列平均粒径 的 M g 粉 末和 Mg 氧化 物粉 末 并按 表 1 所 列 比例 配 料 再 加入作粘结剂用的丙烯基树脂 l 重量和作为溶 剂用 的异 丙 醇 7 0 重 量 混 合 调 制 成 粉 浆 a e 接着把上述粉浆 a e 用一般 的流动造 粒装置分 别涂覆在表 2所列粒度的 C B N磨粒表面上 制成 表 2 所列 比例的涂层的涂覆磨粒 将此涂层磨粒 在空气气氛中用燃烧器加热 使上述涂层中的 Mg 粉末发热氧化 在磨粒表面上形成微细均匀分布 的 B 2 0 3 涂层 在用盐酸水溶液除去 附着在磨粒 表面上的 Mg 氧化物的状态下 把以重量 计 由 维普资讯 2 0 0 3年第 4期 磨 料磨具 通讯 4 S i O 2 6 0 A 1 2 O 3 1 8 B 2 O 3 1 5 N a O 3 其 他 剩 余成份组成的陶瓷结合剂加入到 B 2 O 涂层 的磨 粒中 进 而再 加入作 成 型用 的 粘结 剂 1 重 量 混 合后 制成长 4 5 m m 宽 1 3 m m 厚 5 m m 而且曲率 1 0 0 R的扇形 砂 瓦 片 将 此 砂 瓦 片 置 于空 气 气 氛 中 温度 6 0 0 保持 1 小时的条件 下 进行脱脂处 理 接着 在氮气 气 氛 中 温 度 1 0 0 0 保持 5小 时 的条件下 烧结 分别制 出以体 积计 磨粒 5 0 陶瓷结 合剂 2 0 气孔 3 0 的 砂 瓦 片 1 1 2 另 外 为 了进行 比较 用 表 2所 列 粒 度 的 C B N磨 粒 除磨粒 没有 B 2 O 3 涂 层外 在 同一 条件 下 分 别 制 出 以往砂 瓦片 1 4 把制 得 的 各 种 砂 瓦 片 用 粘 结 剂 粘 在 外 径 1 9 0 m m 内径 5 0 8 m m 厚 1 3 m m的合 金工具 钢 圆 柱形基体上 就制成 了砂轮 用该砂轮对合金 工 具 钢 硬度 H R C 5 0 制成 的长 1 5 0 m m 宽 1 0 0 m m 厚 1 3 ra m 的长 方被 磨 件 进 行 磨 削试 验 磨 削 条 件 为砂 轮 线 速 度 1 5 0 0 m m i n 工作 台 进 给 速 度 5 m m i n 切深 5 t m 湿 式条 件下 进行 切入 式 平面 磨 削 测定 了被磨 件 表 面粗 糙 度 达 到 0 6 m 时 的 磨 除 量 由工件 磨 除量 和 砂 轮 消耗 量 计 算 出磨 削 比 其结 果示 于表 2中 从表 2 所 示结 果来 看 用 本 发 明砂 轮 1 1 2 由于磨粒涂层的作用 尽管在高速磨削下 陶瓷结 合剂对磨粒的把持力也能维持在较强的状态 与 以往砂轮 1 4相 比 其被磨件 的磨除量显著增 多 从此可知砂轮的使用寿命延长 而且显示 出高 磨 削 比 表 2 涂覆磨粒 类 被磨件 配比 重量 加工量 磨 削比 C B N磨粒 涂覆剂 别 c m 3 粒 度 粉浆代号 l 8 0 1 0 0 0 8 0 a 2 o l 8 8 1 43 7 本 2 8 0 1 0 00 6 5 a 3 5 2 2l l 6 5 9 3 8 0 1 0 0 0 7 5 b 2 5 1 9 8 1 5 21 4 1 4 0 1 7 0 0 6 8 b 3 2 2 0 2 1 5 8 2 发 5 1 40 1 7 0 0 7 5 C 25 l 7 5 1 3 3 7 6 1 40 1 7 0 0 6 o C 4 0 2 3 4 1 7 8 9 明 7 2 0 0 2 3 0 0 77 C 2 3 21 0 1 59 3 8 2 0 0 2 3 0 8 6 d 1 4 1 7 8 l 3 6 o 砂 9 2 0 0 2 3 0 0 7 0 d 3 0 2 1 5 l 6 5 0 l 0 3 2 5 4 00 0 8 0 d 2 o 1 8 2 1 41 0 轮 l l 3 2 5 4 0 0 0 8 7 e l 3 l 5 4 l 2 0 0 l 2 3 25 4 0 0 0 7 4 e 2 6 1 9 8 l 5l 5 以 l C B N磨 粒粒度 8 0 1 0 0 5 5 4 3 5 往 2 C B N磨粒粒度 1 40 1 7 0 4 8 3 7 2 砂 3 C B N磨 粒粒度 2 0 0 2 3 0 5 3 4 2 6 轮 4 C B N磨粒粒度 3 25 4 0 0 4 2 3 4 9 由上 所述 本 发 明砂 轮 特 别是 在 高 速磨 削 条 件下 能抑制陶瓷结合剂对磨粒把持力的降低 长 时间发 挥 出优异 的磨削性 能 磨料磨具通讯 征稿 征集广告启事 一 征稿 内容 1 国内外超硬材料及制品的制造工艺 检测 应用等新技术 普通磨料磨具的制造工艺 检测 应用 等新技 术 涂 附磨具 制造 工艺 检测 应用 等新技 术 2