一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮及其应用，砂轮包括钢基体以及粘接在钢基体上的陶瓷CBN砂轮层，陶瓷CBN砂轮层由CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉制备。其可以代替现有的对环境污染较大的电镀CBN砂轮，保证在拉刀加工过程中，拉刀的刀齿和容屑槽形状保持好，刀齿刃口质量高，同时陶瓷CBN砂轮本身具有可修整的特性，可以获得更高的使用寿命，且环保无污染。

A Ceramic CBN Grinding Wheel for Machining Planar Multi-key Broach and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮及其应用
本专利技术属于机械加工用砂轮
，具体涉及一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，具有良好的散热和形状保持性。
技术介绍
在汽车领域，传动轴总成是一个很重要的部件，通过传动轴两端突缘和突缘叉的联接来传递发动机的输出力矩。平面多键拉刀用于汽车传动轴端面键的加工，要求拉削效率高，精度好，寿命长。拉刀一般采用粉末高速钢，含钴高速钢制作，含有几十到上百个刀齿和容屑槽，一般使用电镀CBN砂轮加工，但是电镀砂轮工艺对环境破坏明显，而且不能修整，磨损后就需要更换。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，其可以代替现有的电镀CBN砂轮，保证在拉刀加工过程中，拉刀的刀齿和容屑槽形状保持好，刀齿刃口质量高，以及更高的使用寿命，同时，陶瓷CBN砂轮本身具有可修整、环保无污染的优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，所述砂轮包括钢基体以及粘接在钢基体上的陶瓷CBN砂轮层；所述陶瓷CBN砂轮层由CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉制备；所述陶瓷结合剂，由二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙制备。上述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮的制备方法包括以下步骤：（1）将CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉混合得到磨料层混合料；将磨料层混合料热压得到磨料层坯体；（2）将磨料层坯体烧结，得到陶瓷CBN砂轮层；（3）将陶瓷CBN砂轮层粘接在钢基体上，再经过机械加工，得到加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮。上述技术方案中，所述CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉的质量比为（33～42）∶（24～29）∶（20～27）∶（6～10）∶（3～8）；所述二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙的质量比为（42～63）∶（21～33）∶（6～18）∶（8～16）∶（2～6）。上述技术方案中，步骤（1）中，混合的时间为3小时；热压的压力为15吨，温度为150℃；将二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙混合均匀后，在熔块炉中于1450℃～1600℃熔炼，然后落入水中冷却后球磨成粉体，再烘干后过筛，取可通过600目标准筛、无法通过800目标准筛的粉末，作为陶瓷结合剂。上述技术方案中，步骤（2）中，烧结工艺为从室温经2小时升至300℃，保温2小时，然后经3小时升温至500℃，保温2小时，再经5小时升温至920℃，保温1小时，之后经2小时降温至850℃，保温0.5小时，最后随炉冷却。上述技术方案中，步骤（3）中，机械加工为常规机械加工，比如车加工等。本专利技术公开了上述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮在加工平面多键拉刀中的应用，优选的，加工平面多键拉刀时线速度为60m/s。本专利技术公开的加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮的制备方法，具体可以包括以下步骤：（1）将CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉依次放入三维混料机，混合3小时后得到磨料层混合料；将磨料层混合料倒入模具中并刮平，放入热压机中，设定压力15吨、上下压板190℃，待模具温度达到150℃后，脱模得到磨料层坯体；（2）将磨料层坯体放入电炉中埋砂烧结，烧结曲线为从室温经2小时升至300℃，保温2小时，然后经3小时升温至500℃，保温2小时，再经5小时升温至920℃，保温1小时，之后经2小时降温至850℃，保温0.5小时，最后随炉冷却，得到陶瓷CBN砂轮层；（3）将砂轮层粘接在钢基体上，再经过机械加工，得到加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮。本专利技术中，玻璃粉的熔点在450-500℃，平均粒度10-20μm。玻璃粉在受热超过熔点后会呈现起泡状态，从而导致熔融状态的陶瓷结合剂膨胀，当温度烧至最高点，重新降低至850℃以下时，陶瓷结合剂会保持膨胀状态，致使陶瓷砂轮出现多孔状态以及类似于电镀砂轮的超高的CBN出刃率；解决了现有技术电镀砂轮几乎没有气孔的弊端，也解决了现有CBN砂轮出刃率低的问题。由于上述方案的应用，本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1.本专利技术首次公开了一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，其可以代替现有的对环境污染较大的电镀CBN砂轮，保证在拉刀加工过程中，拉刀的刀齿和容屑槽形状保持好，刀齿刃口质量高，同时陶瓷CBN砂轮本身具有可修整的特性，可以获得更高的使用寿命，且环保无污染。2.与现有陶瓷CBN砂轮不同，本专利技术采用阶段升温进行烧结，可以保证玻璃粉的发泡状态，从而在无需致孔剂的基础上，致使陶瓷砂轮出现多孔状态以及类似于电镀砂轮的超高的CBN出刃率。3.本专利技术创造性的添加了玻璃粉，砂轮烧结过程中出现的膨胀状态配合陶瓷结合剂的熔融状态，产生多孔状态以及超高的CBN出刃率，同时因为玻璃粉和陶瓷结合剂属于同种物质相，不会像造孔剂一样伤害结合剂和CBN的连接把持力，CBN颗粒不易脱落，保证了砂轮锋利性。附图说明图1是实施例中本专利技术的陶瓷CBN砂轮结构示意图；图2是本专利技术的陶瓷CBN砂轮加工示意图；其中：1、钢基体；2、砂轮层。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：本专利技术公开的加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮的制备方法，包括以下步骤：（1）将CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉混合得到磨料层混合料；将磨料层混合料热压得到磨料层坯体；（2）将磨料层坯体烧结，得到陶瓷CBN砂轮层；（3）将陶瓷CBN砂轮层粘接在钢基体上，再经过机械加工，得到加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮。其中，将二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙混合均匀后，在熔块炉中于1450℃～1600℃熔炼，然后落入水中急速冷却后球磨成粉体，再烘干后过筛，取可通过600目标准筛、无法通过800目标准筛的粉末，作为陶瓷结合剂。实施例一如图1所示，一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，包括钢基体1以及粘接在钢基体上的陶瓷CBN砂轮层2；其中陶瓷CBN砂轮层由CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉制备，玻璃粉的熔点为400～500℃，平均粒度为10～20μm。上述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮的制备方法，包括以下步骤：（1）将二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙按照质量比52∶24∶8∶11∶5混合均匀后，在熔块炉中1550℃熔炼，然后落入水中急速冷却后球磨成粉体，再烘干后过筛，取可通过600目标准筛、无法通过800目标准筛的粉末，作为陶瓷结合剂；（2）将CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉按照质量比41∶25∶21∶8∶5依次放入三维混料机，混合3小时后得到磨料层混合料；将磨料层混合料倒入模具中并刮平，放入热压机中，设定压力15吨、上下压板190℃，待模具温度达到150℃后，脱模得到磨料层坯体；（3）将磨料层坯体放入电炉中埋砂烧结，烧结曲线为从室温经2小时升至300℃，保温2小时，然后经3小时升温至500℃，保温2小时，再经5小时升温至920℃，保温1小时，之后经2小时降温至850℃，保温0.5小时，最后随炉冷却，得到陶瓷CBN砂轮层；（4）将砂轮层用常规胶（环氧）粘接在钢基体上，再经过常规机械加工，比如车加工等，达到图纸所要求的形状和尺寸，得到加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮。将本专利技术的陶瓷CBN砂轮对比现有电镀CB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，所述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮包括钢基体以及粘接在钢基体上的陶瓷CBN砂轮层；所述陶瓷CBN砂轮层由CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉制备；所述陶瓷结合剂由二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙制备。

【技术特征摘要】
1.一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，所述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮包括钢基体以及粘接在钢基体上的陶瓷CBN砂轮层；所述陶瓷CBN砂轮层由CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉制备；所述陶瓷结合剂由二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙制备。2.根据权利要求1所述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，其特征在于，所述CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉的质量比为（33～42）∶（24～29）∶（20～27）∶（6～10）∶（3～8）；所述二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙的质量比为（42～63）∶（21～33）∶（6～18）∶（8～16）∶（2～6）。3.根据权利要求1所述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，其特征在于，所述玻璃粉的熔点为450～500℃，平均粒度为10～20μm。4.根据权利要求1所述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，其特征在于，所述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮的制备方法包括以下步骤：（1）将CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉混合得到磨料层混合料；将磨料层混合料热压得到磨料层坯体；（2）将磨料层坯体烧结，得到陶瓷CBN砂轮层；（3）将陶瓷CBN砂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟超，
申请(专利权)人：江苏赛扬精工科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32