本發(fā)明涉及珩磨加工領(lǐng)域，具體為一種含有超硬磨料(金剛石或CBN)的集聚粒磨料，以及利用該集聚粒磨料制作而成的超硬珩磨油石，其可應(yīng)用于金屬，例如鋼、合金鋼、不銹鋼、硬質(zhì)合金、有色金屬、硬合金，以及非金屬，例如玻璃、陶瓷等材料的珩磨加工。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)械行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和對環(huán)境保護(hù)意識的加強(qiáng)，對于機(jī)械運(yùn)動部件尤其是高速運(yùn)動部件提出了越來越高的要求。例如以發(fā)動機(jī)來說，降低缸體的磨損、降低燃料消耗、噪音水平和低污染排放等標(biāo)準(zhǔn)，使得需要對發(fā)動機(jī)技術(shù)要求進(jìn)一步提高，這相應(yīng)對珩磨和珩磨油石提出了更高的要求和目的。

在目前使用珩磨油石中，珩磨油石還存在許多問題或缺陷。在珩磨油石的生產(chǎn)中，由于超硬磨料與結(jié)合劑粉末之間的比重存在較大的差異(例如金剛石比重為3.52g/cm³，金屬結(jié)合劑粉末比重一般為6～9g/cm³)，因此在操作中易于使原料分層，在成品中造成磨料的“扎堆”現(xiàn)象，造成某些部位磨料過于集中，而其它部位過于分散，使油石在使用中使油石的磨削力分布不均，進(jìn)而造成產(chǎn)品的加工品質(zhì)不穩(wěn)定。

由于珩磨油石自身特定制作條件(磨料、結(jié)合劑、成型和工藝等)和使用要求(例如效率、壽命、粗糙度、加工表面結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性等)的復(fù)雜性，珩磨油石目前存在的某些問題，以及各行業(yè)發(fā)展提出新的要求和目的，使得對珩磨油石的現(xiàn)有原料和工藝還存在著改進(jìn)的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種含有超硬磨料的集聚粒磨料，以及利用該集聚粒磨料制作而成的超硬珩磨油石，其以一種簡單而有效的方式體現(xiàn)了一種獨(dú)特的特征組合，在珩磨中體現(xiàn)出最佳的珩磨性能，使用證明，本發(fā)明的集聚粒磨料及超硬珩磨油石在珩磨性能方面，遠(yuǎn)超過常規(guī)使用的超硬磨料珩磨油石。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種超硬集聚粒磨料，包括超硬磨料及用于埋置超硬磨料、對超硬磨料構(gòu)成粘接和把持的第一結(jié)合劑，所述超硬集聚粒磨料為通過超硬磨料與第一結(jié)合劑混合、造粒，再經(jīng)過燒結(jié)、煅燒或焙燒的方式，使第一結(jié)合劑合金化、硬化或固化，構(gòu)成的由第一結(jié)合劑將若干粒超硬磨料顆粒集合在一起形成的一種具有預(yù)定強(qiáng)度的集聚顆粒狀復(fù)合材料，其中，超硬磨料占超硬集聚粒磨料總體積的10～90％，第一結(jié)合劑占超硬集聚粒磨料總體積的90～10％。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述超硬磨料為金剛石、CBN中的一種或其組合，其尺寸范圍為0.001～1.000mm。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述第一結(jié)合劑為金屬材料結(jié)合劑、無機(jī)材料結(jié)合劑及有機(jī)材料結(jié)合劑中的一種。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述第一結(jié)合劑還包括填料，所述填料為潤滑劑、助磨劑、普通磨料及造孔劑中的一種或其組合。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述超硬集聚粒磨料中含有5～50或以上粒超硬磨料顆粒，所述超硬集聚粒磨料的尺寸約為0.01～3mm。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述超硬集聚粒磨料的形狀為球形、錐形、六面體、橢圓形和無定形中的一種。

一種超硬珩磨油石，包括超硬集聚粒磨料及用于埋置超硬集聚粒磨料、對超硬集聚粒磨料構(gòu)成粘接和把持的第二結(jié)合劑，其為通過對第二結(jié)合劑合金化、硬化或固化，構(gòu)成的呈預(yù)定尺寸和強(qiáng)度的珩磨油石，其中所述超硬集聚粒磨料為權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的超硬集聚粒磨料。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述第二結(jié)合劑為金屬材料結(jié)合劑、無機(jī)材料結(jié)合劑及有機(jī)材料結(jié)合劑中的一種，其還包括填料，所述填料為潤滑劑、助磨劑及造孔劑中的一種或其組合。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述第二結(jié)合劑還包括其它磨料，所述其他磨料為金剛石、CBN、碳化硅、氧化鋁、氮化硼及其它普通磨料中的一種或其組合，所述其它磨料的尺寸范圍為0.001～1.000mm。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述超硬珩磨油石的第二結(jié)合劑的硬度和耐磨性低于所述超硬集聚粒磨料的第一結(jié)合劑的硬度和耐磨性，所述超硬珩磨油石的第二結(jié)合劑的合金化、硬化或固化溫度低于所述超硬集聚粒磨料的第一結(jié)合劑的合金化、硬化或固化溫度。

本發(fā)明帶來的有益效果有：

本發(fā)明的超硬集聚粒磨料包括第一結(jié)合劑、超硬磨料和任選的填料，其中，第一結(jié)合劑對磨料構(gòu)成直接粘接；由超硬集聚粒磨料制作而成的超硬珩磨油石，包括第二結(jié)合劑、超硬集聚粒磨料和任選的填料，使得第二結(jié)合劑對工件實(shí)施磨削的磨料構(gòu)成間接粘接。

其中，超硬珩磨油石的第二結(jié)合劑的燒結(jié)、硬化或固化溫度，低于超硬集聚粒磨料的第一結(jié)合劑的燒結(jié)、硬化或固化溫度，使得在制作超硬珩磨油石的工藝過程中，不會對超硬集聚粒磨料的結(jié)構(gòu)和性能造成衰減；同時，第一結(jié)合劑的硬度或耐磨性高于第二結(jié)合劑的硬度和耐磨性，以此在加工期間使超硬集聚粒磨料呈現(xiàn)高的出露，產(chǎn)生出與工件之間較大的離隙空間，促進(jìn)超硬珩磨油石與工件接觸面的冷卻和切屑的排放，以此呈現(xiàn)出更高的加工效率和更低的磨削阻抗；由于處于更冷的加工狀態(tài)，從而延長了超硬珩磨油石的壽命。

此外，本發(fā)明可以通過超硬集聚粒磨料的方式，用細(xì)粒度的超硬磨料替代粗粒度超硬磨料，提高加工工件的粗糙度質(zhì)量，從而改善工件表面的品質(zhì)。而基于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，可有效提高磨料在油石結(jié)合劑胎體中的均勻分布度，使得以此而成的油石體現(xiàn)出更優(yōu)質(zhì)的效率、壽命和加工表面品質(zhì)的同時，也簡化了油石的設(shè)計(jì)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，

附圖1為本發(fā)明用于工件珩磨的超硬珩磨油石；

附圖2為本發(fā)明用于工件珩磨的帶槽的超硬珩磨油石；

附圖3為本發(fā)明超硬集聚粒磨料示意圖；

附圖4為常規(guī)珩磨油石的表面工作狀態(tài)示意圖；

附圖5為本發(fā)明超硬珩磨油石的表面工作狀態(tài)示意圖；

圖中各序號所對應(yīng)的標(biāo)注名稱如下：

1-超硬珩磨油石；2-工作層；3-非工作層(或連接層)；4-弧形工作面；5-冷卻排屑槽；30-超硬集聚粒磨料；31-超硬磨料；32-第一結(jié)合劑；34-第二結(jié)合劑；40-常規(guī)油石；41-常規(guī)磨料；13、43-工作面離隙；44-結(jié)合劑；15、45-磨削面等高面。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，顯然，此處所描述的具體實(shí)施例及附圖為示例性而非限制性的，本發(fā)明的范圍不應(yīng)當(dāng)由示例性實(shí)施所限制，而應(yīng)當(dāng)僅由權(quán)利要求書及其等同范圍所限制，基于本發(fā)明中的實(shí)施案例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其它實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

參照附圖3，一種超硬集聚粒磨料，其尺寸約為0.01～3mm，主要包括超硬磨料31及用于埋置超硬磨料31、對超硬磨料31構(gòu)成粘接和把持的第一結(jié)合劑32，超硬集聚粒磨料30中含有5～50或以上粒超硬磨料31顆粒。

其中，超硬磨料31占超硬集聚粒磨料30總體積的10～90％，第一結(jié)合劑32占超硬集聚粒磨料30總體積的90～10％，超硬磨料31顆粒至少50％以上由第一結(jié)合劑32直接粘接和把持。

該超硬集聚粒磨料30是通過超硬磨料31與第一結(jié)合劑32混合、造粒，再經(jīng)過燒結(jié)、煅燒或焙燒的方式，使第一結(jié)合劑32合金化、硬化或固化，構(gòu)成的由第一結(jié)合劑32將若干粒超硬磨料31顆粒集合在一起形成的一種具有預(yù)定強(qiáng)度的集聚顆粒狀復(fù)合材料，并使其成為制作超硬珩磨油石1的“磨料型”原料。

在此，超硬磨料31可以是金剛石、CBN中的一種或其組合，或CBN與其它普通磨料的混合構(gòu)成，磨料的粒度尺寸范圍為0.001～1.000mm。磨料顆粒表面可以鍍敷金屬(例如金屬Ni或Ti等)，或者非金屬(例如剛玉)。

第一結(jié)合劑32可以為金屬材料結(jié)合劑，例如Cu、Sn、Zn、Ni、Co、Fe、Cr、Ti、W、Zr、Al、Ge、Ag、Au等單質(zhì)元素，單質(zhì)元素的混合物或其合金；也可以為無機(jī)材料結(jié)合劑，例如玻璃質(zhì)結(jié)合劑材料和陶瓷結(jié)合劑材料；還可以為有機(jī)材料結(jié)合劑，例如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、橡膠、聚氨酯樹脂和丙烯酸樹脂等。因此，選用不同的第一結(jié)合劑32材料，可將超硬集聚粒磨料30分為：金屬結(jié)合劑集聚粒、無機(jī)結(jié)合劑集聚粒和有機(jī)結(jié)合劑集聚粒。

同時在個別實(shí)施例中，第一結(jié)合劑32還可包括填料，填料為潤滑劑、助磨劑、普通磨料及造孔劑中的一種或其組合。

其他，超硬集聚粒磨料30的形狀可以為球形、錐形、六面體、橢圓形和無定形中的任一種。

本發(fā)明的超硬集聚粒磨料30在珩磨油石的制作中將體現(xiàn)出操作便利的優(yōu)勢。由于超硬集聚粒磨料30顆粒比單一磨料顆粒更粗，同時比重也產(chǎn)生了變化，因此將從本質(zhì)上提高與第二結(jié)合劑34的均勻一致性。

實(shí)施例2

一種超硬珩磨油石，包括超硬集聚粒磨料30及用于埋置超硬集聚粒磨料30、對超硬集聚粒磨料30構(gòu)成粘接和把持的第二結(jié)合劑34，其為通過對第二結(jié)合劑34合金化、硬化或固化，構(gòu)成的呈預(yù)定尺寸和強(qiáng)度的珩磨油石。

其中，超硬集聚粒磨料30為實(shí)施例一中制備的任一種，如金屬結(jié)合劑集聚粒磨料、無機(jī)結(jié)合劑集聚粒磨料或有機(jī)結(jié)合劑集聚粒磨料，同時還可以為其任意的混合。

上述的第二結(jié)合劑34為金屬材料結(jié)合劑、無機(jī)材料結(jié)合劑及有機(jī)材料結(jié)合劑中的一種，其還包括填料，填料選取為潤滑劑、助磨劑及造孔劑中的一種或其組合。

此外，在本發(fā)明的個別實(shí)施例中，第二結(jié)合劑34還可包括其它磨料，所謂其他磨料具體為金剛石、CBN、碳化硅、氧化鋁、氮化硼及其它普通磨料中的一種或其組合，其它磨料的尺寸范圍限定為0.001～1.000mm。

其中，超硬珩磨油石1的第二結(jié)合劑34的燒結(jié)、硬化或固化溫度，低于超硬集聚粒磨料30第一結(jié)合劑32的燒結(jié)、硬化或固化溫度，使得在制作超硬珩磨油石1的工藝過程中，不會對超硬集聚粒磨料30的結(jié)構(gòu)和性能造成衰減；同時，第一結(jié)合劑32的硬度或耐磨性高于第二結(jié)合劑34的硬度和耐磨性，以此在加工期間使超硬集聚粒磨料30呈高的出露，與工件之間呈現(xiàn)出大的離隙空間，促進(jìn)超硬珩磨油石1與工件接觸面的冷卻和切屑的排放，以此呈現(xiàn)出更高的加工效率和低的磨削阻抗。

而正由于處于更冷的加工狀態(tài)，從而延長了超硬珩磨油石1的壽命；并可以通過超硬集聚粒磨料30的方式，用細(xì)粒度的超硬磨料31替代粗粒度超硬磨料31，減低工件表面的粗糙度，從而改善工件表面的品質(zhì)。

本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于金屬，例如鋼、合金鋼、不銹鋼、硬質(zhì)合金、有色金屬、硬合金，以及非金屬，例如玻璃、陶瓷等材料的珩磨加工，使用證明，本發(fā)明的超硬集聚粒磨料30和使用該超硬集聚粒磨料30生產(chǎn)的油石在珩磨性能方面，遠(yuǎn)超過常規(guī)使用的超硬磨料31珩磨油石。

實(shí)施例3

參照附圖1及附圖2。

本發(fā)明的超硬珩磨油石1總體呈長方體的形狀，根據(jù)不同珩磨工藝要求，可根據(jù)冷卻排屑槽5的有無將其區(qū)分為帶槽型或無槽型，其主要包括用于對工件實(shí)施磨削的工作層2、弧形工作面4，和一般不包含磨料、用于粘接或連接珩磨頭夾具座的非工作層(或連接層)3。實(shí)施過程中采用膠粘接或焊接的方式，將本超硬珩磨油石1連接于夾具座。

使用本發(fā)明新穎的超硬集聚粒磨料30，并使用按照本發(fā)明原理所制作的超硬珩磨油石1，其磨削效率提高了50％，油石的壽命延長了150％，并在低油石壓強(qiáng)下，提高了加工工件的表面質(zhì)量，改善了珩磨機(jī)的設(shè)備使用狀況。

尤其在拋光珩磨、平頂珩磨和精密珩磨方面，本發(fā)明更體現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的綜合性效果。

實(shí)施例4

參照附圖4-5，其示意性的表示了常規(guī)珩磨油石珩磨時的表面工作狀態(tài)，及本發(fā)明的超硬珩磨油石1珩磨時的表面工作狀態(tài)。

其中，常規(guī)油石40包括常規(guī)磨料41及對其構(gòu)成粘結(jié)和把持的結(jié)合劑44，附圖4中示意性的給出了其工作時的磨削面等高面45，可見其工作面離隙43較小，將不利于油石與工件接觸面的冷卻和切屑的排放。

本發(fā)明的超硬珩磨油石1，附圖5中示意性的給出了其工作時的磨削面等高面15，可見其與工件之間呈現(xiàn)出大的離隙空間，即其工作面離隙13較大，進(jìn)而可有效促進(jìn)本超硬珩磨油石1與工件接觸面的冷卻和切屑的排放，以此呈現(xiàn)出更高的加工效率和低的磨削阻抗。