[发明专利]磨削钛合金用陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮

说明书

技术领域

本发明是关于磨削加工工具的，尤其涉及钛合金磨削加工用的陶瓷结合剂立方氮化硼(CBN)砂轮。

背景技术

钛合金具有密度小、强度高(常温、高温下均具有较高的强度)、比强度高、耐高温、耐腐蚀性好、可与复合材料结构匹配、高韧性、无磁等优点，目前已在航空、航天、核能、舰船、兵器等诸多领域获得越来越多的应用，成为重要的战略金属材料。其应用水平已成为衡量一个国家武器装备的先进程度，反映一个国家的军事水平和军事实力的重要指标。但是对钛合金而言，加工性差、加工效率低已成为阻碍其广泛推广应用的的主要原因。

在20世纪90年代初，很多钛合金零件对尺寸精度和表面粗糙度的要求并不太高，多数只需要精车即可满足要求。随着科技发展和产品性能的提高，对钛合金零件的尺寸精度和表面粗糙度的要求越来越高，例如某些飞机零件必须经过磨削加工工序才能满足要求，但钛合金的磨削加工性能很差，磨削时主要存在难题有:磨削力大、磨削温度高；砂轮粘附严重；磨削过程中变形复杂，形成层叠状挤裂切屑；化学活性高，磨削过程中表面容易形成硬脆表层；磨削质量不易控制等。

近几十年来，针对钛合金在磨削过程中出现的问题，国内外学者进行了大量的研究，取得了一定的进展，主要集中在钛合金的磨削机制、磨削工艺以及磨具的制备等方面。就磨削工艺而言，主要有超高速磨削、高效深磨、强冷磨削等。就磨具的制备而言，由于CBN磨料具有良好的导热性和热稳定性，较小的磨削力和较低的磨削温度，以及对铁族元素的化学惰性，可获得较好的加工表面完整性，特别适合钛合金、高温合金等难加工材料的磨削加工。此外，陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮具有刚性好、磨削锋利、气孔率可调，结合剂与磨料的结合强度高，能有效解决现有技术钛合金在磨削过程中出现的问题。

发明内容

本发明的目的，是克服现有技术用于磨削钛合金的磨具存在的缺点和不足，提供一种具有热导率高、自锐性好、磨削效率高、磨削精度高、使用寿命长、磨削成本低的磨削钛合金用的陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮，使其更好地适用于钛合金磨削加工的需要，有效地解决钛合金磨削过程中出现的问题。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种磨削钛合金用陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮，由基体、砂轮块和粘结层组成，其特征在于，所述砂轮块为立方氮化硼砂轮块，即工作层，其原料组分及其质量百分比含量为40～80%立方氮化硼磨料，0～30%碳化硅，14～35%陶瓷结合剂，6%临时粘结剂;

所述陶瓷结合剂的原料组分及其质量百分比含量为15～25%B₂O₃，8～15%Al₂O₃，46～60%SiO₂，2～8%Li₂O，2～10%Na₂O，2～10%ZnO，2～10%AlN;

所述临时粘结剂为糊精液或者水玻璃。

所述立方氮化硼磨料与碳化硅磨料的粒度一致，均为80/100-325/400目。

所述陶瓷结合剂的耐火度低于700°C。

本发明的有益效果:提供了一种钛合金磨削加工用的陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮，有效解决钛合金在磨削过程中出现的磨削力大、磨削温度高、砂轮粘附严重等问题。该砂轮具有热导率高、自锐性好、磨削效率高、磨削精度高、使用寿命长、磨削成本低、制备工艺简单等特点，具有巨大的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明立方氮化硼砂轮的结构示意图;

图2是图1的俯视图。

附图标记说明如下:

l——CBN砂轮块           2——粘结层

3——基体

具体实施方式

下面结合具体实施案例对本发明做进一步描述。

本发明采用常规的化工原料和常规的制备方法，首先制备陶瓷结合剂。