本发明专利技术公开了一种含纳米金刚石的低热膨胀耐温型超细粒度CBN砂轮，该砂轮在制备过程中先对超细粒度的CBN磨料、烧结莫来石磨料进行预处理，改善其力学性能以及与粘结剂的粘接性，而以聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺等配制的溶液处理后的磨料及球形硅微粉、纳米金刚石等材料的分散性佳，不易团聚，在溶液中形成不沉淀、絮凝的稳定体系，干燥后的粉体与粘结剂的润湿性和相容性更佳，粘结强度大，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，热变形系数小，隔热性好，磨削工件精度高、速度快，表面磨损率低，使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超细粒度CBN砂轮制备
，尤其涉及一种含纳米金刚石的低热膨胀耐温型超细粒度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，提供一种含纳米金刚石的低热膨胀耐温型超细粒度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: 一种含纳米金刚石的低热膨胀耐温型超细粒度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30-40、球形硅微粉6_8、粒度< 5 μπι的烧结莫来石磨料12-14、纳米金刚石1-2、粘结剂2-3、锂基膨润土 1-2、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1-1.5、去离子水60-65。所述的一种含纳米金刚石的低热膨胀耐温型超细粒度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。所述的一种含纳米金刚石的低热膨胀耐温型超细粒度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、烧结莫来石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、烧结莫来石磨料进行预处理，处理后的磨料表面规整、光滑，杂质含量少，其力学性能以及与粘结剂的粘接性能均得到提高，而以聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯亚胺等配制的溶液处理后的磨料及球形硅微粉、纳米金刚石等材料的分散性佳，不易团聚，加入壳聚糖、锂基膨润土等原料后，磨料在溶液中形成不沉淀、絮凝的稳定体系，干燥后的粉体与粘结剂的润湿性和相容性更佳，粘结强度大，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，热变形系数小，隔热性好，磨削工件精度高、速度快，表面磨损率低，使用寿命长。【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 μ m的CBN磨料30、球形硅微粉6、粒度< 5 μπι的烧结莫来石磨料12、纳米金刚石1、粘结剂2、锂基膨润土 1、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1、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。 该实施例砂轮的制备方法为: (1)先将CBN磨料、烧结莫来石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352%，平均修整间隔时间延长8倍，使用寿命延长8倍以上。经过60min的磨削，工件表面的粗糙度仅为0.02 μ m，工件表面无烧伤，最大磨削速度可达162m/s。【主权项】1.一种含纳米金刚石的低热膨胀耐温型超细粒度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30-40、球形硅微粉6_8、粒度彡5 μ m的烧结莫来石磨料12-14、纳米金刚石1-2、粘结剂2-3、锂基膨润土 1-2、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1-1.5、去离子水60-65。2.如权利要求1所述的一种含纳米金刚石的低热膨胀耐温型超细粒度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所述的一种含纳米金刚石的低热膨胀耐温型超细粒度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、烧结莫来石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，得胚体砂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含纳米金刚石的低热膨胀耐温型超细粒度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30‑40、球形硅微粉6‑8、粒度≤5μm的烧结莫来石磨料12‑14、纳米金刚石1‑2、粘结剂2‑3、锂基膨润土1‑2、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1‑1.5、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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