[发明专利]一种陶瓷内圆磨砂轮磨削复合体及双层砂轮与制备方法

说明书

本发明提供一种陶瓷内圆磨砂轮磨削复合体及双层砂轮与制备方法，采用等静压工艺制备支撑层与磨削层，得到陶瓷内圆磨砂轮磨削复合体，再利用胶层与基体粘接，得到陶瓷内圆磨双层砂轮。本发明提供的制备方法能够同时压制内外层，直接烧结成型，不需要两次粘接；内层选择普通磨料，可以有效的减少超硬磨料的使用，降低成本，同时减少钢基体材料的使用，能够降低砂轮的高速运转对机床的损伤；采用等静压工艺，从外圆方向施加压力，与常规的两端加压相比，受力更加均匀且内外层结合更紧密，解决双层砂轮烧结出炉容易分层开裂的问题。

技术领域

本发明属于超硬磨料磨具加工领域，涉及一种陶瓷内圆磨砂轮磨削复合体及双层砂轮与制备方法。

背景技术

双层砂轮中普通磨料层不仅可以降低超硬磨料的使用，有效降低成本；同时可以减少钢基体的厚度，降低砂轮的重量，在高速旋转工作中，可以降低磨料层脱落的风险以及对机床的损伤。特别是对于较大外径的内圆磨砂轮，双层砂轮的使用越来越普遍。现有技术公开了一种陶瓷结合剂双层砂轮及其制备方法，该砂轮由不同粒度的粗颗粒层和细颗粒层组成，所述粗颗粒层的成型料粒度大于细颗粒层的成型料；其为平行的双层，并非内外层结构，该两层都用于磨削。现有陶瓷双层砂轮内外层分开压，最后胶粘到一起，过程繁琐，且在使用到极限时有可能磨到胶水层影响品质，同时压又容易分层开裂。

发明内容

针对上述不足之处，本发明从压制工艺方向，设计一种压制双层砂轮的方法以及配方，制备出组织均匀、连接紧密的陶瓷内圆磨双层砂轮。

为达到上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种陶瓷内圆磨砂轮磨削复合体，包括支撑层与磨削层，所述支撑层与磨削层之间没有胶层。具体的，本发明陶瓷内圆磨砂轮磨削复合体由支撑层与磨削层组成。

一种陶瓷内圆磨双层砂轮，包括基体、支撑层与磨削层，支撑层在基体与磨削层之间；所述支撑层与磨削层之间没有胶层。具体的，本发明所述陶瓷内圆磨双层砂轮由基体、胶层、支撑层与磨削层组成，支撑层与基体之间设有胶层，支撑层与磨削层之间没有胶层，支撑层在基体与磨削层之间。

本发明中，基体、胶层都为现有砂轮的常规部件，符合砂轮常规要求即可。

本发明中，支撑层由GC磨料、陶瓷结合剂、酚醛树脂为原料制备；磨削层由cBN磨料、陶瓷结合剂、酚醛树脂为原料制备；支撑层与磨削层中的陶瓷结合剂、酚醛树脂一样，区别在于磨料不同。优选的，制备支撑层时，GC磨料、陶瓷结合剂、酚醛树脂的质量比为（70～80）∶（15～25）∶（2～7），优选为（73～76）∶（18～22）∶（4～6），比如75∶20∶5。优选的，制备磨削层时，cBN磨料、陶瓷结合剂、酚醛树脂的质量比为（70～80）∶（15～25）∶（3～8），优选为（73～76）∶（18～22）∶（4～6），比如75∶20∶5。

本发明中，陶瓷结合剂由质量比为（55～65）∶（10～15）∶（5～10）∶（6～10）∶（6～10）∶（4～8）的石英砂、硼砂、氧化铝、氧化锂、氧化钙、二氧化钛制备，创新点在于配方，具体制备方法为砂轮领域陶瓷结合剂的常规制备。

本发明中，采用等静压工艺制备支撑层与磨削层（即陶瓷内圆磨砂轮磨削复合体），再利用胶层与基体粘接，得到陶瓷内圆磨双层砂轮。等静压成型（CIP）是在常温下以橡胶或塑料等包套材料作为塑性模具，对密封于塑性模具中的物料各向同时均匀施压的一种成型工艺技术，为下一步的密实工序提供预压坯体。在此过程中，颗粒发生位移与形变，组织结构逐步发生变化，颗粒间的接触面积变大，颗粒间会出现冷焊接和强有力的机械啮合现象，颗粒间的剩余孔隙不断减少。采用该方法得到的支撑层与磨削层均匀，避免开裂、掉角等问题。

本发明公开了上述陶瓷内圆磨双层砂轮的制备方法，包括以下步骤：

（1）将cBN磨料、陶瓷结合剂、酚醛树脂混合后过筛，得到磨削料；将GC磨料、陶瓷结合剂、酚醛树脂混合后过筛，得到支撑料；