CN101332587B

CN101332587B - 树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法

Info

Publication number: CN101332587B
Application number: CN2008100299997A
Authority: CN
Inventors: 尹育航; 陶洪亮; 周华
Original assignee: GUANGDONG MONTE-BIANCO DIAMOND APPLICATIONS Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG MONTE-BIANCO DIAMOND APPLICATIONS Co Ltd
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: CN101332587A

Abstract

一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，选取体积百分比为12-40％的磨料立方氮化硼先用偶联剂湿润，再与Dialok939p树脂25-50％、氟盐助磨材料1-10％、固体润滑填料1-10％、导热系数高的粉末填料10-30％和氧化物填料1-15％，混合搅拌均匀成粉料，再通过热压模具将粉料压制在砂轮基体外壁及上下端面外围上，以制成磨料层截面呈倒放U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮。本发明采用特殊设计的热压模具和分次投料方法，使压出的产品组织均匀、密度一致。其砂轮配方及设计的模具结构简单合理、装模、脱模简单、生产的产品一次合格率高，产品组织均匀、密度一致，磨削性能好、使用寿命长，既可外圆磨，又可端面磨，相当于同规格三个砂轮。

Description

树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法

技术领域

本发明涉及一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮，特别是一种磨料层断面为U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法。

背景技术

专门用于各种汽油发动机、柴油发动机曲轴的拐颈磨削和曲轴轴头粗磨、精磨加工以及发动机气门粗磨、精磨加工，粗磨、精磨的精度和粗糙度要求高，一般需要采用外圆磨砂轮和端面磨砂轮加工。中国专利号ZL200510017830.6中公开一种新的立方氮化硼外圆磨砂轮及其制造方法，可有效解决空调、冰箱压缩机等高速钢部件的加工磨削问题，其解决的技术方案是，利用新兴起的立方氮化硼作磨面层，在砂轮基体中心开有安装孔，安装孔两头的砂轮基体上开有固定槽，砂轮基体下部有纵向的螺丝孔，砂轮基体竖向周边上经粘结层固装有立方氮化硼磨料层，其制造方法是依次为配混料、成型、干燥、烧结、测验、整形、粘结、硬化、加工、检验及包装。但以上工序只是陶瓷结合剂才用到，且该结构只能通过外圆磨砂轮对产品加工，应用范围狭窄。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种用途广泛、锋利性好、自锐性强的树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是选取体积百分比为12-40％的磨料立方氮化硼先用偶联剂湿润，再与Dialok939p树脂25-50％、氟盐助磨材料1-10％、固体润滑填料1-10％、导热系数高的粉末填料10-30％和氧化物填料1-8％混合搅拌均匀成粉料，再通过热压模具将粉料压制在砂轮基体外壁及上下端面外围上，以制成磨料层截面呈倒放U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮。

所述氟盐助磨材料为六氟合铝酸钠、KAlF4、KAl3F6、Na3 AlF3、KBF4或CaF2，固体润滑填料为石墨、六方氮化硼、二硫化钼或聚四氟乙烯，导热系数高的粉末填料粒度范围为1～10微米，为碳化硅，氧化物填料为氧化镁。

所述热压模具包括模套、下压环、下模芯，上压环和上模芯，砂轮基体通过螺杆、螺母锁紧在下模芯和上模芯之间，并同轴设置在模套内，与模套内壁之间间隙下方和上方分别设置下压环和上压环，下压环和上压环之间填充压制磨料层的粉料。

所述上模芯和下模芯与磨料层接触面部位设置有倒锥度(便于脱模)，上模芯顶面设置有凹槽，凹槽壁设置有沟环，下模芯底面设置有定位销钉孔和长方形槽，分别与工作台面的定位销钉和螺杆连接。

所述粉料由磨料立方氮化硼1200g，用适量偶联剂湿润后，加入Dialok939p树脂200g，六氟合铝酸钠50g，石墨45g，碳化硅360g和氧化镁30g混合搅拌均匀成总重量为1885g的粉料，并通过计算U形磨料层下底一侧的粉料需要投入的重量M1，再根据该配方粉料的松装密度ρ，计算该粉料松装体积，确定需要在下模芯下放置的垫块高度H，把U形下底一侧的粉料先投匀刮平；再轻轻放上铝基体和上模芯，锁紧螺母，投入U形磨料层余下部分的粉料，重量为M2，并摊匀刮平；然后，轻轻放上上压环，按Dialok939p树脂的热压工艺，先由低压后到高压把上模芯、上压环压至与模套持平；热压结束后，脱模时，先将模套脱除，松掉螺母，再轻轻提起上模芯，整个砂轮产品取出；最后，用磨床给砂轮U形磨料层开刃开出立方氮化硼的锋利度。碳化硅粒度范围为1～10微米，M1为710g，ρ为2.1g/cm3，H为5mm，M2为1175g。

树脂结合剂立方氮化硼砂轮，包括砂轮基体和磨料层，其结构特征是磨料层设置在砂轮基体外壁及上下端面外围上。磨料层截面呈倒放U形。所述砂轮基体呈圆盘状，与磨料层接触的面设置有固结用齿槽、燕尾槽、直槽或滚花纹，便于磨料层牢固固结在砂轮基体上。两端面中央部位突起，突起部位便于车床五爪抓盘抓牢以及起到加强砂轮刚性和方便砂轮安装在磨床上。

本发明的砂轮磨料层断面为U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮既可外圆磨，又可端面磨，三面都可以用，相当于以前的一个平行外圆磨砂轮和两个端面磨砂轮，一个砂轮抵以前的三个同规格砂轮，这样节省了砂轮基体和制作费用，降低了成本，提高了产品的价值。同时新配方中立方氮化硼镀镍增重30％-60％，以及用适量偶联剂湿润后，能大大地增加立方氮化硼与树脂结合剂的把持力，增加砂轮寿命和磨削比。氟盐助磨材料磨削钢材所需要的能量会大大地降低，从而使磨削钢的能力大大地提高，同时它会在磨削热作用下熔融，促使磨粒容易脱落，以防止砂轮的堵塞，保持砂轮的锋利性。使用导热系数高的粉末填料，可显著提高树脂结合剂砂轮本体的传热散热效果和使用寿命，此配方经对比与别的厂家同规格立方氮化硼砂轮相比，锋利度好，使用寿命提高一倍还多。

附图说明

图1为本发明砂轮基体与模具配合的分解结构示意图。

图2为图1中A处放大结构示意图。

图3为本发明第一次投放粉料的结构示意图。

图4为本发明第二次投放粉料的结构示意图。

图5为本发明粉料热压压制成磨料层的工作原理示意图。

图6为图5中B处放大结构示意图。

图7为本发明脱模工作原理示意图。

图8为本发明一实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图8，本树脂结合剂立方氮化硼砂轮，包括砂轮基体5和磨料层11，磨料层设置在砂轮基体5外壁及上下端面外围上。磨料层11截面呈倒放U形。砂轮基体5呈圆盘状，与磨料层接触的面设置有固结用齿槽5.1，见图2，两端面中央部位突起5.2。

树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是选取体积百分比为25-40％的磨料立方氮化硼先用偶联剂湿润，再与Dialok939p树脂25-35％、氟盐助磨材料2-5％、固体润滑填料2-5％、导热系数高的粉末填料15-30％和氧化物填料1-8％混合搅拌均匀成粉料，再通过热压模具将粉料压制在砂轮基体外壁及上下端面外围上，以制成磨料层截面呈倒放U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮。其中，立方氮化硼镀镍增重30-60％。氟盐助磨材料为六氟合铝酸钠、KAlF4、KAl3F6、Na3 AlF3、KBF4或CaF2，固体润滑填料为石墨、六方氮化硼、二硫化钼或聚四氟乙烯，导热系数高的粉末填料粒度范围为1～10微米，为碳化硅，氧化物填料为氧化镁。

参见图1，热压模具包括模套4、下压环8、下模芯6、上压环1和上模芯3，砂轮基体通过螺杆7、螺母2锁紧在下模芯和上模芯之间，并同轴设置在模套内，与模套内壁之间间隙下方和上方分别设置下压环和上压环，下压环和上压环之间填充压制磨料层的粉料。上模芯3和下模芯6与磨料层接触面部位设置有倒锥度，见图6，上模芯顶面设置有凹槽，凹槽壁设置有沟环3.1(钩住沟环可将上模芯提起)，下模芯6底面设置有定位销钉孔6.1和长方形槽6.2，分别与工作台面9的定位销钉和螺杆7连接。

参见图3-图7，取磨料立方氮化硼(镀镍，增重60％)含镍总重1200克，用适量偶联剂湿润后，加入Dialok939p树脂200克，六氟合铝酸钠50克，石墨45克，碳化硅(粒度范围为5～10微米)360克，氧化镁30克。用上述配比好的粉料10，在混料机混拌均匀，采用如下方法热压压制。先计算好U形磨料层下底一侧的粉料需要投入的重量M1＝710克，再根据该粉料的松装密度(即还未压实的粉料密度)ρ＝2.1g/cm3，计算该粉料松装体积，确定需要在下模芯下垫上垫块高度H＝5mm，见图3，把U形下底一侧的粉料先投匀刮平，见图3；再轻轻放上铝基体和上模芯，锁紧螺母，投入U形磨料层余下部分的粉料10，重量为M2＝1175克，并摊匀刮平，见图4；然后，轻轻放上上压环，用大铁板将整个模具移入热压模机平台内，并把下面的垫块12取出，按Dialok939p树脂的热压工艺，先由低压后到高压把上模芯、上压环压至持平，见图5；热压结束后，脱模时，先用一个大脱模垫块13将模具整体抬高，垫块最大宽度小于模套内径，高度与模套高度相近，再位于模套上方放置脱模框14，通过下压脱模框14将模套脱除，松掉螺母，再轻轻提起上模芯，整个砂轮产品取出，见图7；最后，脱出来的产品经二次固化后，用车床按图加工好后，用磨床给砂轮U形磨料层11工作面开刃，开出立方氮化硼的锋利度，产品最后经动平衡去重后，打上产品粒度及其它重要标识。则产品经检验合格便可包装入库。

Claims

1.一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是选取体积百分比为12-40％的磨料立方氮化硼先用偶联剂湿润，再与Dialok939p树脂25-50％、氟盐助磨材料1-10％、固体润滑填料1-10％、导热系数高的粉末填料10-30％和氧化物填料1-15％，混合搅拌均匀成粉料(10)，再通过热压模具将粉料压制在砂轮基体外壁及上下端面外围上，以制成磨料层截面呈倒放U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮。

2.根据权利要求1所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是所述粉料由体积百分比为：磨料立方氮化硼25-40％、Dialok939p树脂25-35％、氟盐助磨材料2-5％、固体润滑填料2-5％、导热系数高的粉末填料15-30％和氧化物填料1-8％，其中，立方氮化硼镀镍增重30-60％。

3.根据权利要求1或2所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是所述氟盐助磨材料为六氟合铝酸钠、KA1F4、KA13F6、Na3 AlF3、KBF4或CaF2，固体润滑填料为石墨、六方氮化硼、二硫化钼或聚四氟乙烯，导热系数高的粉末填料粒度范围为1～10微米，为碳化硅，氧化物填料为氧化镁。

4.根据权利要求1所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是所述热压模具包括模套(4)、下压环(8)、下模芯(6)，上压环(1)和上模芯(3)，砂轮基体通过螺杆(7)、螺母(2)锁紧在下模芯和上模芯之间，并同轴设置在模套内，与模套内壁之间间隙下方和上方分别设置下压环和上压环，下压环和上压环之间填充压制磨料层的粉料。

5.根据权利要求2所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是所述上模芯和下模芯与磨料层接触面部位设置有倒锥度，上模芯顶面设置有凹槽，凹槽壁设置有沟环(3.1)，下模芯底面设置有定位销钉孔(6.1)和长方形槽(6.2)，分别与工作台面(9)的定位销钉和螺杆连接。

6.根据权利要求2所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是所述粉料由磨料立方氮化硼1200g，用适量偶联剂湿润后，加入Dialok939p树脂200g，六氟合铝酸钠50g，石墨45g，碳化硅360g和氧化镁30g混合搅拌均匀成总重量为1885g的粉料，并通过计算U形磨料层下底一侧的粉料需要投入的重量M1，再根据该粉料的松装密度ρ，计算该粉料松装体积，确定需要在下模芯下放置的垫块(12)高度H，把U形下底一侧的粉料先投匀刮平；再轻轻放上铝基体和上模芯，锁紧螺母，投入U形磨料层余下部分的粉料，重量为M2，并摊匀刮平；然后，轻轻放上上压环，按Dialok939p树脂的热压工艺，先由低压后到高压把上模芯、上压环压至持平；热压结束后，脱模时，先将模套脱除，松掉螺母，再轻轻提起上模芯，整个砂轮产品取出；最后，用磨床给砂轮U形磨料层开刃开出立方氮化硼的锋利度。

7.根据权利要求6所述树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是所述碳化硅粒度范围为1～10微米，M1为710g，ρ为2.1g/cm3，H为5mm，M2为1175g。