[發(fā)明專利]多孔陶瓷結(jié)合劑立方氮化硼磨具

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110341743.1
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102380830A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志宏;單冬冬;朱玉梅
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B24D3/14
• 分類號: B24D3/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于磨削加工工具的，尤其涉及采用活性炭成孔材料的陶瓷結(jié)合劑CBN(立方氮化硼)磨具。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加工領(lǐng)域不斷的擴展，高效高精度磨削工具的制備已成為研究開發(fā)的熱點，對磨具的性能要求也逐漸的提高，為了滿足加工要求，陶瓷結(jié)合劑CBN磨削工具應(yīng)運而生。此類磨具由于具有高硬度、高強度、良好的耐磨性、導(dǎo)熱性、加工形狀保持性、易修整以及高的加工精度等優(yōu)異的性能，在磨削領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

氣孔率是影響磨具磨削性能的重要因素之一。磨具氣孔率的大小，分布的均勻性，對工件加工的質(zhì)量和切削效率影響極大，氣孔的存在可以控制磨具與工件的接觸面積，有利于磨削液在工件與磨具接觸面之間的流動，使得接觸面的磨削溫度盡可能的低。但是磨具的氣孔率也是有一定的限制。磨具氣孔率大，磨削時，氣孔不易被堵塞，增大了容納鐵屑的空間，切削自銳性變強，提高磨具切削壓力，不易粘鐵和劃傷工件。但如果氣孔率過大，氣孔很難被堵塞，磨具消耗過快，磨削余量已到極限，但磨具又不能自動產(chǎn)生細(xì)微切削和擠壓，光整作用差，表面粗糙度達不到要求。反之，如果磨具氣孔率太小，磨削時氣孔易被堵塞。磨粒切削表面變鈍時間提前，磨削余量未完成便開始產(chǎn)生細(xì)微切削和擠壓研光，加工件精度達不到要求。為了提高磨具的磨削效率和磨削性能，要適當(dāng)?shù)目刂颇ゾ叩臍饪茁省Ｒ虼耍瑸榱双@得合適的氣孔率以及均勻的氣孔分布，選擇合適的成孔材料也成為了關(guān)鍵所在。

常用的可以作為成孔材料的物質(zhì)有：樟腦、木粉、核桃殼粉、塑料粒等。由于成孔機制的不同，各種成孔劑的成孔效果也不同。有機物如萘粒等主要是靠燃燒過程中物質(zhì)升華、揮發(fā)或分解來達到成孔的目的，雖然成孔效果較好，滿足磨削要求，但是有機物質(zhì)的揮發(fā)或分解產(chǎn)生的物質(zhì)具有毒性，威脅環(huán)境和人體健康；木粉、核桃殼粉等主要是在燒結(jié)過程中碳化縮小，留下氣孔。但是制備多孔磨具時，成孔劑加入量會很大，會使試樣出現(xiàn)彈性變形，即加壓是測量的尺寸與脫模后尺寸不一致，對產(chǎn)品的硬度、強度等性能產(chǎn)生不利影響。因此，基于上述原因，新材料成孔劑的研究迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種應(yīng)用新的成孔材料活性炭以取代傳統(tǒng)成孔材料，既能使磨具獲得所需氣孔率，又能減少成孔材料引入后材料彈性變形對磨具機械性能的不利影響，且具有新型環(huán)保，無毒無害等特點的多孔陶瓷結(jié)合劑CBN磨具。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

多孔陶瓷結(jié)合劑立方氮化硼磨具，其原料組成及其原料質(zhì)量份數(shù)比為：磨料100份，陶瓷結(jié)合劑15～30份，臨時粘結(jié)劑5～10份，成孔劑7～9份；

所述磨料為立方氮化硼；

所述陶瓷結(jié)合劑的組成及其原料重量百分比為：為40％～55％SiO₂，9％～11％Al₂O₃，17％～21％B₂O₃，3％～8％Na₂O，3％～8％K₂O，5％～7％BaO，0％～8％TiO₂，0％～3％P₂O₅；

所述臨時粘結(jié)劑為糊精；

所述成孔劑為活性炭成孔材料。

所述立方氮化硼的粒度為80～320目。

所述臨時粘結(jié)劑也可選用性質(zhì)相近的物質(zhì)，如水玻璃、液態(tài)石蠟等作為臨時粘結(jié)劑。

所述多孔陶瓷結(jié)合劑立方氮化硼磨具的燒結(jié)溫度低于900℃。

所述多孔陶瓷結(jié)合劑立方氮化硼磨具的氣孔率為40％～50％，抗折強度為35MPa以上，洛氏硬度為25～50。

本發(fā)明的有益效果為：制備了一種以活性炭為成孔劑的多孔陶瓷結(jié)合劑CBN磨削工具，其多孔陶瓷結(jié)合劑的成孔材料活性炭在成孔過程中具有新型環(huán)保、無毒無害、氣孔可調(diào)性大，對磨具坯料性能損害小的優(yōu)點，可以取代有機物及木粉等成孔材料。本發(fā)明的多孔陶瓷結(jié)合劑CBN磨具可適用于高效高精度的磨削。

具體實施方式

本發(fā)明所涉及原料，均為市售的常規(guī)化工原料。

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步描述，本發(fā)明的制備方法為：