陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102001053A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102001053A(43)申请公布日2011.04.06(21)申请号201010521616.5(22)申请日2010.10.27(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市御道街29号(72)发明人丁文锋徐九华陈珍珍傅玉灿苏宏华潘清史有姣(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人李纪昌(51)Int.Cl.B24D3/04(2006.01)B24D3/14(2006.01)B24D18/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层及其制造方法(57)摘要一种陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层，属于超硬磨料工具制造领域。陶瓷空心球复合结合剂是由5%-15%的氧化铝陶瓷空心球颗粒做成孔材料与增强相，85-95%Cu-Sn-Ti活性胎体合金（10%Ti，60%Cu、30%Sn）做砂轮工作层胎体材料，两者混合均匀后，固相烧结、出炉冷却至室温后获得；复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层是将15%-25%（质量百分比）的立方氮化硼磨粒、5%（质量百分比）的石墨颗粒与70%-80%（质量百分比）的复合结合剂层机械混合均匀，压制成坯，将坯料放入真空炉内高温液相烧结后制得。制备得到的复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层具有高气孔率与高强度特A性。CN10253CCNN110200105302001063A权利要求书1/1页1.一种陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层，其特征在于，所述的立方氮化硼砂轮工作层的原料组分以及质量百分比含量为：15%-25%的立方氮化硼磨粒、5%的石墨颗粒、70%-80%的陶瓷空心球复合结合剂；所述的陶瓷空心球复合结合剂的原料组分以及质量百分比含量为：5%-15%的氧化铝陶瓷空心球颗粒，85-95%Cu-Sn-Ti活性胎体合金。2.根据权利要求1所述的陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层，其特征在于所述的Cu-Sn-Ti活性胎体合金中各组分的含量为：10%Ti，60%Cu、30%Sn。3.根据权利要求1所述的陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层，其特征在于所述的CBN磨粒粒径为100-200微米、石墨颗粒的粒径分别为35-50微米；氧化铝（Al2O3）陶瓷空心球颗粒直径为100-120微米；Cu-Sn-Ti活性胎体合金粉末颗粒的粒径为20-30微米。4.制备权利要求1所述的陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层的方法，其特征在于包括以下的步骤：（1）将氧化铝（Al2O3）陶瓷空心球颗粒作为成孔材料与增强相添加到Cu-Sn-Ti活性胎体合金粉末中，两者机械混合均匀后，在加热温度600℃、保温时间30min下固相烧结，冷却至室温出炉，制作陶瓷空心球复合结合剂；（2）将CBN磨粒、石墨颗粒加入到制备得到的陶瓷空心球复合结合剂中，混合均匀，制成工作层毛坯；（3）在加热温度880-940℃、保温时间10-30min工艺下将工作层毛坯放入真空加热炉内进行高温液相烧结，促使CBN磨粒、石墨颗粒、Al2O3陶瓷颗粒与Cu-Sn-Ti胎体合金之间分别发生化学反应形成牢固结合，制作具有高气孔率与高强度特性的CBN砂轮工作层。5.制备权利要求4所述的陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层的制备方法，其特征在于所述的Cu-Sn-Ti活性胎体合金中各组分的含量为：10%Ti，60%Cu、30%Sn。6.根据权利要求4所述的陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层的制备方法，其特征在于所述的CBN磨粒粒径为100-200微米、石墨颗粒的粒径分别为35-50微米；氧化铝（Al2O3）陶瓷空心球颗粒直径为100-120微米；Cu-Sn-Ti活性胎体合金粉末颗粒的粒径为20-30微米。2CCNN110200105302001063A说明书1/4页陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼砂轮工作层及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种陶瓷空心球复合结合剂立方氮化硼（cubicboronnitride，简称CBN）砂轮工作层及其制造方法，属于超硬磨料工具制造领域。背景技术[0002]钛合金、镍基高温合金等高强韧性难加工材料的高效磨削工具是高性能立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂轮。立方氮化硼砂轮主要由CBN磨粒、结合剂（胎体材料）、气孔、以及砂轮基体（轮毂）四部分组成。其中，前三部分合称为工作层，是砂轮起磨削作用的部分，而砂轮基体主要起支承工作层作用。对砂轮工作层而言，磨粒是磨削行为的主体，结合剂主要起将磨粒粘结成具有一定几何形状工具的作用，而气孔主要通过容屑、排屑、散热等作用直接影响磨削效率和质量，同时多孔结构还可在一定程度上降低砂轮的修整