碳纤维增强高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮制备方法.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CN106994652A(43)申请公布日2017.08.01(21)申请号201610054962.4(22)申请日2016.01.25(71)申请人江苏华东砂轮有限公司地址224043江苏省盐城市盐都区大冈镇新军南路246号(72)发明人刘小磐陈瑞和(51)Int.Cl.B24D3/14(2006.01)B24D18/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称碳纤维增强高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮制备方法(57)摘要一种碳纤维增强高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮制备方法，步骤为：将CBN磨料、硼玻璃粉、GG17玻璃粉、T400短切碳纤维和石英粉按重量比称量，球磨混合均匀后，再将混合粉料按比例与熔化的石蜡搅拌混合，制备出CBN砂轮成型料浆。将料浆在80℃下注入成型模具中，冷却后脱模获得CBN砂轮坯体。砂轮坯体采用白刚玉埋砂后在氮气气氛下以一定的热处理制度排蜡、烧结，再将将烧结后的砂轮坯体进行外圆、内圆和平面加工，制备出气孔率高于40％，碳纤维均匀分布于砂轮基体中的碳纤维增强高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮。CN106994652ACN106994652A权利要求书1/1页1.碳纤维增强高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮制备方法，其特征是，该方法为：(1)制备陶瓷浆料：a.干粉料的重量百分比组成：将上述各组分在球磨条件下混合均匀，球石为塑料，球磨坛直径500mm，转速为50-80转/分，球磨时间1-2小时，获得干粉料；b.制备陶瓷CBN砂轮成型料浆：按重量百分比取68％-72％的干粉料与28％-32％的工业级石蜡。将石蜡在水浴锅中加热到80℃，再倒入称好的干粉料，采用立式搅拌机，在80℃下，2000-3000转/分速度搅拌0.5-1小时均匀混合，即得；(2)制备碳纤维增强CBN砂轮：将根据砂轮规格制备好的铁质注模，表面清洁干净，在真空电烘箱中，在空气气氛下加热至80℃，然后将步骤1制备的80℃下混合均匀的成型料浆倒入铁质注模，关上真空电烘箱门，在80℃恒温下抽真空至10Pa，保压10-15分钟，关闭真空泵，将铁质注模从烘箱中取出冷却到室温，再从模具中取出CBN砂轮成型坯体。将CBN砂轮成型坯体放入井式炉中，用粒度为240#的白刚玉完全掩埋，在N2保护下烧结，室温～200℃的升温速率为1℃/分钟，在200℃保温4-6小时；再以1℃/分钟升温速率升温至400℃，保温4-6小时；再以5℃/分钟升温速率升温至700℃，在700℃保温1-2小时；然后随炉冷却，得烧结后的砂轮坯体；将烧结后的砂轮坯体在工具磨床上进行外圆、内圆和平面加工，获得碳纤维增强高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮。2CN106994652A说明书1/3页碳纤维增强高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮制备方法技术领域[0001]本发明涉及陶瓷结合剂砂轮制备方法，进一步是指用于碳纤维增强的高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮的制备技术，用该方法制备出的高孔隙率CBN砂轮强度更高，采用该砂轮在普通磨床上对黑色金属工件进行精磨抛光，可以获得高光洁度的加工面。背景技术[0002]陶瓷结合剂立方氮化硼(CBN)砂轮具有磨削效率高，磨削力小，尺寸保持性好，磨削精度高，易于修整等优点，广泛应用于黑色金属的成型磨削和精密磨削。随着我国精密机械制造业的高速发展，对金属零部件表面质量和磨削效率的要求越来越高，通过高孔隙率来提高砂轮的锋利度和自锐性、减少磨削发热，实现高效低应力磨削。这就需要陶瓷结合剂CBN砂轮具有40％以上的气孔率，和优良的抗烧伤性能，目前，高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮的制备方法都是将陶瓷结合剂、CBN磨料、造孔剂干法混合均匀后，无压烧结。由于该类精密磨砂轮磨料粒度较小，表面积大，烧结后的砂轮高气孔率，烧结前砂轮素坯强度很低，烧结过程中，砂轮坯体中的成型剂、造孔剂有机物随着烧成温度逐渐升高会碳化，产生大量的气体，集聚一定的应力，造成砂轮开裂，成品率很低。另一方面，显微结构疏松，抗冲击强度低，在使用过程中易于开裂，影响了CBN砂轮的使用性能。发明内容[0003]本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提出一种碳纤维增强高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮制备方法，所制得的CBN砂轮孔隙率可高达40％以上，减少砂轮烧结中的开裂，烧结后砂轮的强度可提高20％以上，同时，在砂轮磨削过程中碳纤维可以起到自润滑、抗烧伤工件的效果，磨削出的工件表面粗糙度值更低。[0004]本发明的技术方案是，所述碳纤维增强高孔隙率陶瓷结合剂CBN砂轮制备方法包括：[0005](1)制备陶瓷浆料：[0006]a.干粉料的重量百分比组成：[0007][0008]将上述各组分在球磨条件下混合均匀，球石为塑料，球磨坛直径500mm，转速为50-