[其他]磨削不锈钢混合磨料砂轮的配方与工艺

说明书

本发明提出了磨削不锈钢混合磨料砂轮的配方与工艺，属于机械制造中磨具制造领域。

现有磨削不锈钢的砂轮，一般用单一磨料的普通砂轮，有的也用混合磨料的通用砂轮，如日本《机械技术》期刊（1978年），刊登了《各种不锈钢的磨削加工》一文，文中提到美国宇航局（NASA）推荐的“不锈钢磨削的标准磨削条件”表，表中所用砂轮为氧化铝砂轮或混合磨料砂轮，但并未涉及其具体配方与工艺，本发明人曾于1981年研制一种磨削不锈钢专用混合磨料砂轮，由于绿色碳化硅与微晶刚玉磨料的配比及烧结工艺的最佳方案尚待研究，制造中发现部分砂轮强度不够，部分砂轮生产黑心与烧泡等现象。

本发明的任务是，针对现有磨削不锈钢专用混合磨料砂轮制造及配方中存在的问题，寻求最佳的绿色碳化硅与微晶刚玉磨料配比、结合剂的成分和配比以及合理的烧结工艺。提出一种磨削效率高，磨削质量好的磨削不锈钢的砂轮。

本发明的内容是，磨削不锈钢专用混合磨料砂轮的配方、结合剂的配方及烧结工艺。

1、绿色碳化硅70～90%，微晶刚玉10～30%（以重量计）;

2、结合剂为半烧熔陶瓷结合剂，其成分为粘土15～35%，长石50～70%，硼玻璃10～15%（以重量计）;

3、烧结工艺系采用城市煤气，使用隧道窑，烧成温度为1330℃～1350℃，烧成时间为90～100小时。将该砂轮与刚玉砂轮夹装，以氧化焰气氛或中性焰气氛进行焙烧，可以避免黑心与烧泡。

由于本发明采用的是混合磨料，可调整磨料的硬度和韧性间关系，使得该砂轮具有两种磨料的特性和优点，从而可以提高砂轮的磨削性能。

本发明通过正交试验优选出以重量计，用70～90%的绿色碳化硅与10～30%的微晶刚玉磨料混合。这种配比可保证在砂轮具有足够强度的条件下，能有很好的自锐性。因为陶瓷结合剂的刚玉和碳化硅混合磨料砂轮有个重要特性，即随着两种磨料配比差距的减小，其抗拉强度明显下降，这是由于两种磨料的热膨胀系数差别很大（碳化硅的热膨胀系数为45～55×10^-7，而刚玉的为70～80×10^-7）。砂轮在高达1300℃温度下焙烧和冷却过程中，结合剂桥会产生很大热应力，其有利的一面是使砂轮自锐性变好，不利一面是降低了砂轮强度。对不锈钢磨削来说，在保证一定的砂轮强度条件下，砂轮能具有较好的自锐性显得特别重要。

本发明中结合剂配方，综合考虑到刚玉磨料的结合强度及碳化硅磨料的烧成分解问题，故采用半烧熔结合剂，经过正交试验优选。在成分上用粘土、长石和硼玻璃，以重量计，粘土15～35%，长石50～70%，硼玻璃10～15%。用本结合剂制作的砂轮既能保证砂轮强度，又不易在碳化硅受热分解时，因碳素不易逸出而造成黑心的情况。

本发明烧结砂轮采用城市煤气，城市煤气热值较高，升温方便，便于控制，操作方便，城市煤气比较纯净，含杂质较少，在烧成过程中对砂轮不良影响减少，可以提高砂轮的质量。

本发明烧结工艺中，在隧道窑中烧成，由于结合剂的抗黑心能力较强，在加热过程中不会过早出现玻化，而使砂轮内的气体和分析出来的碳素得以充分地逸出和氧化。加上在烧结过程中用氧化焰烧成，以刚玉砂轮夹装，就能使碳素氧化更充分，解决了黑心与烧泡问题。

本砂轮的特点与效果：

1、砂轮切削性能及自锐性好，连续磨一天（粗磨），砂轮无钝化现象，可以不修正，也不堵塞，从而提高了砂轮耐用度与磨削效率;

2、磨削温度降低，可避免烧伤，从而提高了磨削表面质量;

3、砂轮堵塞现象减轻，提高了磨削效率与光洁度，减少了啃斑与划痕;

4、本砂轮与一般砂轮比，价格仅提高30%，而生产率可提高2倍，光洁度提高1～2级（在合适的切削用量下，可磨到▽10），砂轮耐用度可提高1～3倍以上。它还适合于磨削钛合金、瓷封合金等，效果亦很好。

本发明的具体实施例：

1、磨料：绿色碳化硅70～90%，微晶刚玉10～30%（以重量计）;

2、结合剂：粘土15～35%，长石50～70%，硼玻璃10～15%（以重量计）;

3、砂轮硬度：R₃～ZR₁;

4、组织号：6～7号;

5、烧结工艺：采用城市煤气，使用36米隧道窑，烧成温度为1330℃～1350℃，烧成时间为90～100小时，将本砂轮与刚玉砂轮夹装，以氧化焰气氛或中性焰气氛进行焙烧，可以避免黑心与烧泡。