[发明专利]立方氮化硼砂轮

说明书

技术领域

本发明涉及通过包括立方氮化硼(在下文称为CBN)磨粒形成的CBN砂轮。

背景技术

在现有的CBN砂轮中，例如日本专利申请特开2010-131699公开了一种具有一类CBN磨粒的CBN砂轮。在其它现有CBN砂轮中，例如日本专利申请特开平9-267266公开了一种具有单晶CBN磨粒和多晶CBN磨粒二者的CBN砂轮。单晶CBN磨粒因为自发产生切割部分而具有良好的切割锐度，而多晶CBN磨粒因为磨粒自身的优异强度而具有良好的涂饰性(finishing)，如在日本专利申请特开平9-267266中公开的。

一般而言，需要一种在粗研磨中减小研磨力和磨损的砂轮。减小研磨力导致抑制发热值并且提高加工效率。减少磨损提高砂轮的寿命。

发明内容

鉴于前述情形，本发明的一个目的是提供一种特别适于粗研磨的立方氮化硼砂轮。

为了实现上述和其它目的，本发明的一个方面提供一种立方氮化硼(在下文称为CBN)砂轮，其通过用粘合剂材料粘结CBN磨粒形成，其中所述CBN磨粒包括具有四面体构造的单晶CBN磨粒和多晶CBN磨粒；并且所述单晶CBN磨粒的体积相对于所述单晶和多晶CBN磨粒的体积之和的比例等于或大于50％。由于所述具有四面体构造的单晶CBN磨粒具有锐利的劈面，所以单晶CBN磨粒有助于减小研磨力。另一方面，由于多晶CBN磨粒具有高韧性的特性，所以多晶CBN磨粒具有自身不磨损的趋势。因此，倾向于多晶CBN磨粒可以位于距离CBN砂轮表面远的位置处，而具有四面体构造的单晶CBN磨粒位于多晶CBN磨粒沿径向的内侧位置处。通过该结构，多晶CBN磨粒可以承受较大的力，而单晶CBN磨粒承受较小的力。通过CBN砂轮表面上的这些构造，具有四面体构造的单晶CBN磨粒可以减小研磨力，使得多晶CBN磨粒可以实现其优异的耐磨性能。由于单晶CBN磨粒的体积比等于或大于50体积％，所以具有四面体构造的单晶CBN磨粒被稳定地定位以能够研磨工件。因此，根据本发明的CBN砂轮可以实现粗研磨所需的有用特性。

本发明的第二方面主要提供粘合剂材料，所述粘合剂材料中不包括与大气连通的连续孔，但是其中包括不与所述大气连通的各自孤立的微细孔。一般而言，具有连续孔的CBN砂轮倾向于具有不良的磨粒保持力，使其难以将单晶CBN磨粒和多晶CBN磨粒保持在其初始状态。因此，现有的CBN砂轮在提高耐磨性能和减小研磨力方面有困难。一般而言，CBN砂轮能够制造为在粘合剂材料中没有任何的孔，使得CBN砂轮能够提高保持力，但是具有进行修整(dressing)的问题，因此实际上无法制造所述CBN砂轮。然而，根据第二方面的CBN砂轮包括各自孤立的微细孔，使其可以实现高的保持力，由此将单晶CBN磨粒和多晶CBN磨粒保持在其初始状态。结果，本发明可提高耐磨性能并减小研磨力。

本发明的第三方面主要提供包含氧化物材料和非晶态玻璃的粘合剂材料。由此，氧化物材料和非晶态玻璃用作泡沫材料以制造各自孤立的微细孔，从而实现上述效果。

附图说明

本发明的各种其他目的、特征和许多伴随优点将容易理解，因为其通过参考以下优选实施方案的详细说明并结合附图考虑而变得更好理解，附图中：

图1是从轴向观察的砂轮的图；

图2是CBN砂轮的示意图；

图3是示出CBN砂轮的砂轮寿命和研磨功率的关系的图。

具体实施方式

下面将参考图1和2描述根据本发明的具有立方氮化硼(在下文称为CBN)砂轮的砂轮的优选实施方案。砂轮10包括由金属如铁、铝等形成的圆盘状基底20，接合在基底20的外围表面上的多段CBN砂轮30，如图1所示。所述多段CBN砂轮30由沿径向厚5至10mm的多个弧形段构成并且集中且排列成一个圆环形状。

如图2所示，每个CBN砂轮30都包括具有四面体构造的单晶CBN磨粒31、多晶CBN磨粒32和玻璃化结合粘合剂材料33。

具有四面体结构的单晶CBN砂轮31具有能够相对容易地被载荷磨破或破碎从而变成具有变锐利的劈面状态的特性。锐利的劈面因为四面体构造而明显出现。多晶CBN磨粒32具有高韧性特性。CBN砂轮30的单晶CBN磨粒31的体积相对于单晶CBN磨粒31和多晶CBN磨粒32的体积相加的总体积的比例等于或大于50体积％。单晶CBN磨粒31的平均直径与多晶CBN磨粒32的平均直径之比为3/5至4/5。下面将详细描述体积比和平均直径比的内容。