本發(fā)明屬于磨削加工用砂輪，具體涉及到一種加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪及制備方法。

背景技術(shù)：

1、陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪一般由工作層、基體、粘膠層三部份組成。其中工作層又稱為磨削層，由立方氮化硼磨料、陶瓷結(jié)合劑、填料組成，基體一般為鋼基體、鋁基體、鈦合金、碳纖維、陶瓷基體，粘膠層不參與磨削，主要是將工作層固定在基體上。陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪具有磨削性能好，磨削效率高，修整周期長等優(yōu)點(diǎn)，適宜加工高速鋼、軸承鋼、工具鋼、冷激鑄鐵等黑色金屬材料。

2、曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的部件，它承受連桿傳來的力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過曲軸輸出并驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)上其他附件工作。曲軸法蘭面要求粗糙度好，尺寸精度高，同時(shí)磨削部位多，且不在同一平面?，F(xiàn)有的砂輪基本都是制備成常規(guī)形狀結(jié)塊，然后進(jìn)行大余量修磨到目標(biāo)尺寸，增加了磨加工操作難度，延長了交貨周期，浪費(fèi)了cbn磨料及其他原材料，對(duì)于落差較大的工件磨削面，制備難度更大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪，以解決制備加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪磨加工操作難，交貨周期長，磨料及其他原材料浪費(fèi)的問題。

2、本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

3、一種加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪，包括基體以及粘結(jié)在基體上的陶瓷結(jié)合劑cbn工作層；所述陶瓷結(jié)合劑cbn工作層由陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊拼接而成；陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊由cbn磨料、陶瓷結(jié)合劑、白剛玉、造孔劑、酚醛樹脂液經(jīng)冷壓工藝一次性整體壓制成型后，高溫?zé)Y(jié)得到。優(yōu)選的，所述陶瓷結(jié)合劑由二氧化硅、氧化鋁、硼酸、碳酸鉀、碳酸鈣、氧化鋅制備。

4、本發(fā)明中，造孔劑為碳粉，其粒度為100～300?μm。

5、本發(fā)明中，cbn磨料、陶瓷結(jié)合劑、白剛玉、造孔劑、酚醛樹脂液的質(zhì)量比例為（40～60）∶（15～25）∶（12～25）∶（4～11）∶（2～9），優(yōu)選的，cbn磨料、陶瓷結(jié)合劑、白剛玉、造孔劑、酚醛樹脂液的質(zhì)量比例為（45～55）∶（16～23）∶（15～20）∶（5～10）∶（4～8）；進(jìn)一步優(yōu)選的，cbn磨料、陶瓷結(jié)合劑、白剛玉、造孔劑、酚醛樹脂液的質(zhì)量比例為（46～50）∶（17～20）∶（16～20）∶（6～9）∶（7～8）。

6、本發(fā)明中，二氧化硅、氧化鋁、硼酸、碳酸鉀、碳酸鈣、氧化鋅的質(zhì)量比例為（38～47）∶（22～32）∶（13～22）∶（5～10）∶（2～5）；優(yōu)選的，二氧化硅、氧化鋁、硼酸、碳酸鉀、碳酸鈣、氧化鋅的質(zhì)量比例為（40～45）∶（25～30）∶（15～20）∶（8～10）∶（3～5）。

7、本發(fā)明公開了上述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪的制備方法，包括以下步驟：

8、（1）將cbn磨料、陶瓷結(jié)合劑、白剛玉、造孔劑、酚醛樹脂液混合得到工作層混合料；

9、（2）將工作層混合料加入模腔中經(jīng)冷壓工藝一次性整體壓制成型，得到陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊坯體；

10、（3）將陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊坯體燒結(jié)，得到陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊；

11、（4）將陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊粘接在基體上形成陶瓷結(jié)合劑cbn工作層，得到加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪。

12、上述方案，步驟（1）中，將cbn磨料、陶瓷結(jié)合劑、白剛玉、造孔劑放入三維混料機(jī)，混料時(shí)間為100～150min，然后添加樹脂液，攪拌均勻。

13、上述方案，步驟（1）中，陶瓷結(jié)合劑由二氧化硅、氧化鋁、硼酸、碳酸鉀、碳酸鈣、氧化鋅熔煉、急冷、粉碎制備；具體的，二氧化硅、氧化鋁、硼酸、碳酸鉀、碳酸鈣、氧化鋅混合均勻后，在熔煉爐中1500℃～1600℃熔煉，熔融的料落入水中急速冷卻后經(jīng)球磨機(jī)濕磨粉碎，粉體150℃～200℃烘干后過篩，取可以過篩600目標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)，無法通過800目標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)的粉末，得到陶瓷結(jié)合劑。

14、上述方案，步驟（2）中，根據(jù)曲軸法蘭面形狀，將工作層混合料投入模腔，將模具整體放入壓機(jī)壓制，設(shè)置壓力為10～30噸，保壓時(shí)間為60～90秒；出模后得到陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊坯體。曲軸法蘭面要求粗糙度好，尺寸精度高，同時(shí)磨削部位多，且不在同一平面。現(xiàn)有的砂輪基本都是制備成常規(guī)形狀結(jié)塊，然后進(jìn)行大余量修磨到目標(biāo)尺寸，增加了磨加工操作難度，延長了交貨周期，浪費(fèi)了cbn磨料及其他原材料，對(duì)于落差較大的工件磨削面，制備難度更大。本發(fā)明采用新的技術(shù)思路，以現(xiàn)有原料配制新的配方，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)冷壓工藝一次性整體壓制成型制備與曲軸法蘭面形狀匹配的陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊坯體，再常規(guī)燒結(jié)，可以得到陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊，克服了現(xiàn)有技術(shù)先制備成常規(guī)形狀結(jié)塊然后進(jìn)行大余量修磨到目標(biāo)形狀的技術(shù)偏見，也解決了現(xiàn)有技術(shù)采用分步制備端面磨層、外圓磨層存在的制備方法復(fù)雜的問題。

15、上述方案，步驟（3）中，燒結(jié)在空氣中進(jìn)行，工藝為從室溫經(jīng)過3～5小時(shí)升溫到450～550℃，保溫2.5～3.5小時(shí)，然后經(jīng)1～3小時(shí)升溫至700～900℃，保溫0.5～1.5小時(shí)，再經(jīng)3.5～5小時(shí)升溫至900～1000℃，保溫1.5～2.5小時(shí)，之后隨爐冷卻降溫。

16、本發(fā)明中，基體為現(xiàn)有部件，本發(fā)明選擇鋼基體；由陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊拼接而成陶瓷結(jié)合劑cbn工作層的具體方法為常規(guī)技術(shù)，一般采用膠粘，異型結(jié)塊粘膠處弧度與基體貼合；作為常識(shí)，再經(jīng)過機(jī)械加工，得到加工曲軸法蘭面砂輪。

17、本發(fā)明公開了上述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪在制備曲軸法蘭面加工磨具中的應(yīng)用，或者上述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪在加工曲軸法蘭面中的應(yīng)用，優(yōu)選的，加工為磨加工。

18、本發(fā)明公開了一種加工曲軸法蘭面的方法，利用上述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪加工曲軸法蘭面。

19、本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

20、1.本發(fā)明采用新的技術(shù)思路，以現(xiàn)有原料配制新的配方，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)冷壓工藝一次性整體壓制成型制備與曲軸法蘭面形狀匹配的陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊坯體，再常規(guī)燒結(jié)，可以得到陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊；解決現(xiàn)有技術(shù)制備加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪磨加工操作難，交貨周期長，磨料及其他原材料浪費(fèi)的問題。

21、2.?本發(fā)明制備的加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪結(jié)塊為整體結(jié)構(gòu)，避免了拼接結(jié)構(gòu)在磨加工時(shí)對(duì)工件精度、粗糙度造成的影響。

22、3.?本發(fā)明通過模塊、組份控制壓制過程中，制備結(jié)塊密度均勻，加工工件質(zhì)量更穩(wěn)定。

技術(shù)特征：

1.一種加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪，包括基體以及粘結(jié)在基體上的陶瓷結(jié)合劑cbn工作層，其特征在于，所述陶瓷結(jié)合劑cbn工作層由陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊拼接而成；陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊由cbn磨料、陶瓷結(jié)合劑、白剛玉、造孔劑、酚醛樹脂液經(jīng)冷壓工藝一次性整體壓制成型后，高溫?zé)Y(jié)得到；所述陶瓷結(jié)合劑由二氧化硅、氧化鋁、硼酸、碳酸鉀、碳酸鈣、氧化鋅制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪，其特征在于，造孔劑為碳粉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪，其特征在于，cbn磨料、陶瓷結(jié)合劑、白剛玉、造孔劑、酚醛樹脂液的質(zhì)量比例為（40～60）∶（15～25）∶（12～25）∶（4～11）∶（2～9）；二氧化硅、氧化鋁、硼酸、碳酸鉀、碳酸鈣、氧化鋅的質(zhì)量比例為（38～47）∶（22～32）∶（13～22）∶（5～10）∶（2～5）。

4.權(quán)利要求1所述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪的制備方法，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，陶瓷結(jié)合劑由二氧化硅、氧化鋁、硼酸、碳酸鉀、碳酸鈣、氧化鋅熔煉、急冷、粉碎制備。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，將工作層混合料投入模腔，將模具整體放入壓機(jī)壓制，設(shè)置壓力為10～30噸，保壓時(shí)間為60～90秒；出模后得到陶瓷結(jié)合劑cbn異型結(jié)塊坯體。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，燒結(jié)在空氣中進(jìn)行，工藝為從室溫經(jīng)過3～5小時(shí)升溫到450～550℃，保溫2.5～3.5小時(shí)，然后經(jīng)1～3小時(shí)升溫至700～900℃，保溫0.5～1.5小時(shí)，再經(jīng)3.5～5小時(shí)升溫至900～1000℃，保溫1.5～2.5小時(shí)，之后隨爐冷卻降溫。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪的制備方法，其特征在于，基體為鋼基體。

9.權(quán)利要求1所述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪在制備曲軸法蘭面加工磨具中的應(yīng)用，或者權(quán)利要求1所述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪在加工曲軸法蘭面中的應(yīng)用。

10.一種加工曲軸法蘭面的方法，利用權(quán)利要求1所述加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪加工曲軸法蘭面。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種加工曲軸法蘭面異型陶瓷結(jié)合劑砂輪及制備方法，包括鋼基體以及粘結(jié)在鋼基體上的陶瓷結(jié)合劑工作層，陶瓷結(jié)合劑工作層由CBN磨料、陶瓷結(jié)合劑、白剛玉、造孔劑、酚醛樹脂液經(jīng)冷壓工藝一次性整體壓制成型后，高溫?zé)Y(jié)得到異型結(jié)塊拼接而成，異型結(jié)塊粘膠處弧度與基體貼合。本發(fā)明采用新的配方冷壓成型，解決了不同區(qū)域軟硬不均的問題，實(shí)現(xiàn)了異型結(jié)塊一次性整體壓制成型。本發(fā)明加工曲軸法蘭面陶瓷結(jié)合劑砂輪制備時(shí)磨加工余量小，可以減少工作量，縮短交貨周期，節(jié)省磨料成本。

技術(shù)研發(fā)人員：王清濤,李偉超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇賽揚(yáng)精工科技有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17