[發(fā)明專利]一種含納米纖維素晶須的高分散性超硬超細(xì)粒度CBN砂輪及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510535876.0
• 申請(qǐng)日: 2015-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN105081990A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任麗萍;任威銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽威銘耐磨材料有限公司
• 主分類號(hào): B24D3/02
• 分類號(hào): B24D3/02;B24D3/28;B24D3/34;B24D18/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超細(xì)粒度CBN砂輪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含納米纖維素晶須的高分散性超硬超細(xì)粒度CBN砂輪及其制備方法。

背景技術(shù)

超細(xì)粒度CBN砂輪是指以超細(xì)粒度（≤5μm）的CBN磨料和結(jié)合劑制成的一類砂輪，這類砂輪較之傳統(tǒng)的砂輪材料具有更低的表面粗糙度和表面損傷性，拋光、磨削的精度更高，更能提高零部件表面質(zhì)量，也是砂輪行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

在生產(chǎn)工藝方面，由于磨料的超細(xì)粒度，磨料間容易發(fā)生團(tuán)聚，與結(jié)合劑的結(jié)合性變差，這樣制備得到的砂輪就極易對(duì)工件表面產(chǎn)生劃痕，影響工件質(zhì)量，因此，在生產(chǎn)過程中需要對(duì)超細(xì)磨料進(jìn)行預(yù)處理，提高其與粘結(jié)劑的相容性和分散性，同時(shí)研制適用于超細(xì)粒徑磨料的粘結(jié)劑，以獲得低表面粗糙度的成品。目前制備超細(xì)粒度砂輪的技術(shù)還存在加工效率低、生產(chǎn)成本偏高等缺點(diǎn)，需要進(jìn)一步改善和優(yōu)化原料配方和制備工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種含納米纖維素晶須的高分散性超硬超細(xì)粒度CBN砂輪及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種含納米纖維素晶須的高分散性超硬超細(xì)粒度CBN砂輪，該砂輪由以下重量份的原料制成：粒度≤5μm的CBN磨料30-40、粒度≤5μm的金剛石磨料14-16、納米二氧化鋯3-5、納米纖維素晶須1-2、粘結(jié)劑2-3、鋰基膨潤(rùn)土0.3-0.4、氫氟酸（濃度40%）適量、聚苯乙烯磺酸鈉0.5-0.8、聚乙烯亞胺0.4-0.5、殼聚糖1-1.5、去離子水60-65。

所述的一種含納米纖維素晶須的高分散性超硬超細(xì)粒度CBN砂輪，所述的粘結(jié)劑由以下重量份的原料制成：固含量為40-45%的水性氟碳乳液12-15、海藻酸鈉4-5、納米二氧化硅2-3、去離子水適量；其制備方法為：將海藻酸鈉溶于適量的去離子水中，攪拌至其完全溶解即可，隨后加入水性氟碳乳液、納米二氧化硅，超聲攪拌分散至物料完全混合分散均勻即得。

所述的一種含納米纖維素晶須的高分散性超硬超細(xì)粒度CBN砂輪及其制備方法，其特在于，所述的制備方法為：

（1）先將CBN磨料、金剛石磨料投入氫氟酸溶液中浸泡預(yù)處理30-40min，隨后過濾，水洗至中性，干燥備用；

（2）將聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯亞胺、納米纖維素晶須投入去離子水中，攪拌至物料完全溶解后，加入步驟（1）得到的混合磨料，攪拌混合均勻，隨后再投入除粘結(jié)劑外的其它剩余成分，攪拌混合30-40min后靜置1-2h后備用；

（3）將步驟（2）所得物料在80-100℃條件下干燥處理，干燥后的物料破碎，過200-300目篩，將過篩的物料與粘結(jié)劑混合，攪拌混合均勻后將混合物料球磨分散20-30min，隨后將物料裝模、成型、脫模，得胚體砂輪，其中成型壓力為40-50MPa，隨后將胚體砂輪送入70-80℃的烘箱中干燥5-6h后以4-5℃/min的速率升溫至230-250℃，保溫4-5h后自然冷卻至室溫即得該超細(xì)粒度CBN砂輪。

本發(fā)明先利用氫氟酸對(duì)超細(xì)粒度的CBN磨料、金剛石磨料進(jìn)行預(yù)處理，處理后的磨料表面規(guī)整、光滑，雜質(zhì)含量減少，而且力學(xué)性能得到改善，其與粘結(jié)劑的粘接、浸潤(rùn)效果更佳，以聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯亞胺、納米纖維素晶須等配制的溶液處理后的磨料形成均勻網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高粘結(jié)劑固化后的致密度，加入殼聚糖、鋰基膨潤(rùn)土等原料后，磨料在溶液中形成不沉淀、絮凝的穩(wěn)定體系，干燥后的粉體與粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度搞，不易潰散開裂，而以氟碳樹脂作為粘結(jié)劑使得砂輪表面更為光潔，不易粘附廢屑，易于清理；本發(fā)明制備的超細(xì)粒度CBN砂輪硬度極高，兼具良好的韌性，砂輪組織致密光潔，耐磨耐蝕，不易損傷，可應(yīng)用于高精度的金屬零件磨削用。

具體實(shí)施方式

該實(shí)施例的砂輪由以下重量份的原料制成：粒度≤5μm的CBN磨料30、粒度≤5μm的金剛石磨料14、納米二氧化鋯3、納米纖維素晶須1、粘結(jié)劑2、鋰基膨潤(rùn)土0.3、氫氟酸（濃度40%）適量、聚苯乙烯磺酸鈉0.5、聚乙烯亞胺0.4、殼聚糖1、去離子水60。

其中的粘結(jié)劑由以下重量份的原料制成：固含量為40%的水性氟碳乳液12、海藻酸鈉4、納米二氧化硅2、去離子水適量；其制備方法為：將海藻酸鈉溶于適量的去離子水中，攪拌至其完全溶解即可，隨后加入水性氟碳乳液、納米二氧化硅，超聲攪拌分散至物料完全混合分散均勻即得。

該砂輪的制備方法為：

（1）先將CBN磨料、金剛石磨料投入氫氟酸溶液中浸泡預(yù)處理30min，隨后過濾，水洗至中性，干燥備用；