[发明专利]大气孔率陶瓷cBN砂轮及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了大气孔率陶瓷cBN砂轮及其制备方法与应用，将cBN磨料及无机组合物加入胺化合物水溶液中，搅拌脱泡得到浆料；然后将浆料注入模具，静置后得到砂轮素坯；然后将砂轮素坯干燥后烧结，得到大气孔率陶瓷cBN砂轮。本发明创造性地将无机组分以及cBN磨料均匀的分散于有机单体水系溶液中，通过有机单体形成的网状结构固定cBN磨料及结合剂形成素坯，烧结后制得的砂轮锥度小、密度均匀性程度高、且组织结构均匀；本发明制备大气孔率陶瓷cBN砂轮的方法未见近似报道。

技术领域

本发明属于陶瓷cBN砂轮制备技术领域，具体涉及一种大气孔率陶瓷cBN砂轮的制备方法。

背景技术

近 30 年的高速磨削实践使得 CBN 砂轮在高速磨削中的应用成为了现实，并且这种方法被认为是对精密铁系金属进行大效率加工的最有效办法。目前陶瓷cBN砂轮的制备工艺主要以干法压制成型为主，即将粉状物料投入模具型腔内，然后闭模加压使其成型并固化。首先，干法压制成型时由于物料需要添加临时粘结剂，由于现用临时粘结剂大部分为液状，所以混合后物料需要烘干，而物料的干燥程度极其容易影响砂轮烧结后品质，物料过干则砂轮容易起泡，物料过湿则投料困难；其次，由于粉状物料与模具表面摩擦力及物料自身摩擦力的作用导致所受压力在传递过程中不断损失，造成砂轮坯体密度均匀性较差，坯体烧结后砂轮极容易产生锥度，且气孔分布不均匀。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备大气孔率陶瓷cBN砂轮的方法及产品与应用，制得的cBN砂轮坯体烧结后砂轮气孔分布均匀、密度一致性好、锥度0.1mm，砂轮可用于压缩机气缸件、轴承件的内孔磨削。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

大气孔率陶瓷cBN砂轮素坯，其制备方法包括如下步骤：将cBN磨料及无机组合物加入胺化合物水溶液中，搅拌脱泡得到浆料；然后将浆料注入模具，静置后得到砂轮素坯。

一种大气孔率陶瓷cBN砂轮，其制备方法包括如下步骤：将cBN磨料及无机组合物加入胺化合物水溶液中，搅拌脱泡得到浆料；然后将浆料注入模具，静置后得到砂轮素坯；然后将砂轮素坯干燥后烧结，得到大气孔率陶瓷cBN砂轮。

本发明中，无机组合物由二氧化硅、氧化铝、氧化镁以及氧化钾组成；胺化合物水溶液由甲基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、柠檬酸三铵与水组成；优选的，无机组合物中，各组分重量百分数为，二氧化硅60%～71%、氧化铝10～22%、氧化镁1～2%、氧化钾余量；胺化合物水溶液中，甲基丙烯酰胺（MAM）的浓度为10～20wt %，亚甲基双丙烯酰胺（MBAM）的浓度为2～6wt %，柠檬酸三铵（TAC）的浓度为0.2～0.5wt%；胺化合物水溶液中，各组分的浓度分别以水为基准。

本发明中，cBN磨料及无机组合物中，cBN磨料的重量百分数为50～75wt%，余量为无机组合物；无机组合物与胺化合物的重量比为1∶0.5～1。

本发明中，料浆注入表面涂覆脱模剂的模具，脱模剂为常用硅油、微晶石蜡等常用脱模剂。

本发明中，搅拌的时间为1～3小时；脱泡为在真空下搅拌15～45分钟；静置的时间为3～5小时；干燥为70～100℃干燥1～3h；烧结为氮气下，烧结工艺为3小时从室温升至500℃，再保温3h，然后5小时从500℃升至850℃，再保温2h，然后3小时从850℃升至900～1000℃，再保温2～3h，最后随炉冷却。

本发明公开了上述大气孔率陶瓷cBN砂轮在加工精密铁系金属中的应用。

具体的，本发明制备大气孔率陶瓷cBN砂轮的方法如下：

1）配制水系溶液：