本发明专利技术公开了一种含纳米氮化钛的高韧性超细粒度CBN砂轮，该砂轮在制备过程中先对超细粒度的CBN磨料、陶瓷微晶磨料进行预处理，改善其力学性能和表面性能，以聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺等配制的溶液处理后的粉体分散性佳，不易团聚，在溶液中形成不沉淀、絮凝的稳定体系，干燥后与粘结剂的润湿性和相容性更佳，粘结强度大，加入的纳米氮化钛、水镁石纤维等原料有效的提高了砂轮的强度和韧性，增强增韧效果明显，而以氟碳树脂作为粘结剂使得砂轮表面更为光洁，不易粘附废屑，易于清理；本发明专利技术制备的超细粒度CBN砂轮胚体强度高，光洁致密，耐热耐磨，尺寸稳定性好，可应用于高精度的金属零件磨削用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超细粒度CBN砂轮
，尤其涉及一种含纳米氮化钛的高韧性超细粒度CBN砂轮及其制备方法。
技术介绍
超细粒度CBN砂轮是指以超细粒度5 μ m)的CBN磨料和结合剂制成的一类砂轮，这类砂轮较之传统的砂轮材料具有更低的表面粗糙度和表面损伤性，抛光、磨削的精度更高，更能提高零部件表面质量，也是砂轮行业发展的一个重要方向。在生产工艺方面，由于磨料的超细粒度，磨料间容易发生团聚，与结合剂的结合性变差，这样制备得到的砂轮就极易对工件表面产生划痕，影响工件质量，因此，在生产过程中需要对超细磨料进行预处理，提高其与粘结剂的相容性和分散性，同时研制适用于超细粒径磨料的粘结剂，以获得低表面粗糙度的成品。目前制备超细粒度砂轮的技术还存在加工效率低、生产成本偏高等缺点，需要进一步改善和优化原料配方和制备工艺。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种含纳米氮化钛的高韧性超细粒度CBN砂轮及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的: 一种含纳米氮化钛的高韧性超细粒度CBN砂轮，该砂轮由以下重量份的原料制成:粒度< 5 μπι的CBN磨料35-40、粒度< 5 μπι的陶瓷微晶磨料16-18、纳米氮化钛2_3、天然水镁石纤维4-5、铯钨青铜纳米粉1-2、粘结剂2-3、锂基膨润土 0.8-1、氢氟酸(浓度40%)适量、聚苯乙烯磺酸钠0.5-0.8、聚乙烯亚胺0.4-0.5、壳聚糖0.8-1、去离子水60-65。所述的一种含纳米氮化钛的高韧性超细粒度CBN砂轮，所述的粘结剂由以下重量份的原料制成:固含量为40-45%的水性氟碳乳液12-15、海藻酸钠4-5、纳米二氧化硅2_3、去离子水适量；其制备方法为:将海藻酸钠溶于适量的去离子水中，搅拌至其完全溶解即可，随后加入水性氟碳乳液、纳米二氧化硅，超声搅拌分散至物料完全混合分散均匀即得。所述的一种含纳米氮化钛的高韧性超细粒度CBN砂轮及其制备方法，其特在于，所述的制备方法为: (1)先将CBN磨料、陶瓷微晶磨料投入氢氟酸溶液中浸泡预处理30-40min，随后过滤，水洗至中性，干燥备用； (2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺投入去离子水中，搅拌至物料完全溶解后，加入步骤(I)得到的混合磨料，搅拌混合均匀，随后再投入除粘结剂外的其它剩余成分，搅拌混合30-40min后静置l_2h后备用；(3)将步骤(2)所得物料在80-100°C条件下干燥处理，干燥后的物料破碎，过200-300目筛，将过筛的物料与粘结剂混合，搅拌混合均匀后将混合物料球磨分散20-30min，随后将物料装模、成型、脱模，得胚体砂轮，其中成型压力为40-50MPa，随后将胚体砂轮送入70-80 0C的烘箱中干燥5-6h后以4-5°C /min的速率升温至230-250 °C，保温4_5h后自然冷却至室温即得该超细粒度CBN砂轮。本专利技术先利用氢氟酸对超细粒度的CBN磨料、陶瓷微晶磨料进行预处理，处理后的磨料表面规整、光滑，杂质含量减少，力学性能得到改善，与粘结剂的相容性和粘结性更佳，以聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺等配制的溶液处理后的粉体分散性佳，不易团聚，加入壳聚糖、锂基膨润土等原料后，在溶液中形成不沉淀、絮凝的稳定体系，干燥后与粘结剂的润湿性和相容性更佳，粘结强度大，加入的纳米氮化钛、水镁石纤维等原料有效的提高了砂轮的强度和韧性，增强增韧效果明显，而以氟碳树脂作为粘结剂使得砂轮表面更为光洁，不易粘附废肩，易于清理；本专利技术制备的超细粒度CBN砂轮胚体强度高，光洁致密，耐热耐磨，尺寸稳定性好，可应用于高精度的金属零件磨削用。【具体实施方式】该实施例的砂轮由以下重量份的原料制成:粒度< 5 μπι的CBN磨料35、粒度< 5 μ m的陶瓷微晶磨料16、纳米氮化钛2、天然水镁石纤维4、铯钨青铜纳米粉1、粘结剂2、锂基膨润土0.8、氢氟酸(浓度40%)适量、聚苯乙烯磺酸钠0.5、聚乙烯亚胺0.4、壳聚糖0.8、去离子水60。其中的粘结剂由以下重量份的原料制成:固含量为40%的水性氟碳乳液12、海藻酸钠4、纳米二氧化硅2、去离子水适量；其制备方法为:将海藻酸钠溶于适量的去离子水中，搅拌至其完全溶解即可，随后加入水性氟碳乳液、纳米二氧化硅，超声搅拌分散至物料完全混合分散均匀即得。 该砂轮的制备方法为: (1)先将CBN磨料、陶瓷微晶磨料投入氢氟酸溶液中浸泡预处理30min，随后过滤，水洗至中性，干燥备用； (2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺投入去离子水中，搅拌至物料完全溶解后，加入步骤(I)得到的混合磨料，搅拌混合均匀，随后再投入除粘结剂外的其它剩余成分，搅拌混合30min后静置Ih后备用； (3)将步骤(2)所得物料在80°C条件下干燥处理，干燥后的物料破碎，过200目筛，将过筛的物料与粘结剂混合，搅拌混合均匀后将混合物料球磨分散20min，随后将物料装模、成型、脱模，得胚体砂轮，其中成型压力为40MPa，随后将胚体砂轮送入70°C的烘箱中干燥5h后以4°C /min的速率升温至230°C，保温4h后自然冷却至室温即得该超细粒度CBN砂轮。实施例制备得到的砂轮性能指标如下: 测试中被磨削材料为工具钢，磨削方式为横向磨削，砂轮圆周速度:100m/s，工作台速度:0.05m/s，磨削深度:0.025_。本实施例制备的砂轮较传统的树脂CBN砂轮磨削比平均提高340%，平均修整间隔时间延长8倍，使用寿命延长6倍以上。经过60min的磨削，工件表面的粗糙度仅为0.03 μ m，工件表面无烧伤，最大磨削速度可达140m/s。【主权项】1.一种含纳米氮化钛的高韧性超细粒度CBN砂轮，其特征在于，该砂轮由以下重量份的原料制成:粒度彡5 μ m的CBN磨料35-40、粒度彡5 μ m的陶瓷微晶磨料16-18、纳米氮化钛2-3、天然水镁石纤维4-5、铯钨青铜纳米粉1-2、粘结剂2-3、锂基膨润土 0.8_1、氢氟酸(浓度40%)适量、聚苯乙烯磺酸钠0.5-0.8、聚乙烯亚胺0.4-0.5、壳聚糖0.8_1、去离子水60-65 ο2.如权利要求1所述的一种含纳米氮化钛的高韧性超细粒度CBN砂轮，其特征在于，所述的粘结剂由以下重量份的原料制成:固含量为40-45%的水性氟碳乳液12-15、海藻酸钠4-5、纳米二氧化硅2-3、去离子水适量；其制备方法为:将海藻酸钠溶于适量的去离子水中，搅拌至其完全溶解即可，随后加入水性氟碳乳液、纳米二氧化硅，超声搅拌分散至物料完全混合分散均匀即得。3.如权利要求1所述的一种含纳米氮化钛的高韧性超细粒度CBN砂轮及其制备方法，其特在于，所述的制备方法为: (1)先将CBN磨料、陶瓷微晶磨料投入氢氟酸溶液中浸泡预处理30-40min，随后过滤，水洗至中性，干燥备用； (2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺投入去离子水中，搅拌至物料完全溶解后，加入步骤(I)得到的混合磨料，搅拌混合均匀，随后再投入除粘结剂外的其它剩余成分，搅拌混合30-40min后静置l_2h后备用； (3)将步骤(2)所得物料在80-100°C条件下干燥处理，干燥后的物料破碎，过200-300目筛，将过筛的物料与粘结剂混合，搅拌混合均匀后将混合物料球磨分散20-30min本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含纳米氮化钛的高韧性超细粒度CBN砂轮，其特征在于，该砂轮由以下重量份的原料制成：粒度≤5μm的CBN磨料35‑40、粒度≤5μm的陶瓷微晶磨料16‑18、纳米氮化钛2‑3、天然水镁石纤维4‑5、铯钨青铜纳米粉1‑2、粘结剂2‑3、锂基膨润土0.8‑1、氢氟酸（浓度40%）适量、聚苯乙烯磺酸钠0.5‑0.8、聚乙烯亚胺0.4‑0.5、壳聚糖0.8‑1、去离子水60‑65。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任丽萍，任威铭，
申请(专利权)人：安徽威铭耐磨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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