一种低热膨胀高抗腐蚀的超细粒度cbn砂轮及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超细粒度CBN砂轮制备技术领域，尤其涉及一种低热膨胀高抗腐蚀的超细粒度CBN砂轮及其制备方法。
【背景技术】
[0002]超细粒度CBN砂轮是指以超细粒度5 μ m)的CBN磨料和结合剂制成的一类砂轮，这类砂轮较之传统的砂轮材料具有更低的表面粗糙度和表面损伤性，抛光、磨削的精度更高，更能提高零部件表面质量，也是砂轮行业发展的一个重要方向。
[0003]在生产工艺方面，由于磨料的超细粒度，磨料间容易发生团聚，与结合剂的结合性变差，这样制备得到的砂轮就极易对工件表面产生划痕，影响工件质量，因此，在生产过程中需要对超细磨料进行预处理，提高其与粘结剂的相容性和分散性，同时研制适用于超细粒径磨料的粘结剂，以获得低表面粗糙度的成品。目前制备超细粒度砂轮的技术还存在加工效率低、生产成本偏高等缺点，需要进一步改善和优化原料配方和制备工艺。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种低热膨胀高抗腐蚀的超细粒度CBN砂轮及其制备方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种低热膨胀高抗腐蚀的超细粒度CBN砂轮，该砂轮由以下重量份的原料制成:粒度彡5 μπι的CBN磨料35-40、粒度彡5 μπι的镁橄榄石砂15-18、纳米叶腊石4_5、钼粉0.1-0.2、粘结剂2-3、锂基膨润土 1-1.5、氢氟酸(浓度40%)适量、聚苯乙烯磺酸钠0.5-0.8、聚乙烯亚胺0.4-0.5、壳聚糖1-2、去离子水60-65。
[0006]所述的一种低热膨胀高抗腐蚀的超细粒度CBN砂轮，所述的粘结剂由以下重量份的原料制成:固含量为40-45%的水性氟碳乳液12-15、海藻酸钠4-5、纳米二氧化硅2_3、去离子水适量；其制备方法为:将海藻酸钠溶于适量的去离子水中，搅拌至其完全溶解即可，随后加入水性氟碳乳液、纳米二氧化硅，超声搅拌分散至物料完全混合分散均匀即得。
[0007]所述的一种低热膨胀高抗腐蚀的超细粒度CBN砂轮及其制备方法，其特在于，所述的制备方法为:
(1)先将CBN磨料投入氢氟酸溶液中浸泡预处理30-40min，随后过滤，水洗至中性，干燥备用；
(2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺投入去离子水中，搅拌至物料完全溶解后，加入步骤(I)得到的混合磨料，搅拌混合均匀，随后再投入除粘结剂外的其它剩余成分，搅拌混合30-40min后静置l_2h后备用；
(3)将步骤(2)所得物料在80-100°C条件下干燥处理，干燥后的物料破碎，过200-300目筛，将过筛的物料与粘结剂混合，搅拌混合均匀后将混合物料球磨分散20-30min，随后将物料装模、成型、脱模，得胚体砂轮，其中成型压力为35-40MPa，随后将胚体砂轮送入70-80 0C的烘箱中干燥5-6h后以4-5°C /min的速率升温至230-250 °C，保温4_5h后自然冷却至室温即得该超细粒度CBN砂轮。
[0008]本发明先利用氢氟酸对超细粒度的CBN磨料进行预处理，处理后的CBN磨料表面规整、光滑，力学性能进一步提升，而以聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺等配制的溶液浸泡处理后的磨料分散性佳，不易团聚，加入壳聚糖、锂基膨润土等原料后，磨料在溶液中形成不沉淀、絮凝的稳定体系，干燥后的粉体与粘结剂的润湿性和相容性更佳，粘结更为紧密牢固，添加的纳米叶腊石、钼粉等原料，辅助改善了胚体的排湿干燥性以及润滑性能，提高产品的光滑度，而以氟碳树脂为主的粘结剂不仅具有良好的粘接强度，还能改善砂轮表面性能，提高砂轮强度；本发明制备的超细粒度CBN砂轮胚体强度高，对热稳定，磨削精度高，耐氧化腐蚀，表面光洁，可应用于高精度的金属零件磨削用。
【具体实施方式】
[0009]该实施例砂轮由以下重量份的原料制成:粒度彡5 μπι的CBN磨料35、粒度彡5 μπι的镁橄榄石砂15、纳米叶腊石4、钼粉0.1、粘结剂2、锂基膨润土 1、氢氟酸(浓度40%)适量、聚苯乙烯磺酸钠0.5、聚乙烯亚胺0.4、壳聚糖1、去离子水60。
[0010]其中的粘结剂由以下重量份的原料制成:固含量为40%的水性氟碳乳液12、海藻酸钠4、纳米二氧化硅2、去离子水适量；其制备方法为:将海藻酸钠溶于适量的去离子水中，搅拌至其完全溶解即可，随后加入水性氟碳乳液、纳米二氧化硅，超声搅拌分散至物料完全混合分散均匀即得。
[0011 ] 该砂轮的制备方法为:
(1)先将CBN磨料投入氢氟酸溶液中浸泡预处理30min，随后过滤，水洗至中性，干燥备用；
(2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺投入去离子水中，搅拌至物料完全溶解后，加入步骤(I)得到的混合磨料，搅拌混合均匀，随后再投入除粘结剂外的其它剩余成分，搅拌混合30min后静置Ih后备用；
(3)将步骤(2)所得物料在80°C条件下干燥处理，干燥后的物料破碎，过200目筛，将过筛的物料与粘结剂混合，搅拌混合均匀后将混合物料球磨分散20min，随后将物料装模、成型、脱模，得胚体砂轮，其中成型压力为35MPa，随后将胚体砂轮送入70°C的烘箱中干燥5h后以4°C /min的速率升温至230°C，保温4h后自然冷却至室温即得该超细粒度CBN砂轮。
[0012]本实施例制备得到的砂轮性能指标如下:
测试中被磨削材料为工具钢，磨削方式为横向磨削，砂轮圆周速度:100m/s，工作台速度:0.05m/s，磨削深度:0.025_。
[0013]本实施例制备的砂轮较传统的树脂CBN砂轮磨削比平均提高155%，平均修整间隔时间延长8倍，使用寿命延长5倍以上。经过60min的磨削，工件表面的粗糙度仅为0.04 μ m，工件表面无烧伤，最大磨削速度可达130m/s。
【主权项】
1.一种低热膨胀高抗腐蚀的超细粒度CBN砂轮，其特征在于，该砂轮由以下重量份的原料制成:粒度< 5 μπι的CBN磨料35-40、粒度< 5 μπι的镁橄榄石砂15-18、纳米叶腊石4-5、钼粉0.1-0.2、粘结剂2-3、锂基膨润土 1-1.5、氢氟酸(浓度40%)适量、聚苯乙烯磺酸钠0.5-0.8、聚乙烯亚胺0.4-0.5、壳聚糖1-2、去离子水60-65。2.如权利要求1所述的一种低热膨胀高抗腐蚀的超细粒度CBN砂轮，其特征在于，所述的粘结剂由以下重量份的原料制成:固含量为40-45%的水性氟碳乳液12-15、海藻酸钠4-5、纳米二氧化硅2-3、去离子水适量；其制备方法为:将海藻酸钠溶于适量的去离子水中，搅拌至其完全溶解即可，随后加入水性氟碳乳液、纳米二氧化硅，超声搅拌分散至物料完全混合分散均匀即得。3.如权利要求1所述的一种低热膨胀高抗腐蚀的超细粒度CBN砂轮及其制备方法，其特在于，所述的制备方法为: (1)先将CBN磨料投入氢氟酸溶液中浸泡预处理30-40min，随后过滤，水洗至中性，干燥备用； (2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺投入去离子水中，搅拌至物料完全溶解后，加入步骤(I)得到的混合磨料，搅拌混合均匀，随后再投入除粘结剂外的其它剩余成分，搅拌混合30-40min后静置l_2h后备用； (3)将步骤(2)所得物料在80-100°C条件下干燥处理，干燥后的物料破碎，过200-300目筛，将过筛的物料与粘结剂混合，搅拌混合均匀后将混合物料球磨分散20-30min，随后将物料装模、成型、脱模，得胚体砂轮，其中成型压力为35-40MPa，随后将胚体砂轮送入70-80 0C的烘箱中干燥5-6h后以4-5°C /min的速率升温至230-250 °C，保温4_5h后自然冷却至室温即得该超细粒度CBN砂轮。
【专利摘要】本发明公开了一种低热膨胀高抗腐蚀的超细粒度CBN砂轮，该砂轮在制备过程中先对超细粒度的CBN磨料进行预处理，改善其力学性能，而以聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺等配制的溶液处理后的磨料分散性佳，不易团聚，磨料在溶液中形成不沉淀、絮凝的稳定体系，干燥后的粉体与粘结剂的润湿性和相容性更佳，粘结更为紧密牢固，添加的纳米叶腊石、钼粉等原料，辅助改善了胚体的排湿干燥性以及润滑性能，提高产品的光滑度，而以氟碳树脂为主的粘结剂不仅具有良好的粘接强度，还能改善砂轮表面性能，提高砂轮强度；本发明制备的超细粒度CBN砂轮胚体强度高，对热稳定，磨削精度高，耐氧化腐蚀，表面光洁，可应用于高精度的金属零件磨削用。
【IPC分类】B24D3/34, C09J11/04, C09J105/04, C09J127/12, B24D3/02, B24D18/00
【公开号】CN105127916
【申请号】CN201510535904
【发明人】任丽萍, 任威铭
【申请人】安徽威铭耐磨材料有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月27日