[發明專利]一種納米陶瓷結合劑cBN氣孔砂輪及其制備方法

有效

• 申請號: 202111163398.7
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113788680B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 劉振波
• 申請（專利權）人: 江蘇賽揚精工科技有限責任公司
• 主分類號: C04B35/563
• 分類號: C04B35/563;C04B35/622;C04B35/63;C04B38/06;B24D3/18
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強

本發明公開了一種納米陶瓷結合劑cBN氣孔砂輪及其制備方法，將cBN磨料、填料、無機組合物及亞克力微球加入丙酮或者酒精等溶液中，混合、干燥后得到陶瓷粉料；然后將陶瓷粉料填充至金屬模具后冷壓壓平，最后將金屬模具置于熱壓機腔內保壓后得到陶瓷素坯；然后將砂輪素坯燒結，得到納米陶瓷結合劑cBN氣孔砂輪。本發明創造性地在砂輪制備中使用亞克力微球進行造孔并通過熱壓固化工藝解決砂輪變形、開裂等問題，燒結后制得的砂輪錐度小、氣孔孔徑尺寸一致、分布均勻；本發明制備納米陶瓷cbn氣孔砂輪的方法未見近似報道。

技術領域

本發明屬于陶瓷cBN砂輪制備技術領域，具體涉及一種納米陶瓷結合劑cBN氣孔砂輪及其制備方法，可用于加工軸承套圈內孔。

背景技術

現代機械加工技術正加速向高速高效高精加工方向發展。在加工技術各要素中，高性能磨具是實現高速高效高精加工的關鍵和保證。立方氮化硼由于其硬度很高，輕度很高，用其制造的磨削工具磨削能力很強，磨削效率高，磨具磨損小，形狀保持性好，使用壽命長，所以其在磨加工方面顯示了很大的優勢。

且實踐證明：若將磨削速度由35提高到50-60時，一般生產效率可提高30%-60%，對砂輪的耐用度提高約0.7-1倍，工件表面粗擦度參數值降低50%左右。目前國內軸承廠商大部分采用剛玉、微晶剛玉等普通砂輪，存在加工效率低、修整頻繁、加工工件品質穩定性低等一系列問題，嚴重限制了軸承高端化的發展進程，如果能夠通過改造、引進使用cBN磨具，一方面可以改善提高工件加工品質、保障產品穩定性，另一方面可以極大提升磨削加工時的進給速度提高生產效率且避免由于使用普通磨具時由于砂輪磨損帶來的粉塵影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備納米陶瓷結合劑cBN氣孔砂輪的方法及產品，制得的cBN砂輪坯體燒結后砂輪氣孔孔徑尺寸近似、分布均勻、錐度0.1mm，砂輪可廣泛用于軸承套圈件的內孔高速磨削。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種納米陶瓷結合劑cBN氣孔砂輪，由cBN磨料、填料、無機組合物及高分子樹脂球制備；以cBN磨料、填料、無機組合物及高分子樹脂球的重量和為100%，cBN磨料的重量為60～75wt%，填料的重量為1～10wt%，高分子樹脂球的重量為2～8wt%，余量為無機組合物，優選的，cBN磨料的重量為65～72wt%，填料的重量為4～7wt%，高分子樹脂球的重量為3～6wt%，余量為無機組合物。

本發明中，無機組合物包括二氧化硅、氧化硼、氧化鈉以及氧化鋅；優選的，無機組合物由二氧化硅、氧化硼、氧化鈉以及氧化鋅組成；無機組合物中，各組分重量百分數為，二氧化硅65%～75%、氧化硼10～25%、氧化鈉2～5%、氧化鋅余量；填料可以為氧化鋁、碳化硅、玻璃珠等；高分子樹脂球為亞克力微球即PMMA微球。

本發明公開了上述納米陶瓷結合劑cBN氣孔砂輪在加工軸承套圈內孔中的應用。本發明公開的納米陶瓷結合劑cBN氣孔砂輪用于軸承加工時，一方面可以改善提高工件加工品質、保障產品穩定性，另一方面可以極大提升磨削加工時的進給速度提高生產效率且避免由于使用現有磨具時由于砂輪磨損帶來的粉塵影響。

本發明公開了上述納米陶瓷結合劑cBN氣孔砂輪的制備方法，包括如下步驟：將cBN磨料、填料、無機組合物及高分子樹脂球混合得到陶瓷粉料；所述陶瓷粉料依次經過冷壓、熱壓、燒結，得到納米陶瓷結合劑cBN氣孔砂輪。

本發明中，將cBN磨料、填料、無機組合物及高分子樹脂球加入溶劑中，混合后去除溶劑，得到陶瓷粉料；熱壓的溫度為150～180℃、時間為10～30min，壓力為80～180KN；燒結為分段式升溫至800～960℃，保溫2～3h，比如燒結為空氣氣氛下，2～3.5小時從室溫升至450～550℃，再保溫2.5～3.5h，然后2.5～3小時升至650～750℃，再保溫2～2.5h，然后2～3.5小時升至800～960℃，再保溫2～3h，最后隨爐冷卻。