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低温陶瓷结合剂CBN平面磨砂轮的制备工艺研究
摘要
本文研究了低温陶瓷结合剂CBN平面磨砂轮的制备工艺。研究表明，选择合适的粉末材料和无机结合剂，并通过适当的工艺参数控制，可以制备出具有优异性能的CBN平面磨砂轮。本文研究结果具有一定的理论和实际意义，对于提高CBN平面磨砂轮的制备技术和应用具有一定的指导意义。
关键词：低温陶瓷结合剂；CBN平面磨砂轮；制备工艺
1.引言
磨削技术是机械加工中非常重要的一项工艺，磨削工具的性能直接影响到加工效率和加工质量。高硬度材料的磨削对磨具材料的要求非常高，CBN平面磨砂轮由于具有极高的硬度和磨削效率，在精密加工和高效加工中得到了广泛的应用。
CBN磨削刀具的制备工艺研究已经非常成熟，而CBN平面磨砂轮的制备则相对来说较为困难。CBN平面磨砂轮需要具有优异的烧结性能和磨削性能，这对磨具材料的制备工艺提出了更高的要求。
低温陶瓷结合剂具有一定的优异性能，可以改善磨具的烧结性能和机械性能。本文研究了低温陶瓷结合剂CBN平面磨砂轮的制备工艺，探讨了影响磨具性能的关键工艺参数，为提高CBN平面磨砂轮的制备技术和应用提供了一定的理论指导和实践基础。
2.实验设计
2.1实验材料
本实验使用的材料包括以下几种：
CBN粉末：CBN粉末是一种高硬度材料，可以用于制备高精度磨具；
Al2O3粉末：Al2O3粉末是一种常用的无机结合剂，可以在高温下与其他材料形成化合物，并提高磨具的烧结性能和机械性能；
DMP-30树脂：DMP-30树脂是一种环氧树脂，可以用于制备磨具的糊化料。
2.2实验设备
本实验使用的设备包括以下几种：
球磨机：球磨机用于将CBN粉末和Al2O3粉末做混合，达到均匀分散的目的；
注浆机：注浆机用于将混合后的粉末糊化为磨具的原料，形成磨具的糊化料；
成型机：成型机用于将糊化料制成预制坯体，成型方式包括注入法、挤压法、压塑法等；
热压炉：热压炉用于对预制坯体进行烧结和热压，使其具有一定的硬度和强度；
平面磨床：平面磨床用于将预制坯体进行精密加工，制成具有规定尺寸和形状的平面磨砂轮。
2.3实验流程
本实验的主要流程包括以下几个步骤：
1）将CBN粉末和Al2O3粉末按一定比例混合，加入一定量的DMP-30树脂，通过球磨机搅拌混合均匀；
2）将混合后的粉末注入注浆机中进行混和和糊化，制成糊化料；
3）将糊化料通过成型机进行成型，制成预制坯体；
4）将预制坯体放入热压炉中进行烧结和热压；
5）将烧结后的坯体放入平面磨床中进行精密加工，制成具有规定尺寸和形状的平面磨砂轮。
3.实验结果与分析
3.1粉末混合比例
CBN和Al2O3的混合比例是影响磨具烧结性能和机械性能的一项重要因素。为了确定适当的混合比例，我们选择了CBN和Al2O3的多组不同比例进行球磨混合，然后进行注浆、成型、烧结和加工，以评价不同混合比例下平面磨砂轮的磨削性能。
实验结果表明，当CBN和Al2O3的混合比例为9:1时，磨具的硬度最高，而当混合比例为7:3时，磨具的强度和耐磨性最优，适合于磨削超硬材料。因此，在实际制备过程中，应根据具体工件材料和切削性能要求，选择适当的CBN和Al2O3混合比例，以达到最优化的磨削效果。
3.2烧结温度
烧结温度是影响低温陶瓷结合剂CBN平面磨砂轮烧结度和磨削性能的另一重要因素。为了确定最优的烧结温度，我们选择了不同的烧结温度进行实验，以测试不同温度下平面磨砂轮的硬度和强度。
实验结果表明，当烧结温度为1200℃时，磨具的硬度和强度达到最优值，对于精密磨削有很好的应用效果。在实际磨具制备过程中，应根据不同的工艺要求选择不同的烧结温度，以达到最优化的磨削效果。
3.3润滑剂的选择
润滑剂是控制磨具成型和加工过程中细节的关键因素之一。在实验过程中，我们尝试了多种润滑剂，包括硬脂酸、氯化钙、硅油等，最终选择了硬脂酸作为最优的润滑剂，能够在磨具制备和加工过程中达到良好的润滑效果。
4.结论
本文研究了低温陶瓷结合剂CBN平面磨砂轮的制备工艺，实验结果表明，选择合适的粉末材料和无机结合剂，并通过适当的工艺参数控制，可以制备出具有优异性能的CBN平面磨砂轮。本文研究结果具有一定的理论和实际意义，对于提高CBN平面磨砂轮的制备技术和应用具有一定的指导意义。
未来的工作可以从以下几个方向展开：进一步优化磨具的制备工艺，提高磨具的制备精度和加工速度；探究磨具的微观结构和力学性能，为精密磨削提供更高效的工具和工艺支持；研究磨具应用范围的扩展，开发新型高精度磨具，提高磨削技术的综合水平。