[发明专利]一种离散强化轮毂电镀超硬磨料砂轮的制备方法

说明书

本发明公开了一种离散强化轮毂电镀超硬磨料砂轮的制备方法。制备方法为：淬火枪喷嘴沿砂轮轮毂轴向呈波浪型移动，砂轮轮毂外圆周面受等离子弧辐射的材料温度会速度升温并降温，形成一条波浪型淬硬带；淬火枪回到初始位置，砂轮轮毂沿自身轴线旋转一个弧长，加工第二条波浪型淬硬带；两条淬硬带之间没有受等离子弧照射的材料依然保持其原始基体组织；如此反复，直至砂轮轮毂整个外圆面形成了淬硬带与基体组织呈波浪型相间排布的结构；对经过离散强化的砂轮轮毂电镀上超硬磨料，形成一种离散强化轮毂电镀超硬磨料砂轮。本发明有利于增强砂轮轮毂与镀镍层结合强度、减少界面裂纹相互汇合、提高镀镍层承载能力，延长电镀砂轮的使用寿命。

技术领域

本文涉及电镀砂轮制作领域，尤其涉及一种离散强化轮毂电镀砂轮的制备方法。

背景技术

单层磨料的电镀砂轮由于其磨削比、出刃度及磨削效率都较高，且制备容易、无需修整、使用方便，所以在精密高速、超高速磨削加工中具有明显优势。但是电镀砂轮是通过电镀工艺使尺寸较为均匀的磨料被金属胎体包裹在砂轮轮毂之上，所以在金属镀层、砂轮轮毂和磨料结合面上不存在牢固的化学冶金结合，结合强度不高成为了电镀砂轮最为严重的问题；同时在磨削过程中磨削区电镀磨料层既会承受大的法向磨削力又会承受大的切向磨削力，还会承受磨削热，而当电镀磨料层离开磨削区后两个方向的磨削力均会立即消失，且受到冷却液的作用而迅速降温，砂轮主轴转速通常为3000转/分钟甚至更大，因此电镀砂轮磨料层承受着极高频率的迅速受载升温和急剧卸载降温过程，从而在金属镀层内部及镀层与砂轮轮毂结合面容易出现微观裂纹，随着磨削的进行，微观裂纹容易扩展并汇合而导致镀层成片剥落，导致砂轮的整体失效，降低砂轮的使用寿命。

公开号为CN103331704A的专利“一种金属陶瓷基电镀砂轮”提出了一种新的材料配比制成砂轮轮毂。该砂轮轮毂具有良好的散热性、强度和刚度，而且该发明使用的原料来源广、环境友好无污染，制成的砂轮轮毂能与镀层良好结合，从而延长砂轮的使用寿命。但是使用该方法制作砂轮轮毂的材料配比较为复杂，且制作砂轮的工序也很多，导致砂轮制造成本显著提高，工艺也很难控制。

发明内容

本发明是通过采用等离子弧对砂轮轮毂外圆周进行离散强化并形成淬硬带与基体组织呈波浪型相间排布的结构，再进行电镀上超硬磨料。等离子弧离散强化后生成的淬硬带与基体组织呈波浪型相间排布的结构，使得基体组织上的界面裂纹向两侧扩展时会受到硬度较高的淬硬带的限制，同时由于喷嘴的直径较小，形成的淬硬带的宽度远小于常规磨削工况下砂轮与工件的接触弧长，所以任意时刻砂轮与工件的磨削区内都存在淬硬带与基体组织。等离子弧强化砂轮轮毂后会在材料淬硬带获得极为细化且耐磨性和耐腐性都较高的马氏体组织，使得电镀工艺之前的预处理对等离子弧淬火带的影响较小，预处理后其表面仍然非常平整，使与之贴合的初始镀层也十分平整，有效增强了砂轮轮毂与初始镀层之间的界面结合强度，从而提高镀层的抗剥落能力。而且由于淬硬带硬度提高，从而显著提升了砂轮轮毂对镀层的支撑能力，有效提高了磨削时砂轮镀层抵抗法向磨削力的作用，并且硬度较高的淬硬带对中位裂纹向砂轮轮毂延伸以及界面裂纹向两侧扩展起到了抑制作用，所以能有效防止界面裂纹之间的相互汇合而造成电镀层成片剥落的现象；同时未经淬火的基体组织材料的韧性较高，不仅能吸收工作时产生的振动，还能防止切向磨削力的作用而导致电镀层开裂进而剥落的现象，从而显著延长电镀砂轮的使用寿命。