一种金属基CBN砂轮及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109877719A(43)申请公布日2019.06.14(21)申请号201910261751.1(22)申请日2019.04.02(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人王聪范永刚(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人宁佳(51)Int.Cl.B24D3/06(2006.01)B24D18/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页(54)发明名称一种金属基CBN砂轮及其制造方法(57)摘要本发明的一种金属基CBN砂轮及其制造方法，砂轮包括钢芯和磨料圈，磨料圈按质量百分比由以下组分制备：CBN磨料30～65％，金属结合剂30～60％，辅助粘结剂5～15％；金属结合剂包括组分及质量百分比为：Cu粉50～60％，Sn粉30～45％，Ti粉5～10％。制法为：按配比，将磨料圈各原料混匀后，与辅助粘结剂混匀烘干至烘干后的混合料：烘干前的混合料＝90～95％，过筛，压制成型后，在相应温度时间下烧结，冷却出炉，与钢芯粘合，制得金属基CBN砂轮。该砂轮具有极好的热导率，容纳脱落的磨粒的空间有效增大，砂轮磨削效率高、磨削温度低、功率损耗低、加工精度好、使用寿命长，方法烧结时间短，制得砂轮磨削锋利，磨削精度高，且具有自锐性。CN109877719ACN109877719A权利要求书1/2页1.一种金属基CBN砂轮，其特征在于，包括钢芯和磨料圈，其中：所述的磨料圈按质量百分比由以下组分制备而成：CBN磨料：30～65％，金属结合剂：30～60％，辅助粘结剂：5～15％；所述的金属结合剂包括组分及质量百分比为：Cu粉50～60％，Sn粉：30～45％，Ti粉：5～10％。2.根据权利要求1所述的金属基CBN砂轮，其特征在于，所述的钢芯和磨料圈通过树脂胶粘结剂结合。3.根据权利要求1所述的金属基CBN砂轮，其特征在于，所述的磨料圈孔隙率为25～45％。4.根据权利要求1所述的金属基CBN砂轮，其特征在于，所述的CBN磨料，Cu粉，Sn粉和Ti粉的粒径范围均为40～75μm。5.根据权利要求1所述的金属基CBN砂轮，其特征在于，所述的辅助粘结剂为丙烯酸乳液。6.根据权利要求1所述的金属基CBN砂轮，其特征在于，所述的金属基CBN砂轮的宏观硬度为90～101HRB，冲击韧性为0.20～0.30J/cm2，干摩擦载荷为50N，时间为5min时，质量损失为4～16mg。7.权利要求1所述的金属基CBN砂轮的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，混料：(1)按一种金属基CBN砂轮的成分配比，将CBN磨料、Cu粉、Sn粉和Ti粉混合均匀，制得混合料A；(2)按一种金属基CBN砂轮的成分配比，将辅助粘结剂与混合料A混合均匀，制得混合料B；步骤2，烘干：将混合料B加热至40～60℃，烘干到按质量比，烘干后的混合料B：烘干前的混合料B＝90～95％；步骤3，过筛与成型：(1)将烘干后的混合料B过筛，过筛目数为20～100目；(2)将过筛后的混合料B进行压制成型，压力为50～150MPa，保压10～60min，制得磨料圈生坯；步骤4，烧结：(1)将磨料圈生坯以5～15℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度850～1050℃，烧结时间10～60min，所述的烧结操作在惰性气体气氛下进行；(2)烧结后冷却至≤40℃出炉，制得磨料圈坯体；步骤5，粘结：将磨料圈坯体与钢芯粘合，去除毛边，修整成型，制得金属基CBN砂轮。8.根据权利要求7所述的金属基CBN砂轮的制造方法，其特征在于，所述步骤2中，烘干保温时间为0.5～1.5h。9.根据权利要求7所述的金属基CBN砂轮的制造方法，其特征在于，所述步骤4(1)中，惰性气体为氩气，目的在于使烧结操作在无氧环境下进行。2CN109877719A权利要求书2/2页10.根据权利要求7所述的金属基CBN砂轮的制造方法，其特征在于，所述步骤4(1)中，烧结过程中发生反应式如下：3Ti+2BN＝TiB2+2TiN；2Ti+BN＝TiB+TiN。3CN109877719A说明书1/7页一种金属基CBN砂轮及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及超硬磨料领域，具体涉及一种金属基CBN砂轮及其制造方法。背景技术[0002]随着现代机械加工朝着高精度、高速度、硬加工、干加工(无冷却液)及降低成本等方向发展，对磨具性能提出了相当高的要求。传统的碳化硅和刚玉普通磨料模具已不能完全满足当前高速、高效、高精度的磨削要求，因此开发各种耐磨性能优良，能长时间进行稳定加工的超硬磨削材料是必然的发展趋势。目前常用的超硬磨削材料包括立方氮化硼(CBN)和金刚石两种磨料。立方氮化硼磨料的硬度虽低于金刚石