[发明专利]一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及磨具领域，特别涉及一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮及其制造方法，尤其涉及一种应用于对航空发动机核心零件进行精密打磨的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮及其制造方法。

背景技术

磨具产品作为工业的牙齿，在产品的磨削、成型加工、抛光方面有着不可替代的作用。磨具产品磨削对象可分为很多种，比如木材、金属、合金、皮革、玻璃、陶瓷等等所有需要进行磨削加工以及抛光的领域。

随着现代工业的发展，高性能的磨具在工业以及民用领域中的应用越来越广，尤其在航空发动机盘/轴类零件的精加工领域，较多的采用了高温合金、钛合金材料，而高温合金、钛合金材料磨加工上属于难磨材料，由于其材料性能特点，磨加工时磨削区温度高，使得砂轮磨削面容易被金属屑堵塞、磨粒不容易自行脱落或者成片脱落；此外，被磨材料表面容易被烧伤、产生微裂纹、且粗糙度较差，这些都影响磨削材料质量及砂轮磨削效率。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮及其制造方法。

本发明的技术方案如下：

一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，包括：结合剂和磨料；

其中，所述磨料由相同粒度的碳化硼与陶瓷微晶磨粒混合而成，且两者的混合比例为2∶8～2.2∶7.8；

所述结合剂包括有高岭土粉和水铝石粉；

所述结合剂与所述磨料的质量比为5.7∶4.3～6.2∶3.8；

所述陶瓷微晶磨粒包括以下重量份的材料：

优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，其中，所述结合剂包括以下重量份的材料：

优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，其中，所述结合剂中还包括2～3重量份的氧化锶粉。

优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，其中，所述结合剂中还包括2～3重量份的氧化镍粉。

优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮，其中，所述碳化硼和陶瓷微晶磨粒的粒径为600～800目。

一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮的制造方法，包括以下步骤：

步骤1)按结合剂的配方比例进行称取，混匀，其中，所述结合剂包括以下重量份的材料：

步骤2)将步骤1)所得混合物进行第一次玻化处理，第一次玻化处理的温度为900～920℃，随后自然冷却至室温，在自然冷却后继续置于0～5℃下冷冻10～15min，随后粉碎，得到产物一；

步骤3)将产物一进行第二次玻化处理，第二次玻化处理的温度为980～1000℃，随后在10～20W的紫外灯照射下自然冷却至室温，随后粉碎，得到产物二；

步骤4)将产物二与磨料混匀，得到产物三，其中，所述结合剂与所述磨料的质量比为5.7∶4.3～6.2∶3.8；所述磨料由相同粒度的碳化硼与陶瓷微晶磨粒混合而成，且两者的混合比例为2∶8～2.2∶7.8；所述陶瓷微晶磨粒包括以下重量份的材料：

步骤5)将产物三与等质量的水混匀调黏稠后放入模具中制模定型，压实，随后进行烧结，从20℃开始，以30℃/小时的速率升温至500℃，随后以25℃/小时的速率升温至650℃，以17.5℃/小时的速率升温至795℃，随后在795℃下保温4小时，自然冷却至室温。

优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮的制造方法，其中，所述结合剂中还包括2～3重量份的氧化锶粉。

优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮的制造方法，其中，所述结合剂中还包括2～3重量份的氧化镍粉。

优选的是，所述的具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮的制造方法，其中，所述碳化硼和陶瓷微晶磨粒的粒径为600～800目。

本发明的有益效果是：本案通过对磨料的改进使得每颗磨粒中含有成千上万个微小结晶，能自锐持续地露出新的、锋利的切削刃，因此在切削时温度较低，比普通氧化铝对难磨削材料的烧伤或金相损害更少，并且可在低负荷下长时间保持锋利，总停机时间较少，寿命更长。而经过优化的结合剂是将粉料通过高温熔融冷却夹持住磨料，使之形成一定形状的高硬度高强度的磨具砂轮。粉料在高温熔融过程中与磨料间也会产生化学反应，一方面虽然可以提高结合强度，但另一方面高温会破坏微晶磨料中的微小结晶，故本案通过对结合剂配方进行改进并结合全新的烧结工艺，采用700～800℃的低温烧结工艺，获得了令人满意的效果。