[發明專利]磨削鈦合金用陶瓷結合劑立方氮化硼砂輪

有效

• 申請號: 201310123808.4
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103223644A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 李志宏;武衛杰;朱玉梅
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B24D3/14
• 分類號: B24D3/14;C04B35/5831
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張宏祥

技術領域

本發明是關于磨削加工工具的，尤其涉及鈦合金磨削加工用的陶瓷結合劑立方氮化硼(CBN)砂輪。

背景技術

鈦合金具有密度小、強度高(常溫、高溫下均具有較高的強度)、比強度高、耐高溫、耐腐蝕性好、可與復合材料結構匹配、高韌性、無磁等優點，目前已在航空、航天、核能、艦船、兵器等諸多領域獲得越來越多的應用，成為重要的戰略金屬材料。其應用水平已成為衡量一個國家武器裝備的先進程度，反映一個國家的軍事水平和軍事實力的重要指標。但是對鈦合金而言，加工性差、加工效率低已成為阻礙其廣泛推廣應用的的主要原因。

在20世紀90年代初，很多鈦合金零件對尺寸精度和表面粗糙度的要求并不太高，多數只需要精車即可滿足要求。隨著科技發展和產品性能的提高，對鈦合金零件的尺寸精度和表面粗糙度的要求越來越高，例如某些飛機零件必須經過磨削加工工序才能滿足要求，但鈦合金的磨削加工性能很差，磨削時主要存在難題有:磨削力大、磨削溫度高；砂輪粘附嚴重；磨削過程中變形復雜，形成層疊狀擠裂切屑；化學活性高，磨削過程中表面容易形成硬脆表層；磨削質量不易控制等。

近幾十年來，針對鈦合金在磨削過程中出現的問題，國內外學者進行了大量的研究，取得了一定的進展，主要集中在鈦合金的磨削機制、磨削工藝以及磨具的制備等方面。就磨削工藝而言，主要有超高速磨削、高效深磨、強冷磨削等。就磨具的制備而言，由于CBN磨料具有良好的導熱性和熱穩定性，較小的磨削力和較低的磨削溫度，以及對鐵族元素的化學惰性，可獲得較好的加工表面完整性，特別適合鈦合金、高溫合金等難加工材料的磨削加工。此外，陶瓷結合劑立方氮化硼砂輪具有剛性好、磨削鋒利、氣孔率可調，結合劑與磨料的結合強度高，能有效解決現有技術鈦合金在磨削過程中出現的問題。

發明內容

本發明的目的，是克服現有技術用于磨削鈦合金的磨具存在的缺點和不足，提供一種具有熱導率高、自銳性好、磨削效率高、磨削精度高、使用壽命長、磨削成本低的磨削鈦合金用的陶瓷結合劑立方氮化硼砂輪，使其更好地適用于鈦合金磨削加工的需要，有效地解決鈦合金磨削過程中出現的問題。

本發明通過如下技術方案予以實現。

一種磨削鈦合金用陶瓷結合劑立方氮化硼砂輪，由基體、砂輪塊和粘結層組成，其特征在于，所述砂輪塊為立方氮化硼砂輪塊，即工作層，其原料組分及其質量百分比含量為40～80%立方氮化硼磨料，0～30%碳化硅，14～35%陶瓷結合劑，6%臨時粘結劑;

所述陶瓷結合劑的原料組分及其質量百分比含量為15～25%B₂O₃，8～15%Al₂O₃，46～60%SiO₂，2～8%Li₂O，2～10%Na₂O，2～10%ZnO，2～10%AlN;

所述臨時粘結劑為糊精液或者水玻璃。

所述立方氮化硼磨料與碳化硅磨料的粒度一致，均為80/100-325/400目。

所述陶瓷結合劑的耐火度低于700°C。

本發明的有益效果:提供了一種鈦合金磨削加工用的陶瓷結合劑立方氮化硼砂輪，有效解決鈦合金在磨削過程中出現的磨削力大、磨削溫度高、砂輪粘附嚴重等問題。該砂輪具有熱導率高、自銳性好、磨削效率高、磨削精度高、使用壽命長、磨削成本低、制備工藝簡單等特點，具有巨大的經濟和社會效益。

附圖說明

圖1為本發明立方氮化硼砂輪的結構示意圖;

圖2是圖1的俯視圖。

附圖標記說明如下:

l——CBN砂輪塊???????????2——粘結層

3——基體

具體實施方式

下面結合具體實施案例對本發明做進一步描述。

本發明采用常規的化工原料和常規的制備方法，首先制備陶瓷結合劑。