[发明专利]一种自润滑金属结合剂CBN砂轮的制备工艺

说明书

技术领域

本发明公布了一种自润滑金属结合剂CBN砂轮的制备工艺。

背景技术

钛合金具有密度小、比强度高、热稳定性好、抗腐蚀性好等优点，因此在航空航天、舰船和化工等行业得到了广泛的应用，由于钛合金导热系数低、弹性模量小、在较高温度下的化学活性大，因此钛合金磨削加工时，很容易发生较严重的砂轮黏附磨损，产生磨削烧伤。

为了克服上述问题，本发明本基于绿色制造理念，结合CBN（立方氮化硼）砂轮技术和固体润滑技术，优化固体自润滑金属结合剂CBN砂轮干式磨削钛合金的加工工艺，以期实现钛合金的绿色磨削加工。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，发明种自润滑金属结合剂CBN砂轮的制备工艺。其技术方案是一种自润滑金属结合剂CBN砂轮的制备工艺，其特征是：针对钛合金难磨削加工性，提出了自润滑金属结合剂砂轮，综合液相烧结与钎焊工艺制备了自润滑金属结合剂立方氮化硼（CBN）砂轮。

材料的选择：选择牌号CBN－982，粒度为140/170目CBN磨料，砂轮的VBN浓度为0.66g/cm³。选用300目的石墨粉末作为固体润滑添加剂。自润滑金属结合剂CBN砂轮选择Cu-Sn-Ti合金作为结合剂。

具体工艺：首先将石墨粉末Cu-Sn-Ti粉末混合并加入适量成形剂后搅拌均匀，然后再加入磨料混合，再次加入适量成形剂后搅拌均匀。将粉末填装进专用模具中，由粉末压片机在20MPa模压压力下压制成形。将成形的砂轮粉末压坯放在150℃的烘箱内保持1h，选择适当的温度工艺使磨料与金属粉末在VAF-20真空退火炉内发生冶金反应，保温温度为1030℃，保温一定时间后随炉冷却，再将制备好的砂轮体与砂轮柄焊接在一起。

本发明的特点是：CBN具有高强度、高硬度、颗粒形状好、良好的导热性和较低的热膨胀系数等优异特性，非常适合作为磨料。石墨是一种性能优良的固体润滑剂材料.以CBN、铜锡钛（Cu-Sn-Ti）合金粉末及固体润滑剂（石墨）为原料，利用相关工艺制备了自润滑金属结合剂CBN砂轮，砂轮中磨粒分布均匀，砂轮强度满足加工要求，磨粒与结合剂反应形成化学冶金结合，砂轮内部存在游离态石墨。与普通绿色碳化硅砂轮相比，自润滑金属结合剂CBN砂轮具有良好的干式磨削钛合金的加工性能，加工的工件表面质量及性能良好，无明显金相组织和显微硬度，具有广泛应用前景。

具体实施方式

一种自润滑金属结合剂CBN砂轮的制备工艺，其特征是：针对钛合金难磨削加工性，提出了自润滑金属结合剂砂轮，综合液相烧结与钎焊工艺制备了自润滑金属结合剂立方氮化硼（CBN）砂轮。

材料的选择：选择牌号CBN－982，粒度为140/170目CBN磨料，砂轮的VBN浓度为0.66g/cm³。选用300目的石墨粉末作为固体润滑添加剂。自润滑金属结合剂CBN砂轮选择Cu-Sn-Ti合金作为结合剂。

具体工艺：首先将石墨粉末Cu-Sn-Ti粉末混合并加入适量成形剂后搅拌均匀，然后再加入磨料混合，再次加入适量成形剂后搅拌均匀。将粉末填装进专用模具中，由粉末压片机在20MPa模压压力下压制成形。将成形的砂轮粉末压坯放在150℃的烘箱内保持1h，选择适当的温度工艺使磨料与金属粉末在VAF-20真空退火炉内发生冶金反应，保温温度为1030℃，保温一定时间后随炉冷却，再将制备好的砂轮体与砂轮柄焊接在一起。