[發明專利]高強度鑄鐵基CBN砂輪及其制備方法

有效

• 申請號: 201210226293.6
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102744689A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 戴秋蓮;駱燦彬
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: B24D3/00
• 分類號: B24D3/00;B22C9/04
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 車世偉

技術領域

本發明涉及一種CBN砂輪，尤其涉及一種高強度鑄鐵基CBN砂輪。

背景技術

CBN砂輪是以CBN(立方氮化硼)磨料為原料，分別用金屬粉、樹脂粉、陶瓷和電鍍金屬作結合劑，制成各種形狀的制品，用于磨削、拋光、研磨的工具，也叫CBN磨具。公知CBN砂輪的結構一般由工作層、基體、過渡層三部分組成，該基體為由鋁、鋼或電木加工而成的圓環形體，起支承工作層和裝卡磨具的作用，該工作層為由磨料、結合劑和填料組成的圓環形體，是磨具的工作部分，該工作層套設于該基體外，該過渡層又稱非CBN層，由結合劑、金屬粉和填料組成，是將工作層牢固地連接在基體上的部分。提高加工質量和磨削加工效率一直是磨削領域十分關注并為之不懈奮斗的重要目標，則制備高質量的高速、超高速砂輪是實現這一目標的核心關鍵技術之一。

目前在實際生產中用于高速精密磨削的CBN砂輪主要采用多層可修整的金屬結合劑CBN砂輪或陶瓷結合劑CBN砂輪，其中陶瓷結合劑CBN砂輪具有砂輪修整容易的優點，但存在著脆性大、韌性差的缺陷；金屬結合劑CBN砂輪具有導熱性能好、耐高溫、強度高以及對磨料的把持力較強，可承受高砂輪線速度，使用壽命長等優點，然而金屬結合劑普遍采用的是含錫量較高的青銅結合劑，使砂輪的制作成本較高，同時由于基體的塑性較高和氣孔率低，在工作時易堵塞，修整、修銳較困難，從而制約著金屬結合劑超硬磨料砂輪在實際生產中的推廣應用。

有鑒于此，本發明人對用于高速精密磨削的CBN砂輪的缺陷進行了深入研究，本案由此產生。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度鑄鐵基CBN砂輪，其具有強度高，韌性好的特點，且能結合ELID技術解決其修整修銳困難，易于推廣應用。

本發明的另一目的是提供一種制備上述高強度鑄鐵基CBN砂輪的方法。

本發明所采用的技術方案是這樣的：一種高強度鑄鐵基CBN砂輪，包括基體和工作層，其特征在于：上述基體為奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵基體，上述工作層為由奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵與CBN磨料復合材料制成的，上述工作層通過真空消失模鑄造工藝與上述基體鑄造成一體。

上述CBN磨料復合材料包括常規比例的CBN磨料和骨架材料。

高強度鑄鐵基CBN砂輪的制備方法，通過如下步驟實現：

(1)將CBN磨料、預發泡的聚苯乙烯珠粒和骨架材料按常規比例混合均勻后放入成型模具中壓制成型，成型出一CBN/聚苯乙烯泡沫復合模樣圓環；

(2)采用聚苯乙烯泡沫板材切割制成澆注系統和圓環狀的基體坯；

(3)先將步驟(1)所得的CBN/聚苯乙烯泡沫復合模樣圓環套設在步驟(2)所得的基體坯外并用粘結劑把它們粘結成一體，再將步驟(2)所得的澆注系統粘結在基體坯合適的位置上，得到包括澆注系統在一起的砂輪整體泡沫模樣；

(4)在步驟(3)制成的整體泡沫模樣的表面上涂刷耐火涂料漿層并干燥，得到涂層模樣；

(5)將上述涂層模樣埋入砂箱的干砂中，震實，并在真空條件下將熔煉好的奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵鐵水溶液由澆注系統澆入，通過奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵鐵水溶液的高溫使上述整體泡沫模樣中的聚苯乙烯泡沫部分熔化、氣化，奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵鐵水溶液流入上述涂層模樣對應于CBN/聚苯乙烯泡沫復合模樣圓環和基體坯的部分，澆注完畢后繼續抽真空，冷卻后開箱落砂，把澆注系統的剩余部分切割掉，得到鑄件；

(6)對上述鑄件進行切削整形，得到所述高強度鑄鐵基CBN砂輪。

采用上述技術方案后，本發明的高強度鑄鐵基CBN砂輪，由于CBN砂輪的基體為奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵基體，工作層為由奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵與CBN磨料復合材料制成的，且工作層通過真空消失模鑄造工藝與基體鑄造成一體。奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵的強度和韌性介于青銅基結合劑和陶瓷結合劑之間，并具有比較好的減震性和自潤滑性，從而使本發明的CBN砂輪具有強度高，韌性好的特點，且由于鑄鐵基砂輪可采用ELID技術(金屬結合劑超硬磨料砂輪在線修整、修銳的復合磨削技術)解決其修整修銳困難的問題，砂輪的修整、修銳較為容易，砂輪工作時不易堵塞，因而易于推廣應用。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中砂輪制作工藝過程示意圖。

具體實施方式