CN103831737A - 一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮及其生产工艺，该砂轮由以下重量份的原料制成：立方氮化硼45-48、绿碳化硅30-32、氟化锆3-4、碳酸钡4-5、氧化锌2-3、氢氧化铝3-4、贝壳粉1-2、硅藻土2-3、助剂7-9；本发明砂轮采用氟化锆、碳酸钡、硅藻土等原料制成了化学性能稳定，耐火度低，热膨胀系数小的结合剂，与磨料的把持强度大，提高了砂轮硬度，添加的贝壳粉提高了砂轮的气孔率，加快散热，本发明制备的立方氮化硼砂轮具有良好的硬度和磨削性能，高速磨削时不烧伤工件，且较传统立方氮化硼砂轮使用寿命更长。

Description

一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮

技术领域

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮及其生产工艺。

背景技术

砂轮是磨具中使用范围最为广泛的一种工具，主要对金属或非金属工件的型面进行粗磨、半精磨、精磨以及开槽、切断等处理，在使用时处于高速旋转状态，需要承受较大的冲击力，因此对砂轮的强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能等均有较高的要求；砂轮主要由磨料和结合剂经压坯、干燥、焙烧制成，磨料的种类多种多样，常见的主要有刚玉、碳化硅、金刚石以及立方氮化硼等，这些磨料都有着良好的硬度以及一定的韧性，而其强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能均取决于结合剂，常见的结合剂为树脂结合剂、陶瓷结合剂、橡胶结合剂以及金属结合剂，各结合剂均有不同的特性，在实际应用中应根据砂轮工件使用条件，选择合适的结合剂，以增强磨料粘结牢固强度，提高磨具强度，改善磨削性能，赋予砂轮良好的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮，以改善锆刚玉砂轮的硬度，提高磨削性能，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮，其特征在于，本发明砂轮由以下重量份的原料制成：立方氮化硼45-48、绿碳化硅30-32、氟化锆3-4、碳酸钡4-5、氧化锌2-3、氢氧化铝3-4、贝壳粉1-2、硅藻土2-3、助剂7-9。

所述的助剂由以下重量份的原料制成：细黄泥4-5、柠檬酸铵2-3、高岭土20-25、玻璃渣6-8、莫来石15-18、硅酸钾2-3、氧化铬1-2、草浆2-3、聚丙烯酰胺2-3、羟乙基纤维素1-2、粉煤灰12-15，制备方法如下：先将高岭土、玻璃渣、莫来石、粉煤灰充分混合均匀后，在2300-2400℃下保温2-3h，经自然冷却后，球磨至200-300目粉体，再将柠檬酸铵、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素加入适量的水中，搅拌至其完全溶解后，加入上述粉体及其它剩余成分，球磨3-4h，烘干、即得。

所述的一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下：

（1）将氟化锆、碳酸钡、氧化锌、氢氧化铝、硅藻土混合，加热至750-800℃搅拌15-20min，随后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；

（2）将其它剩余物料与步骤（1）的所得的物料充分混合搅拌25-30min，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为110-120℃，在25-30MPa条件下保压4-5min，出模得胚体；

（3）将胚体进行烧结处理，胚体先在12-15min内升温至420-450℃，保温4-6小时，再按10-15℃/min升温至1400-1550℃，保温10-12小时后取出，自然冷却后即得。

本发明的优点在于：采用氟化锆、碳酸钡、氧化锌、氢氧化铝、硅藻土等原料制成了陶瓷结合剂，这种结合剂化学性能稳定，耐火度低，热膨胀系数小，与磨料的把持强度大，提高了磨料间的粘结牢固程度，添加的贝壳粉提高了砂轮的气孔率，加快散热，本发明制备的立方氮化硼砂轮具有良好的硬度和磨削性能，高速磨削时不烧伤工件，且较传统立方氮化硼砂轮使用寿命更长。

具体实施方式

实施例1

本实施例砂轮由以下重量份原料制成：立方氮化硼48、绿碳化硅30、氟化锆4、碳酸钡4、氧化锌3、氢氧化铝3、贝壳粉2、硅藻土2、助剂7。

助剂由以下重量份的原料制成：细黄泥5、柠檬酸铵2、高岭土25、玻璃渣6、莫来石18、硅酸钾2、氧化铬2、草浆2、聚丙烯酰胺3、羟乙基纤维素1、粉煤灰12，制备方法如下：先将高岭土、玻璃渣、莫来石、粉煤灰充分混合均匀后，在2400℃下保温2h，经自然冷却后，球磨至300目粉体，再将柠檬酸铵、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素加入适量的水中，搅拌至其完全溶解后，加入上述粉体及其它剩余成分，球磨3h，烘干、即得。

所述的一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下：

（1）将氟化锆、碳酸钡、氧化锌、氢氧化铝、硅藻土混合，加热至800℃搅拌20min，随后自然冷却至室温，球磨至300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；

（2）将其它剩余物料与步骤（1）的所得的物料充分混合搅拌30min，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为110℃，在30MPa条件下保压4min，出模得胚体；

（3）将胚体进行烧结处理，胚体先在15min内升温至420℃，保温6小时，再按15℃/min升温至1450℃，保温10小时后取出，自然冷却后即得。

实施例2

本实施例砂轮由以下重量份原料制成：立方氮化硼45、绿碳化硅32、氟化锆3、碳酸钡5、氧化锌2、氢氧化铝4、贝壳粉1、硅藻土3、助剂9。

助剂由以下重量份的原料制成：细黄泥4、柠檬酸铵3、高岭土20、玻璃渣8、莫来石15、硅酸钾3、氧化铬1、草浆3、聚丙烯酰胺2、羟乙基纤维素2、粉煤灰15，制备方法如下：先将高岭土、玻璃渣、莫来石、粉煤灰充分混合均匀后，在2300℃下保温3h，经自然冷却后，球磨至200目粉体，再将柠檬酸铵、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素加入适量的水中，搅拌至其完全溶解后，加入上述粉体及其它剩余成分，球磨4h，烘干、即得。

所述的一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮，其生产工艺如下：

（1）将氟化锆、碳酸钡、氧化锌、氢氧化铝、硅藻土混合，加热至750℃搅拌15min，随后自然冷却至室温，球磨至200目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；

（2）将其它剩余物料与步骤（1）的所得的物料充分混合搅拌25min，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为120℃，在25MPa条件下保压5min，出模得胚体；

（3）将胚体进行烧结处理，胚体先在12min内升温至450℃，保温4小时，再按10℃/min升温至1500℃，保温12小时后取出，自然冷却后即得。

上述实施例砂轮测试得到的技术指标如下：

砂轮的性能测试均遵循相关标准进行，测试中被磨削材料为钛合金，磨削方式为横向磨削，砂轮圆周速度：30m/s，工作台速度：0.05m/s，磨削深度：0.025mm。本发明制备的砂轮较普通立方氮化硼砂轮在硬度、磨削性能以及气孔率上等均获得提高，且使用寿命延长4-7倍，修整间隔时间延长3-5倍。

Claims (3)

1.一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮，其特征在于，该砂轮由以下重量份的原料制成：立方氮化硼45-48、绿碳化硅30-32、氟化锆3-4、碳酸钡4-5、氧化锌2-3、氢氧化铝3-4、贝壳粉1-2、硅藻土2-3、助剂7-9；

所述的助剂由以下重量份的原料制成：细黄泥4-5、柠檬酸铵2-3、高岭土20-25、玻璃渣6-8、莫来石15-18、硅酸钾2-3、氧化铬1-2、草浆2-3、聚丙烯酰胺2-3、羟乙基纤维素1-2、粉煤灰12-15，制备方法如下：先将高岭土、玻璃渣、莫来石、粉煤灰充分混合均匀后，在2300-2400℃下保温2-3h，经自然冷却后，球磨至200-300目粉体，再将柠檬酸铵、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素加入适量的水中，搅拌至其完全溶解后，加入上述粉体及其它剩余成分，球磨3-4h，烘干、即得。

2.如权利要求1所述的一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮，其特征在于，所述磨料的粒径为80-200目。

3.如权利要求1所述的一种含贝壳粉的立方氮化硼砂轮，其工艺如下：

（1）将氟化锆、碳酸钡、氧化锌、氢氧化铝、硅藻土混合，加热至750-800℃搅拌15-20min，随后自然冷却至室温，球磨至200-300目粉体后，加入助剂，充分搅拌均匀备用；

（2）将其它剩余物料与步骤（1）的所得的物料充分混合搅拌25-30min，送入模具中压制成型，成型条件：模具设定温度为110-120℃，在25-30MPa条件下保压4-5min，出模得胚体；

（3）将胚体进行烧结处理，胚体先在12-15min内升温至420-450℃，保温4-6小时，再按10-15℃/min升温至1400-1550℃，保温10-12小时后取出，自然冷却后即得。