一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮，包括基体和磨料层，所述磨料层由以下重量份的原料制备而成：树脂粉15‑25份，微米级碳化硼粉10‑35份，多晶金刚石磨料45‑65份，FeCrAl合金纤维1‑5份，湿润剂1‑2份。本发明专利技术提供的高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮与传统的树脂结合剂金刚石无心磨砂轮相比，具有自锐性高、砂轮修整次数少、耐用度高的优点，提高了加工效率。另外，改进的混料工艺效率高、混料均匀性好，可实现大批量生产，提高了生产效率。本发明专利技术的混料工艺采用磨料和结合剂分别干法球磨再填入湿润剂三维机混的方式，提高了混料效率和混料均匀性效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮及其制备方法
本专利技术属于高效精密磨削加工
，具体涉及一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮及其制备方法。
技术介绍
随着精密加工技术的不断进步，采用金刚石砂轮的磨削加工工艺已广泛应用于各类材料的粗磨和精磨工序，该磨削加工工艺已经成为现代机械制造领域中实现精密与超精密加工有效且应用广泛的基本技术，为高精度、高表面质量工件的超精密加工奠定了基础。与之相对应的是，高性能、高自动化磨床装备对使用砂轮等磨削工具的性能要求也越来越高。金刚石砂轮作为磨削硬脆材料的理想工具，已广泛应用于磨削加工硬质合金、陶瓷、玻璃、石材、半导体等材料或领域。树脂结合剂金刚石无心磨砂轮因具备高精度、高表面质量和高效率的加工特性而越来越受到客户青睐。目前使用的树脂结合剂金刚石无心磨砂轮存在以下不足：1）砂轮自锐性差；2）砂轮修整次数多，耐用度低。国内使用的树脂结合剂金刚石砂轮配方体系通常为树脂加铜粉等填料制作，尤其对于大直径、高厚度的无心磨砂轮，因铜粉的延展性好，在磨削加工硬脆材料时易堵塞砂轮表面，导致砂轮的自锐性变差，从而使砂轮的磨削性能降低。根据上述存在的问题，为了满足硬脆材料高、精、尖的加工需求，急需专利技术一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决目前砂轮自锐性差和耐用度低等问题，采用一定的配方和生产工艺提供一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮及其制备方法，提高加工效率，达到提高砂轮自锐性和耐用度的目的。本专利技术的目的是以下述方式实现的：一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮，包括基体和磨料层，所述磨料层由以下重量份的原料制备而成：树脂粉15-25份，微米级碳化硼粉10-35份，多晶金刚石磨料45-65份，FeCrAl合金纤维1-5份，湿润剂1-2份。所述树脂粉为亚胺树脂粉或改性的亚胺树脂粉。所述湿润剂为甲酚、聚乙烯醇或硅烷偶联剂。所述FeCrAl合金纤维的直径6-10μm，长度0.5mm。如上述的高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮的制备方法，具体步骤如下：（1）将树脂粉、微米级碳化硼粉、多晶金刚石磨料、FeCrAl合金纤维和湿润剂按比例进行混料，得到成型料；（2）将基体和成型料装入模具内，在热压机上按一定的成型工艺制备砂轮毛坯，热压成型温度为215-235℃，热压时间45-90min，压力2-15MPa；（3）将热压后的砂轮毛坯放置于硬化烘箱中，烘箱内温度经1-1.5h升至95-105℃，保温2-3h，经2-3h升温至保温温度225-240℃，保温10-12小时，自然降温至40℃后取出；（4）硬化后的砂轮毛坯经过多片粘接组装、基体粗车、基体精车、确定基体基准面、基体孔径精车、砂轮磨料层端面和外圆修整开刃、做动平衡工序，最终检验入库。所述步骤（1）先将多晶金刚石磨料干法球磨1-2h，树脂粉和微米级碳化硼粉干法球磨2-3h，再将FeCrAl合金纤维和湿润剂，以及球磨后的树脂粉、微米级碳化硼粉、多晶金刚石磨料加入三维涡流混料机中混料0.5-1h即可得到成型料。碳化硼硬度高，其莫氏硬度仅次于超硬磨料，配方中的微米级碳化硼微粉硬度高、高温稳定性和化学稳定性好，包含了锋利的切割刃角,有一定的辅助磨削作用，同时起到增强磨料层整体强度的作用。多晶金刚石磨料具有结构粗糙褶皱，微刃多，韧性好等特点，这种特殊结构和性能能改善砂轮的自锐能力和硬度，实现砂轮在磨削加工过程中自破碎、逐步露出新刃，可持续自锐，有利于提高砂轮的自锐性和耐用度，降低砂轮修整的频次。碳化硼粉和多晶金刚石磨料均能改善砂轮的自锐能力和硬度，有利于提高砂轮的自锐性和耐用度。FeCrAl合金纤维，直径6-10μm，长度0.5mm，具有良好的导电、导热、导磁和耐高温性能，具有高弹性和耐磨性，本专利技术选用合适的长径比FeCrAl合金纤维，可有效增增砂轮的结合剂强度，有利于结合剂与各组分之间更好的结合，提高其对磨料的把持强度，提高砂轮整体的强度。润湿剂是树脂磨具成型料中的临时粘接剂，它将磨料表面润湿后，使结合剂能够均匀的粘在磨料的表面，从而防止组分分层的产生。本申请中的润湿剂不但可以防止组分分层，而且可以提高树脂磨具的面形稳定性，增强填料和树脂界面的粘结能力。相对于现有技术，本专利技术提供的高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮与传统的树脂结合剂金刚石无心磨砂轮相比，具有自锐性高、砂轮修整次数少、耐用度高的优点，提高了加工效率。另外，改进的混料工艺效率高、混料均匀性好，可实现大批量生产，提高了生产效率。本专利技术的混料工艺采用磨料和结合剂分别干法球磨再填入湿润剂三维机混的方式，提高了混料效率和混料均匀性效果。具体实施方式实施例1：一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮，包括基体和磨料层，磨料层由以下重量份的原料制备而成：树脂粉15-25份，微米级碳化硼粉10-35份，多晶金刚石磨料45-65份，FeCrAl合金纤维1-5份，湿润剂1-2份。树脂粉为亚胺树脂粉或改性的亚胺树脂粉。湿润剂为甲酚、聚乙烯醇或硅烷偶联剂。FeCrAl合金纤维的直径6-10μm，长度0.5mm。如上述的高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮的制备方法，具体步骤如下：（1）将树脂粉、微米级碳化硼粉、多晶金刚石磨料、FeCrAl合金纤维和湿润剂按比例进行混料，得到成型料；（2）将基体和成型料装入模具内，在热压机上按一定的成型工艺制备砂轮毛坯，热压成型温度为215-235℃，热压时间45-90min，压力2-15MPa；（3）将热压后的砂轮毛坯放置于硬化烘箱中，烘箱内温度经1-1.5h升至95-105℃，保温2-3h，经2-3h升温至保温温度225-240℃，保温10-12小时，自然降温至40℃后取出；（4）硬化后的砂轮毛坯经过多片粘接组装、基体粗车、基体精车、确定基体基准面、基体孔径精车、砂轮磨料层端面和外圆修整开刃、做动平衡等（不能写等，如还有其他工序请详细罗列）工序，最终检验入库。所述步骤（1）先将多晶金刚石磨料干法球磨1-2h，树脂粉和微米级碳化硼粉干法球磨2-3h，再将FeCrAl合金纤维和湿润剂，以及球磨后的树脂粉、微米级碳化硼粉、多晶金刚石磨料加入三维涡流混料机中混料0.5-1h即可得到成型料。实施例2：一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮，包括基体和磨料层，磨料层由以下重量份的原料制备而成：聚酰亚胺树脂粉15kg，微米级碳化硼粉10kg，多晶金刚石磨料45kg，FeCrAl合金纤维1kg，甲酚1kg。FeCrAl合金纤维的直径6μm，长度0.5mm。如上述的高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮的制备方法，具体步骤如下：（1）将聚酰亚胺树脂粉、微米级碳化硼粉、多晶金刚石磨料、FeCrAl合金纤维和甲酚按比例进行混料，得到成型料；（2）将基体和所需成型料装入模具内，在热压机上按一定的成型工艺制备砂轮毛坯，热压成型温度为215℃，热压时间45min，压力2MPa；（3）将热压后的砂轮毛坯放置于硬化烘箱中，烘箱内温度经1h升至95℃，保温2h，经2h升温至保温温度225℃，保温10小时，自然降温至40℃后取出；（4）硬化后的砂轮毛坯经过多片粘接组装、基体粗车、基体精车、确定基体基准面、基体孔径精车、砂轮磨料层端面和外圆修整开刃、做动平衡工序，最终检验入库本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮，包括基体和磨料层，其特征在于：所述磨料层由以下重量份的原料制备而成：树脂粉15‑25份，微米级碳化硼粉10‑35份，多晶金刚石磨料45‑65份， FeCrAl合金纤维1‑5份，湿润剂1‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮，包括基体和磨料层，其特征在于：所述磨料层由以下重量份的原料制备而成：树脂粉15-25份，微米级碳化硼粉10-35份，多晶金刚石磨料45-65份，FeCrAl合金纤维1-5份，湿润剂1-2份。2.根据权利要求1所述的高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮，其特征在于：所述树脂粉为亚胺树脂粉或改性的亚胺树脂粉。3.根据权利要求1所述的高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮，其特征在于：所述湿润剂为甲酚、聚乙烯醇或硅烷偶联剂。4.根据权利要求1所述的高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮，其特征在于：所述FeCrAl合金纤维的直径6-10μm，长度0.5mm。5.如权利要求1所述的高自锐性树脂结合剂金刚石无心磨砂轮的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：（1）将树脂粉、微米级碳化硼粉、多晶金刚石磨料、FeCrAl合金纤维和湿润剂按比例进行混料，得到成型料；...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊华军，丁玉龙，丁春生，赵延军，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41