一种磁性磨粒的高能球磨制备方法技术

一种应用高能球磨制备磁性磨粒的方法，属于机械零件表面光整加工技术领域。其特征在于首先按照磁性微粒30%~80%、粒度40#～80#，非磁性磨粒20%~70%，粒度60#～100#用搅拌器充分混合；然后加入球磨机用钢球，球径为3mm～5mm；将混料和磨球充分混合，重量比为30:1～50:1；最后混合好的备料放入球磨机中，装填系数为0.4～0.5；球磨机抽真空后，开始工作制备磁性磨料，球磨时间大约为2小时～3小时。本发明专利技术的磁性磨粒制备方法，制备过程简单、制备成本低、制备周期短、磨粒能达到次微米级、而且节能、对环境污染很小，有利于进行大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种应用高能球磨制备磁性磨粒的方法，属于机械零件表面光整加工
。其特征在于首先按照磁性微粒30%~80%、粒度40#～80#，非磁性磨粒20%~70%，粒度60#～100#用搅拌器充分混合；然后加入球磨机用钢球，球径为3mm～5mm；将混料和磨球充分混合，重量比为30:1～50:1；最后混合好的备料放入球磨机中，装填系数为0.4～0.5；球磨机抽真空后，开始工作制备磁性磨料，球磨时间大约为2小时～3小时。本专利技术的磁性磨粒制备方法，制备过程简单、制备成本低、制备周期短、磨粒能达到次微米级、而且节能、对环境污染很小，有利于进行大规模工业化生产。【专利说明】
本专利技术，属于机械零件表面光整加工
，磁性磨粒的制备方法，具体涉及。
技术介绍
磁性磨粒光整加工是利用电磁或永磁发生装置产生的磁场，使导磁的磁性磨粒与工件被加工表面产生作用力，通过磁性磨粒与工件被加工表面的相对运动，实现对工件表面的光整加工。这种技术以其良好的加工效果、自适应性等特点，在航空航天业、精密仪器和精密量具等行业有广阔的应用前景。传统应用较多的磁性磨粒制备工艺主要有粘接法、热压烧结法和真空烧结法三种，其中以粘结工艺为基础的“磁性研磨磨具及其制备(ZL00135667.4.2003)”以及“热压烧结法制备磁性磨粒(ZL00136573.8.2003)”的工艺方法已获得国家专利技术专利。粘结法是一种方法简单、成本低的磁性磨粒制备方法，它是用粘结剂如酚醛树脂、环氧树脂等将一定比例均匀混合好的磁介质相和磨粒相粘结为一体，然后通过加压凝固、破碎、筛选制成所需磁性磨粒。粘结法制备的磁性磨粒，由于不需要使用太多辅助设备，没有如真空环境、惰性气体保护气氛等制备环境要求，因此制备过程简单、成本低。但由于其固有的工艺过程以及现有粘结剂的耐高温性等局限，当加工过程中零件表面温度较高时磁性磨粒中的粘结剂会使加工的表面变成暗黑色，甚至粘结剂会粘附在零件表面，使得原有表面被污染破毁。热压烧结法是在真空烧结炉中同时施加压力和高温，使成形和烧结同时发生，进行磁性磨粒的制备。热压烧结法制备的磁性磨粒具有强度高、硬度高、密度大、含气量较低的优越性。热压烧结的工艺特点是压制与烧结同时进行，与粘结法相比而言制备设备相对复杂，控制过程要求较高，制备周期长，并且热压烧结过程中磨具尺寸的稳定性以及施加压力等因素也有较大影响。另外，磁性磨粒的粉碎较难，粉碎时所需的破碎力较大，导致部分磨料发生分离；另一方面，热压烧结的模具尺寸大小限制了磁性磨粒的生产批量，增加了生产成本。真空烧结法与热压烧结法的区别在于，它需要在备料里加入结合齐?，然后进行冷压成型，进一步用等静压机对压制好的坯体进行处理，以使得颗粒致密化，然后进行真空烧结、破碎、`筛选制备磁性磨粒。其他的磁性磨粒制备方法有机械压嵌法、铸造法、原位反应复合法、激光烧结法、放电等离子烧结法等，然而所制得的磁性磨粒以及工艺过程都有不同程度的劣势，包括加工效果不很理想、使用寿命不长、制备成本高等。高能球磨是用球磨机的转动或振动使硬球对原料进行强烈的冲击、研磨、挤压和搅拌。利用机械能来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化，以此来制备新材料，可明显降低反应活化能、细化晶粒、极大地提高粉末活性、改善颗粒分布均匀性和增强体与基体之间界面的结合。高能球磨法已被广泛应用于合金、磁性材料、超导材料、金属间化合物、超饱和固溶体材料以及非晶、准晶、纳米晶等亚稳态材料的制备，也已经应用于许多高活性陶瓷粉体、纳米陶瓷基复合材料等的研究中。
技术实现思路
本专利技术，目的在于为了解决上述现有技术中磁性磨粒制备过程复杂、制备成本高、加工效果不很理想等问题，提出的技术方案。本专利技术，其特征在于首先按照磁性微粒30%~80%、粒度40#~80#，非磁性磨粒20%~70%，粒度60#~100#用搅拌器充分混合；然后加入球磨机用钢球，球径为3mm~5mm ;将混料和磨球充分混合,重量比为30:1~50:1 ;最后混合好的备料放入球磨机中，装填系数为0.4~0.5 ;球磨机抽真空后，开始工作制备磁性磨料，球磨时间大约为2小时~3小时，其具体步骤为: (1)选择采用纯度为98%、粒度为40目~80目的铁粉，其重量百分比占磨具总重量的30%"80% ； (2)选择采用纯度为99%、粒度60目~100目的刚玉粉，其重量百分比占磨具总重量的20%"70% ； (3)将铁粉和刚玉粉放入搅拌器中采用机械搅拌方法充分混合，搅拌10-30分钟； (4)选择GCrl5轴承钢球,球径为3mm~5mm； (5)将磨球和第3步混合的备料按重量比30:1飞O:1采用机械搅拌方法混合，搅拌10~30分钟； (6)将第5步混合好的物料放入球磨机，装填系数为0.4~0.5 ; (7)球磨滚筒抽真空； (8)开动球磨机，时间约2小时小时，磁性磨料球磨成形。本专利技术的有益效果如下:实现了磁性磨粒的高能球磨制备。利用本专利技术所述方法制备的磁性磨粒对工件进行加工，其表面粗糙度Ra值可达到0.2 μ m左右。本专利技术制备过程简单、制备成本低、制备周期短、磨粒能达到次微米级，而且节能、对环境污染很小，有利于进行大规模工业化生产。【具体实施方式】实施方式I ，包括以下步骤，(1)选择采用纯度为98%、粒度为40目的铁粉，其重量百分比占磨具总重量的50%；(2)选择采用纯度为99%、粒度70目的刚玉粉，其重量百分比占磨具总重量的50%； (3)将铁粉和刚玉粉放入搅拌器中采用机械搅拌方法充分混合，搅拌15分钟； (4)选择GCrl5轴承钢球，球径为4_； (5)将磨球和第3步混合的备料按重量比30:1采用机械搅拌方法混合，搅拌15分钟； (6)将第5步混合好的物料放入球磨机，装填系数为0.4 ； (7)球磨滚筒抽真空； (8)开动球磨机，时间约2.5小时，磁性磨料球磨成形。制备的磁性磨粒具有良好的表面形貌和理想的粒度，并且得到不错的加工效果，加工后工件表面的光滑度 和光泽度都有明显的提高。实施方式2 ，包括以下步骤， (1)选择采用纯度为98%、粒度为50目的铁粉，其重量百分比占磨具总重量的60%； (2)选择采用纯度为99%、粒度80目的刚玉粉，其重量百分比占磨具总重量的40%;(3)将铁粉和刚玉粉放入搅拌器中采用机械搅拌方法充分混合，搅拌20分钟； (4)选择GCrl5轴承钢球，球径为5mm； (5)将磨球和第3步混合的备料按重量比40:1采用机械搅拌方法混合，搅拌15分钟； (6)将第5步混合好的物料放入球磨机，装填系数为0.5 ； (7)球磨滚筒抽真空； (8)开动球磨机，时间约2.5小时，磁性磨料球磨成形。制备的磁性磨粒具有良好的表面形貌和理想的粒度，并且得到不错的加工效果，加工后工件表面的光滑度和光泽度都有明显的提高。实施方式3 ，包括以下步骤， (1)选择采用纯度为98%、粒度为60目的铁粉，其重量百分比占磨具总重量的80%； (2)选择采用纯度为99%、粒度90目的刚玉粉，其重量百分比占磨具总重量的20%;(3)将铁粉和刚玉粉放入搅拌器中采用机械搅拌方法充分混合，搅拌20分钟； (4)选择GCrl5轴承钢球，球径为4_；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文辉，杨胜强，陈红玲，李秀红，王晓峰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：