一种发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于精密磨削加工技术领域，具体涉及一种发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮及其制备方法和应用。本发明专利技术通过对砂轮中结合剂的成分、用量进行调整，并对砂轮的制备工艺进行优化，制备一种发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮，以解决气门杆烧伤及划道，同时还提升了磨削效率。本发明专利技术所述砂轮在制备时，针对精磨气门杆R角处和精磨气门杆杆部分别设置两种砂轮配方，在提高砂轮寿命的同时，也降低了修整频次。使用本发明专利技术所述发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮对气门杆进行精磨，能够保证测试后R角和杆部圆度满足要求，耐用度30个工件修整一次，磨削后粗糙度Ra≤0.4μm，且无烧伤、无振纹、无划伤等表面缺陷。等表面缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于精密磨削加工
，具体涉及一种发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]气门作为燃油发动机一个重要组成部件，主要应用于汽车、农机、发电机等领域。
[0003]在汽车领域，随着新能源技术在汽车行业的推广应用，燃油车的产量会有所下降，但是，目前新能源基础配套设施(如充电桩、充电站等)的不健全以及新能源汽车的巡航里程相对较短等问题，燃油车在5
‑
10年内很难被替代，而是以混动过渡的方式逐步替代，汽车发动机用气门的需求量在短期会略有下降，但对于国内市场来说，燃油发动机所使用的气门需求量基本持平。中国作为农业大国，农用机械行业的市场规模不断扩大，发展前景非常广阔。而农用机械基本上全部为燃油车，加上国家政策的牵引，在农用机械方面，气门的需求呈增长趋势。由内燃机驱动的发电机具有起动迅速，操作方便等特点，在石油钻井、矿山野外开采以及工业应急备用电源方面应用广泛。
[0004]现行的海上能源开采以及矿山开采过程中主要的动力来源于内燃机驱动的发电机，气门作为发电机的重要组成部件需求量也将逐渐增大。此外，国家应急管理政策的落地，对于工业、民用等保障需求，备用电源也将增加，随之带动气门的需求量的持续增加。综上，整体看未来5年气门的需求将呈增长趋势。
[0005]燃油发动机气门主要分为进气门和排气门两大类，作为发动机上用于输入空气、排出燃烧废气的部件，进气门的作用是将空气吸入发动机内，与燃料混合并燃烧；排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热。气门的材质直接影响气门工作效率的高低。在国内，现行的气门主要为4Cr9Si2、40Cr、4Cr10Si2Mo、21
‑
4N和23
‑
8N等材质。随着新型合金材料的不断研发，高温镍基合金也逐渐在发动机气门上开始应用。
[0006]气门在制造后需要对其表面进行磨削加工，如图1所示，磨削过程要求杆部粗糙度和圆度不超差，R角保持性好，同时无烧伤、无振纹、无划伤等表面缺陷，砂轮耐用度为30件/修。
[0007]普磨陶瓷砂轮主要由陶瓷结合剂和普通磨料所组成，在制备过程中依次经过配混料、压制、烧结及精加工而成，其主要性能特点是：化学性能稳定、耐热、抗腐蚀性好、气孔率大，磨削效率高，磨耗小，能较好地保持磨具的几何形状。陶瓷砂轮具有耐用、磨削性能好的特点，但由于发动机气门杆为精细加工部件，所以需要针对性设计气门杆精磨专用陶瓷砂轮，用于对发动机气门杆的精磨加工。
[0008]发动机气门杆最难磨削部位是杆部、以及杆部与锥面连接处的R角处，常规的磨削方法是采用砂轮频繁修整，但是这种磨削方法不仅效率低，而且容易出现R角保持不住的现象，有时也会出现烧伤或划道等问题，在高精密磨削时，也会出现耐用度低，使用寿命短等问题。
[0009]现有技术中，虽然也公开了用于磨削发动机气门的砂轮，但是磨削精度均有待提
高。例如，公开号为CN204621857U的中国专利公开了一种磨发动机气门用组合式陶瓷微晶刚玉砂轮，通过设置从上至下的6片砂轮结构，可将气门凹槽上部气门杆、气门凹槽及底盘外圆等结构一次性加工完成，大大缩短了磨削时间，提高了磨削精度，降低磨削成本。但是，由于此专利中的砂轮并没有对砂轮的成分进行改进，并不能提高发动机气门杆磨削的精度。
[0010]随着气门所用材质及加工精度的提升，未来对发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮的使用性能和指标要求肯定会越来越高。
[0011]为此，申请人通过对发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮中的各个组分进行调整，并对结合剂进行优化，设计一种能够提高磨削精度的砂轮，以期解决发动机气门杆杆部与锥面连接处的R角保型性的问题，以及砂轮磨削效率和使用寿命的问题。

技术实现思路

[0012]对于发动机气门杆的精细磨削，一般要求砂轮的保型性好，R角保持性好，无烧伤、无振纹、无划伤等表面缺陷，磨后气门的粗糙度要保证Ra≤0.4μm，基于结合剂对砂轮的性能起着至关重要的作用，本专利技术对砂轮中结合剂的成分、用量进行调整，并对砂轮的制备工艺进行优化，制备一种发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮，以解决现有技术中存在的技术问题。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0014]本专利技术首先提供了一种陶瓷砂轮用结合剂，包括以下重量百分比的组分：黑粘土粉10％
‑
30％，低熔点硼硅玻璃粉25％
‑
40％，纳米石英粉1％
‑
5％，碳酸锂1％
‑
5％，余量为长石粉。
[0015]具体的，所述低熔点硼硅玻璃粉耐火度在700
‑
800℃。
[0016]所述陶瓷砂轮用结合剂的制备方法，包括如下步骤：
[0017]1)将各组分原料混合配料后得到混合物；
[0018]2)将步骤1)中的混合物使用球磨机球磨3
‑
4小时，过筛，即得到结合剂。
[0019]进一步的，本专利技术又提供了一种用于精磨气门杆R角处的发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮，按重量百分比计，所述砂轮的配方为：第一粒度碳化硅70％
‑
90％、造孔材料50
‰‑
120
‰
、润湿剂18
‰‑
25
‰
，余量为上述结合剂。
[0020]具体的，所述第一粒度碳化硅的规格为150#；所述造孔材料的规格为60#
‑
100#。
[0021]进一步的，本专利技术又提供了一种用于精磨气门杆杆部位置的发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮，按重量百分比计，所述砂轮的配方为：第二粒度碳化硅35％
‑
45％，第三粒度碳化硅35％
‑
45％、造孔材料50
‰‑
120
‰
、润湿剂18
‰‑
25
‰
，余量为上述结合剂。
[0022]具体的，所述第二粒度碳化硅的规格为120#，第三粒度碳化硅的规格为150#；所述造孔材料的规格为60#
‑
100#。
[0023]具体的，本专利技术中所述造孔材料为氧化铝空心球；所述润湿剂为糊精液，比重1.08g/cm3‑
1.1g/cm3。
[0024]进一步的，本专利技术还提供了所述发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮的制备方法，包括如下步骤：
[0025](1)先将润湿剂加入磨料(碳化硅)中，混合搅拌10
‑
20min，然后加入结合剂混合搅
拌20
‑
30min，再加入造孔材料混合搅拌5
‑
10min，最后过筛，并闷料不低于24小时，得到混料；
[0026](2)将步骤(1)中的混料，在5
‑
10MPa的压力下保压10
‑
20s压制成型，之后在60℃
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷砂轮用结合剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：黑粘土粉10%
‑
30%，低熔点硼硅玻璃粉25%
‑
40%，纳米石英粉1%
‑
5%，碳酸锂1%
‑
5%，余量为长石粉。2.权利要求1所述陶瓷砂轮用结合剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将各组分原料混合配料后得到混合物；2）将步骤1）中的混合物球磨3
‑
4小时，过筛，即得到结合剂。3.利用权利要求1所述结合剂制备得到的用于精磨气门杆R角处的发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮，其特征在于，按重量百分比计，所述砂轮的配方为：第一粒度碳化硅70%
‑
90%、造孔材料50
‰‑
120
‰
、润湿剂18
‰‑
25
‰
，余量为结合剂。4.如权利要求3所述的陶瓷砂轮，其特征在于，所述第一粒度碳化硅的规格为150#；所述造孔材料的规格为60#
‑
100#。5.利用权利要求1所述结合剂制备得到的用于精磨气门杆杆部位置的发动机气门杆精磨专用陶瓷砂轮，其特征在于，按重量百分比计，所述砂轮的配方为：第二粒度碳化硅35%
‑
45%，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡慧勇，高秋菊，刘辉涛，董德胜，李凌，王学涛，孙龙，
申请(专利权)人：白鸽磨料磨具有限公司，
类型：发明
国别省市：