[發明專利]打磨陶瓷球體的方法和裝置

無效

• 申請號: 200680003166.2
• 申請日: 2006-01-06
• 公開（公告）號: CN101107096A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 邁克爾·珀奇;瓦爾特·卡;邁克爾·豪貝特;卡爾－奧托·施托克;馬爾科·韋伯
• 申請（專利權）人: 亞特蘭帝克有限責任公司
• 主分類號: B24B11/06
• 分類號: B24B11/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;劉繼富

技術領域

本發明涉及一種打磨陶瓷球體的方法和裝置。

背景技術

所謂陶瓷球體，在本專利申請中應理解為是由諸如氧化物陶瓷、碳化物、氮化硅、寶石和半寶石(Halbedelstein)的陶瓷材料構成的球體，但是也可以是由玻璃構成。

打磨陶瓷球體以獲得較低表面粗糙度和較高品質等級的過程，迄今通常采用如用于加工金屬球體的設備進行。并且，從本質上說陶瓷球體不是被打磨，而是被磨光。在對金屬球體進行加工時首先是粗磨，接著是用結合有研磨顆粒的砂輪進行細磨，并且然后可能用呈漿糊狀的研磨顆粒來實施磨光，而陶瓷球體則并不用砂輪進行加工，而是經由整體的磨蝕工序來磨光。存在于研磨膏中的研磨顆粒在此通常是金剛石。

這一過程在工藝上是極難進行的，因為磨蝕效率停留在每天最大100μm的數量級。所要實現的球體直徑為0.2-0.4mm的磨蝕量對應不均勻界面層的厚度，并且部分地要在幾天的加工時間內才能實現。另外，在磨光之后陶瓷球體會由于粘附的研磨膏而受到很大玷污。該研磨膏在傳統的清洗球體的方法中部分地很難除去。當用松動的金剛石顆粒磨光時，兩個金屬盤的磨損是極高的。最后，非常高的金剛石消耗量也會造成整個方法的成本顯著增加。因此，結果使得陶瓷球體的應用只能特別地局限于那些成本并不重要的球軸承領域內。

在美國專利文獻US?6,171,179?B1中記載了一種改善經濟性的方案。其中所推薦的研磨機中設計了一種具有電解結合的研磨顆粒的砂輪。固定的導向盤具有一定數量的導向環，并且各個單獨受到水壓，從而保證陶瓷球體對砂輪盡可能均勻的作用。實際上該裝置是不能實施的。可以推測，所述砂輪的耐用度過低。

日本專利申請JP?05042467?A中公開了一種用于拋光氮化硅球體的方法，其中使用了具有5-60體積百分比的平均顆粒直徑為0.01-3μm的Cr₂O₃研磨顆粒的拋光輪。從表面的磨蝕速度方面看，球體的加工是非常微小的。在一個試驗中，獲得60μm的磨蝕量要50個小時，也就是說約1μm每小時。第二個試驗中所得到的表面粗糙度為Ra＝0.005μm。其中也推薦用金剛石代替一部分Cr₂O₃的該方法適于獲得很高的表面質量，但是打磨陶瓷球體的磨蝕效率卻還是一如既往地不令人滿意。

發明內容

因此，本發明的任務在于提供一種打磨陶瓷球體的方法和裝置，使得可能更為經濟地制造具有所需品質和顆粒直徑分散度(Streuung)小的陶瓷球體。

該任務可通過一種具有權利要求1所述特征的方法和具有權利要求9所述特征的裝置來解決。

因為采用含有在人造樹脂結合劑中的研磨顆粒的砂輪來進行打磨，其中所述研磨顆粒包括大于50％的金剛石和小于5％的Cr₂O₃，所以在砂輪或研磨層(Schleifbelag)磨損很小的條件下即能實現很高的磨蝕效率。研磨顆粒不含Cr₂O₃，并且特別地研磨顆粒由純粹的金剛石構成時是有利的。而且，相對于最接近的現有技術可以達到接近十倍的磨蝕效率，而平均表面粗糙度比現有技術中高10個系數。研磨顆粒的金剛石含量大于50％，特別是大于90％并且尤其優選研磨顆粒由100％的金剛石構成。

有利的是人造樹脂結合劑是熱壓的酚醛樹脂結合劑或聚酰亞胺結合劑，且優選孔容積接近零。

砂輪具有優選D181(根據FEPA-標準，平均顆粒直徑＝181μm)至D2(平均顆粒直徑＝2μm)的粒度，其中對于粗磨可使用D181至D25的粒度，而對于細磨則優選粒度為D15至D2。

當砂輪作為研磨層而固定在支撐盤上，特別是粘合在支撐盤上時，其在使用中經過很微小的變形。當加入作為冷卻潤滑劑的珩磨油(Honl)時，磨損會進一步降低。

本發明的另一個實施方式設計將兩個砂輪用于Stone-to-Stone方法中，其中特別地，兩個砂輪基本上是結構相同的。

因為在采用含有結合金剛石研磨顆粒的砂輪來打磨陶瓷球體的本發明裝置中，設計使砂輪含有人造樹脂結合劑，特別是熱壓的酚醛樹脂結合劑，所以上述方法是可行的。而且，所述砂輪可以粘合在支撐盤上，以便促進過程壓力(verfahrensdruck)下的機械穩定性并且將制備砂輪的材料消耗減少到最低限度。

根據本發明，含有在人造樹脂結合劑中的金剛石研磨顆粒的砂輪還用于打磨陶瓷球體，特別在如同已知的用于打磨金屬球體的傳統的球磨機中。