CN109048692A - 一种高强度液压设备加工磨砂轮及其加工方法 - Google Patents

一种高强度液压设备加工磨砂轮及其加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109048692A
CN109048692A CN201811034771.7A CN201811034771A CN109048692A CN 109048692 A CN109048692 A CN 109048692A CN 201811034771 A CN201811034771 A CN 201811034771A CN 109048692 A CN109048692 A CN 109048692A
Authority
CN
China
Prior art keywords
furnace
ball
raw material
temperature
slab
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811034771.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109048692B (zh
Inventor
孙留保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangzhong Feiyu Grinding Tools Co Ltd
Original Assignee
Yangzhong Feiyu Grinding Tools Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangzhong Feiyu Grinding Tools Co Ltd filed Critical Yangzhong Feiyu Grinding Tools Co Ltd
Priority to CN201811034771.7A priority Critical patent/CN109048692B/zh
Publication of CN109048692A publication Critical patent/CN109048692A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109048692B publication Critical patent/CN109048692B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/14—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0009—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using moulds or presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • B24D3/346—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties utilised during polishing, or grinding operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高强度液压设备加工磨砂轮，包括砂轮基体、磨料层，磨料层位于砂轮基体上，砂轮基体包括以下组分：C，Si，Fe，V，Cu，B，Ti，Mn，Ni，Sn，Cr，Nb，P，S，余量为Al及不可避免的杂质，以上各组分之和为100%；本发明还设计一种高强度液压设备加工磨砂轮的加工方法，该砂轮磨削质量好，强度高，刚性大，耐磨性好，寿命长，大大提高加工质量和效率，降低成本，加工方法简单易行。

Description

一种高强度液压设备加工磨砂轮及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种砂轮，具体涉及一种高强度液压设备加工磨砂轮及其加工方法。
背景技术
磨削加工广泛用于实现目标工件的精密与超精密制造领域，高强度、高硬度、抗腐蚀和耐高温新材料精密制造的实现，不断满足了人们对产品高精度、高品质的需求，特别是在高塑性金属材料和硬脆材料的加工中，磨削加工技术仍是最主要的材料去除加工途径，液压设备在加工时也用到磨削，砂轮是主要的磨削加工工具，砂轮又称团结磨具，砂轮是由结合剂将普通磨料固结成一定形状(多数为圆形，中央有通孔)，并具有一定强度的固结磨具，其一般由磨料、结合剂和气孔构成，这三部分常称为固结磨具的三要素，按照结合剂的不同分类，常见的有陶瓷(结合剂)砂轮、树脂(结合剂)砂轮、橡胶(结合剂)砂轮，砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等；砂轮通过改变磨料种类及改进砂轮的制备工艺，以适用于加工不同工件材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种高强度液压设备加工磨砂轮及其加工方法，该砂轮磨削质量好，强度高，刚性大，耐磨性好，寿命长，大大提高加工质量和效率，降低成本，加工方法简单易行。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种高强度液压设备加工磨砂轮，包括砂轮基体、磨料层，磨料层位于砂轮基体上，磨料层按质量份数计包括金刚石：50-60份，结合剂：30-40份，造孔剂：10-13份，树脂液：15-18份；
砂轮基体按质量百分比计包括以下组分：
C:0.2-0.3%，Si:0.6-0.8%，Fe：0.04-0.06%，V:0.03-0.05%，Cu：0.3-0.5%，B：0.003-0.005%，Ti：0.1-0.3%，Mn:1.0-1.5%，Ni：0.12-0.14%，Sn：0.06-0.08%，Cr:0.05-0.08% ，Nb:0.001-0.003%，P<0.023% ，S<0.023%，余量为Al及不可避免的杂质，以上各组分之和为100%；
复合稀土按质量百分比包括以下组分：
Gd：10-13%，Y：20-22%，Sc：7-9%，Sm：15-18%；其余为La，以上各组分之和为100%。
砂轮基体的制备工艺具体为：
（1）根据砂轮基体的形状以天然硅砂为造型材料制作铸型，并将制作好的铸型送至烘炉中加热100-120℃下进行烘干8-12min；
（2）将砂轮的铸造原料送至5t的电弧炉进行熔炼，熔炼温度为1320-1500℃，调整化学元素使控制在规定区别内；
（3）将铸造原料溶液静置1-2h，铸造原料溶液在出炉前向电炉内加入以钡为主、镧为辅的预处理剂；
出炉的铸造原料溶液在球化包内加入球化剂进行球化处理，待球化反应结束后，在铸造原料溶液上撒布珍珠岩造渣以净化铸造原料溶液并立刻扒渣；
（4）将扒渣后的铸造原料溶液进行快浇得到铸坯，浇注时间为60-70s，浇注时铸造原料溶液不能断流，浇口杯始终处于充满状态；
（5）将铸坯依次进行退火、淬火、回火处理；
（6）：将步骤（5）中处理后的铸坯冷却至室温并经喷丸清理和机械加工得到砂轮基体，并检验入库。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述高强度液压设备加工磨砂轮中，步骤（1）中天然硅砂粒度为40-70目，含泥量≤0.5%，水分≤0.5%，SiO2含量95-97%。
前述高强度液压设备加工磨砂轮中，步骤（5）中的退火、淬火、回火处理，具体为：
退火：将铸坯炉热至450-560℃时保温9-11分钟，然后炉冷却至260-265℃，随后打开炉门继续缓冷至150-160℃出炉空冷至室温；
淬火：退火后的铸坯缓慢炉热至410-430℃并保温0.5-1h，再次炉热至550-555℃后用水喷淋铸坯快速降温；
回火：将经淬火后的铸坯在室温下再次入炉并炉热至240-245℃后保温11-13分钟后出炉经冷却工序冷却至室温。
前述高强度液压设备加工磨砂轮中，回火中冷却工序具体为：采用水冷与空冷结合，先采用水冷以7℃/s的铸坯水冷至150-160℃，然后空冷至80-90℃，再采用水冷以5℃/s的冷却速率将铸坯水冷至50℃，最后空冷至室温。
前述高强度液压设备加工磨砂轮中，步骤（3）中球化剂为镁硅铁合金或稀有元素球化剂，且加入的球化剂质量百分含量为铸造原料溶液总量的1.2-1.5%，球化时间为65-80s。
本发明还设计一种高强度液压设备加工磨砂轮的加工方法，具体如下：
（1）将结合剂的原料与氧化铝磨球按质量比结合剂的原料：氧化铝磨球=2:1.5装入滚筒球磨机中球磨混料11-13h，再在三维混料机中混料10-12h；
（2）将混合均匀的物料取出放在高温熔块炉中，以7-9℃/min的升温速度升温至1200-1300℃，然后保温1-3h，，再将熔融后的物料快速的倒入水中淬火处理，再将水淬后的物料放入鼓风干燥箱中在70-80℃下保温12-14h待用；
（3）将步骤（2）得到的物料放入滚筒球磨机中，加入氧化锆磨球，按质量比物料：氧化锆磨球=1.5：1的比例混合，球磨转速为100-120r/min，每隔3h将球磨罐取下，将球磨后的物料置于振动筛上筛分，筛网为200目，将未能通过的原料重新放入球磨罐中继续球磨，直至所有物料通过筛网；
（4）将步骤（3）得到的物料和金刚石颗粒按照体积比5:4的比计球磨混合，按球料质量比1.5:1的比例加入氧化铝球，混料3-5h，然后加入浓度为7wt%的糊精溶液，混合后，过50目筛造粒；
（5）将完成造粒后的物料与砂轮基体置于压片模具中进行压制成型，脱模，将成型后的样品置于真空干燥箱中干燥，温度为70-80℃，干燥10-12h，将干燥后的样品放在氧化铝垫片上，放入马弗炉中烧结，烧结温度为550-600℃，保温1-3h，然后随炉冷却至室温，得到砂轮。
前述高强度液压设备加工磨砂轮的加工方法中，造孔剂为氧化铝空心球；结合剂为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化钡、碳酸钠、氢氧化锂、氧化钙的混合物，按质量比计二氧化硅：氧化铝：氧化硼：氧化钡：碳酸钠：氢氧化锂：氧化钙=10:4:5:2:1:2:1.5。
前述高强度液压设备加工磨砂轮的加工方法中，压制成型时，成型压强为150-180MPa，保压时间为100s。
本发明的有益效果是：
本发明步骤（3）选用高能球磨机对原料进行进一步的的球磨处理，可以将玻璃粉体的粒度降低到纳米等级。
本发明的结合剂中Na2O主要给玻璃的网络结构提供自由氧，而自由氧的存在既可以破坏硅氧键，也可以Al2O3与B2O3相互作用形成[AlO4]、[BO4]，与[SiO4] 共同形成连续的空间架状结构的玻璃体，因此Na2O的含量在一定程度上决定了玻璃结构中Al2O3与B2O3的存在形式，进而影响玻璃的整体结构与性能，本发明中严格限制氧化钠的量将氧化钠的量不至于过高或过低，使其发挥最大的作用，增加结合剂的性能；本发明的结合剂中加入了少量氧化锂，氧化锂的加入结合剂中微晶相的析出，不但能有效的降低结合剂的烧结温度，而且还能大大提高结合剂的强度，严格控制量，过多的氧化锂会在一定程度上提高结合剂的热膨胀系数，加入氧化锂，提高结合剂的强度，降低结合剂的热膨胀系数；选择适量 Na2O可以有效地降低陶瓷结合剂的烧结温度，锂离子的引入可以有效地提高陶瓷结合剂的强度和硬度，而锌的引入可以增强陶瓷结合剂的润湿性；
球磨法被广泛应用于金属和合金粉体的制备研究其中大部分粉体在高能球磨过程中粒度减小，并发生了一些化学反应，同时，球磨也可以制备超细的无机粉体，通过长时间的球磨，粉体基本可达到纳米级别，粉体粒径的减小会增加其反应活性和烧结驱动力，从而降低其烧结温度；本发明采用高能球磨法细化锂铝硅***微晶玻璃粉体，主要研究了球磨时间对粉体粒度的影响，并研究了超细粉体的结晶过程，以及烧结温度对其抗弯强度的影响。
本发明成分中由于加入Cr, Nb，V，Ni，B，从而可以提高C和N元素的原子活性，使各原子形成的气团能与位错形成强烈的相互作用，钉扎位错，产生屈服平台；其中：Cr，增加钢的淬透性，显著提高强度、硬度和耐磨性，也增加了钢的耐蚀性和抗氧化能力；Ni，提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力；Nb，细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，也可防止晶间腐蚀现象；B，可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度；元素S含量增加，能提高铸件的抗拉强度，减小白口倾向；加入了Mn具有阻碍石墨化、细化珠光晶粒的作用，元素Mn还可与铁水中的杂质S结合成硫化锰，消除杂质S的有害作用；加入Cu，可促进共晶阶段的石墨化，降低铸件的白口倾向，特别是能够细化并增加珠光体；元素Cr促进铸件基体组织中珠光体生成的作用很强，提高了铸件耐磨性和耐高温性能；元素Ti具有细化铸件基体组织晶粒度和碳化物的作用，使基体组织细而致密，有效地提高铸件的强度和硬度性能；元素Ni促进石墨化作用，可以代替硅或补充硅量的不足，减少白口倾向。
由于以上稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大，很容易填补在其晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化而提高钢的性能，同时，稀土元素易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物，可以起到净化钢的效果，通过加入稀土金属，可有效减弱叶片的合金元素偏析现象，可大幅度提高基体的冲击韧度。
本发明浇注成型得到产品后对产品进行回火、淬火、退火的热处理提高产品的综合性能即具有硬度外还具有一定的韧性，热处理温度的确定应以获得均匀而细小的奥氏体晶粒为原则，以便淬火后得到细小的马氏体组织，奥氏体晶粒的长大与淬火温度成正比，淬火时采用水喷淋产品快速降温，并及时对产品进行回火处理，不仅能消除淬火时产生的应力，还可以得到一定数量的回火马氏体，保证了产品的高硬度同时又提高了产品的韧性。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种高强度液压设备加工磨砂轮，包括砂轮基体、磨料层，磨料层位于砂轮基体上，砂轮基体按质量百分比计包括以下组分：
C:0.2%，Si:0.6%，Fe：0.04%，V:0.03%，Cu：0.3%，B：0.003%，Ti：0.1%，Mn:1.0%，Ni：0.12%，Sn：0.06%，Cr:0.05% ，Nb:0.001%，P<0.023% ，S<0.023%，余量为Al及不可避免的杂质，以上各组分之和为100%；
复合稀土按质量百分比包括以下组分：
Gd：10%，Y：20%，Sc：7%，Sm：15%；其余为La，以上各组分之和为100%。
砂轮基体的制备工艺具体为：
（1）根据砂轮基体的形状以天然硅砂为造型材料制作铸型，并将制作好的铸型送至烘炉中加热100℃下进行烘干8min，天然硅砂粒度为40目，含泥量≤0.5%，水分≤0.5%，SiO2含量95%；
（2）将砂轮的铸造原料送至5t的电弧炉进行熔炼，熔炼温度为1320℃，调整化学元素使控制在规定区别内；
（3）将铸造原料溶液静置1h，铸造原料溶液在出炉前向电炉内加入以钡为主、镧为辅的预处理剂；
出炉的铸造原料溶液在球化包内加入球化剂进行球化处理，待球化反应结束后，在铸造原料溶液上撒布珍珠岩造渣以净化铸造原料溶液并立刻扒渣；
球化剂为镁硅铁合金或稀有元素球化剂，且加入的球化剂质量百分含量为铸造原料溶液总量的1.2%，球化时间为65s；
（4）将扒渣后的铸造原料溶液进行快浇得到铸坯，浇注时间为60s，浇注时铸造原料溶液不能断流，浇口杯始终处于充满状态，以防止气体和夹杂物通过浇道卷入型腔；
（5）将铸坯依次进行退火、淬火、回火处理，具体为：
退火：将铸坯炉热至450℃时保温9分钟，然后炉冷却至260℃，随后打开炉门继续缓冷至150℃出炉空冷至室温；
淬火：退火后的铸坯缓慢炉热至410℃并保温0.5h，再次炉热至550℃后用水喷淋铸坯快速降温；
回火：将经淬火后的铸坯在室温下再次入炉并炉热至240℃后保温11分钟后出炉经冷却工序冷却至室温；
回火中冷却工序具体为：采用水冷与空冷结合，先采用水冷以7℃/s的铸坯水冷至150℃，然后空冷至80℃，再采用水冷以5℃/s的冷却速率将铸坯水冷至50℃，最后空冷至室温；
（6）：将步骤（5）中处理后的铸坯冷却至室温并经喷丸清理和机械加工得到砂轮基体，并检验入库。
上述高强度液压设备加工磨砂轮的加工方法，磨料层按质量份数计包括金刚石：50份，结合剂：30份，造孔剂：10份，树脂液：15份；
上述磨砂轮的加工方法具体如下：
（1）将结合剂的原料与氧化铝磨球按质量比结合剂的原料：氧化铝磨球=2:1.5装入滚筒球磨机中球磨混料11h，再在三维混料机中混料10h；
（2）将混合均匀的物料取出放在高温熔块炉中，以7℃/min的升温速度升温至1200℃，然后保温1h，再将熔融后的物料快速的倒入水中淬火处理，再将水淬后的物料放入鼓风干燥箱中在70℃下保温12h待用；
（3）将步骤（2）得到的物料放入滚筒球磨机中，加入氧化锆磨球，按质量比物料：氧化锆磨球=1.5：1的比例混合，球磨转速为100r/min，每隔3h将球磨罐取下，将球磨后的物料置于振动筛上筛分，筛网为200目，将未能通过的原料重新放入球磨罐中继续球磨，直至所有物料通过筛网；
（4）将步骤（3）得到的物料和金刚石颗粒按照体积比5:4的比计球磨混合，按球料质量比1.5:1的比例加入氧化铝球，混料3h，然后加入浓度为7wt%的糊精溶液，混合后，过50目筛造粒；
（5）将完成造粒后的物料与砂轮基体置于压片模具中进行压制成型，成型压强为150MPa，保压时间为100s，脱模，将成型后的样品置于真空干燥箱中干燥，温度为70℃，干燥10h，将干燥后的样品放在氧化铝垫片上，放入马弗炉中烧结，烧结温度为550℃，保温1h，然后随炉冷却至室温，得到砂轮。
在本实施例中，造孔剂为氧化铝空心球；结合剂为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化钡、碳酸钠、氢氧化锂、氧化钙的混合物，按质量比计二氧化硅：氧化铝：氧化硼：氧化钡：碳酸钠：氢氧化锂：氧化钙=10:4:5:2:1:2:1.5。
实施例2
本实施例提供一种高强度液压设备加工磨砂轮，包括砂轮基体、磨料层，磨料层位于砂轮基体上，砂轮基体按质量百分比计包括以下组分：
C:0.3%，Si:0.8%，Fe：0.06%，V:0.05%，Cu：0.5%，B：0.005%，Ti：0.3%，Mn:1.5%，Ni：0.14%，Sn：0.08%，Cr:0.08% ，Nb:0.003%，P<0.023% ，S<0.023%，余量为Al及不可避免的杂质，以上各组分之和为100%；
复合稀土按质量百分比包括以下组分：
Gd：13%，Y：22%，Sc：9%，Sm：18%；其余为La，以上各组分之和为100%。
砂轮基体的制备工艺具体为：
（1）根据砂轮基体的形状以天然硅砂为造型材料制作铸型，并将制作好的铸型送至烘炉中加热120℃下进行烘干12min，天然硅砂粒度为70目，含泥量≤0.5%，水分≤0.5%，SiO2含量97%；
（2）将砂轮的铸造原料送至5t的电弧炉进行熔炼，熔炼温度为1500℃，调整化学元素使控制在规定区别内；
（3）将铸造原料溶液静置2h，铸造原料溶液在出炉前向电炉内加入以钡为主、镧为辅的预处理剂；
出炉的铸造原料溶液在球化包内加入球化剂进行球化处理，待球化反应结束后，在铸造原料溶液上撒布珍珠岩造渣以净化铸造原料溶液并立刻扒渣；
球化剂为镁硅铁合金或稀有元素球化剂，且加入的球化剂质量百分含量为铸造原料溶液总量的1.5%，球化时间为80s；
（4）将扒渣后的铸造原料溶液进行快浇得到铸坯，浇注时间为70s，浇注时铸造原料溶液不能断流，浇口杯始终处于充满状态，以防止气体和夹杂物通过浇道卷入型腔；
（5）将铸坯依次进行退火、淬火、回火处理，具体为：
退火：将铸坯炉热至560℃时保温11分钟，然后炉冷却至265℃，随后打开炉门继续缓冷至160℃出炉空冷至室温；
淬火：退火后的铸坯缓慢炉热至430℃并保温1h，再次炉热至555℃后用水喷淋铸坯快速降温；
回火：将经淬火后的铸坯在室温下再次入炉并炉热至245℃后保温13分钟后出炉经冷却工序冷却至室温；
回火中冷却工序具体为：采用水冷与空冷结合，先采用水冷以7℃/s的铸坯水冷至160℃，然后空冷至90℃，再采用水冷以5℃/s的冷却速率将铸坯水冷至50℃，最后空冷至室温；
（6）：将步骤（5）中处理后的铸坯冷却至室温并经喷丸清理和机械加工得到砂轮基体，并检验入库。
上述高强度液压设备加工磨砂轮的加工方法，磨料层按质量份数计包括金刚石：60份，结合剂：40份，造孔剂：13份，树脂液：18份；
上述磨砂轮的加工方法具体如下：
（1）将结合剂的原料与氧化铝磨球按质量比结合剂的原料：氧化铝磨球=2:1.5装入滚筒球磨机中球磨混料13h，再在三维混料机中混料12h；
（2）将混合均匀的物料取出放在高温熔块炉中，以9℃/min的升温速度升温至1300℃，然后保温3h，，再将熔融后的物料快速的倒入水中淬火处理，再将水淬后的物料放入鼓风干燥箱中在80℃下保温14h待用；
（3）将步骤（2）得到的物料放入滚筒球磨机中，加入氧化锆磨球，按质量比物料：氧化锆磨球=1.5：1的比例混合，球磨转速为120r/min，每隔3h将球磨罐取下，将球磨后的物料置于振动筛上筛分，筛网为200目，将未能通过的原料重新放入球磨罐中继续球磨，直至所有物料通过筛网；
（4）将步骤（3）得到的物料和金刚石颗粒按照体积比5:4的比计球磨混合，按球料质量比1.5:1的比例加入氧化铝球，混料5h，然后加入浓度为7wt%的糊精溶液，混合后，过50目筛造粒；
（5）将完成造粒后的物料与砂轮基体置于压片模具中进行压制成型，成型压强为180MPa，保压时间为100s，脱模，将成型后的样品置于真空干燥箱中干燥，温度为80℃，干燥12h，将干燥后的样品放在氧化铝垫片上，放入马弗炉中烧结，烧结温度为600℃，保温3h，然后随炉冷却至室温，得到砂轮。
在本实施例中，造孔剂为氧化铝空心球；结合剂为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化钡、碳酸钠、氢氧化锂、氧化钙的混合物，按质量比计二氧化硅：氧化铝：氧化硼：氧化钡：碳酸钠：氢氧化锂：氧化钙=10:4:5:2:1:2:1.5。
实施例3
本实施例提供一种高强度液压设备加工磨砂轮，包括砂轮基体、磨料层，磨料层位于砂轮基体上，砂轮基体按质量百分比计包括以下组分：
C:0.25%，Si:0.7%，Fe：0.05，V:0.04%，Cu：0.4%，B：0.004%，Ti：0.2%，Mn:1.3%，Ni：0.13%，Sn：0.07%，Cr:0.07% ，Nb:0.002%，P<0.023% ，S<0.023%，余量为Al及不可避免的杂质，以上各组分之和为100%；
复合稀土按质量百分比包括以下组分：
Gd：11%，Y：21%，Sc：8%，Sm：16%；其余为La，以上各组分之和为100%。
砂轮基体的制备工艺具体为：
（1）根据砂轮基体的形状以天然硅砂为造型材料制作铸型，并将制作好的铸型送至烘炉中加热110℃下进行烘干11min，天然硅砂粒度为50目，含泥量≤0.5%，水分≤0.5%，SiO2含量96%；
（2）将砂轮的铸造原料送至5t的电弧炉进行熔炼，熔炼温度为1400℃，调整化学元素使控制在规定区别内；
（3）将铸造原料溶液静置1.5h，铸造原料溶液在出炉前向电炉内加入以钡为主、镧为辅的预处理剂；
出炉的铸造原料溶液在球化包内加入球化剂进行球化处理，待球化反应结束后，在铸造原料溶液上撒布珍珠岩造渣以净化铸造原料溶液并立刻扒渣；
球化剂为镁硅铁合金或稀有元素球化剂，且加入的球化剂质量百分含量为铸造原料溶液总量的1.3%，球化时间为72s；
（4）将扒渣后的铸造原料溶液进行快浇得到铸坯，浇注时间为65s，浇注时铸造原料溶液不能断流，浇口杯始终处于充满状态，以防止气体和夹杂物通过浇道卷入型腔,；
（5）将铸坯依次进行退火、淬火、回火处理，具体为：
退火：将铸坯炉热至490℃时保温10分钟，然后炉冷却至263℃，随后打开炉门继续缓冷至155℃出炉空冷至室温；
淬火：退火后的铸坯缓慢炉热至420℃并保温0.8h，再次炉热至552℃后用水喷淋铸坯快速降温；
回火：将经淬火后的铸坯在室温下再次入炉并炉热至242℃后保温12分钟后出炉经冷却工序冷却至室温；
回火中冷却工序具体为：采用水冷与空冷结合，先采用水冷以7℃/s的铸坯水冷至155℃，然后空冷至85℃，再采用水冷以5℃/s的冷却速率将铸坯水冷至50℃，最后空冷至室温；
（6）：将步骤（5）中处理后的铸坯冷却至室温并经喷丸清理和机械加工得到砂轮基体，并检验入库。
上述高强度液压设备加工磨砂轮的加工方法，磨料层按质量份数计包括金刚石：55份，结合剂：35份，造孔剂：12份，树脂液：17；
上述磨砂轮的加工方法具体如下：
（1）将结合剂的原料与氧化铝磨球按质量比结合剂的原料：氧化铝磨球=2:1.5装入滚筒球磨机中球磨混料12h，再在三维混料机中混料11h；
（2）将混合均匀的物料取出放在高温熔块炉中，以8℃/min的升温速度升温至1250℃，然后保温2h，，再将熔融后的物料快速的倒入水中淬火处理，再将水淬后的物料放入鼓风干燥箱中在75℃下保温13h待用；
（3）将步骤（2）得到的物料放入滚筒球磨机中，加入氧化锆磨球，按质量比物料：氧化锆磨球=1.5：1的比例混合，球磨转速为110r/min，每隔3h将球磨罐取下，将球磨后的物料置于振动筛上筛分，筛网为200目，将未能通过的原料重新放入球磨罐中继续球磨，直至所有物料通过筛网；
（4）将步骤（3）得到的物料和金刚石颗粒按照体积比5:4的比计球磨混合，按球料质量比1.5:1的比例加入氧化铝球，混料4h，然后加入浓度为7wt%的糊精溶液，混合后，过50目筛造粒；
（5）将完成造粒后的物料与砂轮基体置于压片模具中进行压制成型，成型压强为170MPa，保压时间为100s，脱模，将成型后的样品置于真空干燥箱中干燥，温度为75℃，干燥11h，将干燥后的样品放在氧化铝垫片上，放入马弗炉中烧结，烧结温度为575℃，保温2h，然后随炉冷却至室温，得到砂轮。
在本实施例中，造孔剂为氧化铝空心球；结合剂为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化钡、碳酸钠、氢氧化锂、氧化钙的混合物，按质量比计二氧化硅：氧化铝：氧化硼：氧化钡：碳酸钠：氢氧化锂：氧化钙=10:4:5:2:1:2:1.5。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种高强度液压设备加工磨砂轮，包括砂轮基体、磨料层，所述磨料层位于所述砂轮基体上，其特征在于：所述磨料层按质量份数计包括金刚石：50-60份，结合剂：30-40份，造孔剂：10-13份，树脂液：15-18份；
所述砂轮基体按质量百分比计包括以下组分：
C:0.2-0.3%，Si:0.6-0.8%，Fe：0.04-0.06%，V:0.03-0.05%，Cu：0.3-0.5%，B：0.003-0.005%，Ti：0.1-0.3%，Mn:1.0-1.5%，Ni：0.12-0.14%，Sn：0.06-0.08%，Cr:0.05-0.08% ，Nb:0.001-0.003%，P<0.023% ，S<0.023%，余量为Al及不可避免的杂质，以上各组分之和为100%；
复合稀土按质量百分比包括以下组分：
Gd：10-13%，Y：20-22%，Sc：7-9%，Sm：15-18%；其余为La，以上各组分之和为100%；
所述砂轮基体的制备工艺具体为：
（1）根据砂轮基体的形状以天然硅砂为造型材料制作铸型，并将制作好的铸型送至烘炉中加热100-120℃下进行烘干8-12min；
（2）将砂轮的铸造原料送至5t的电弧炉进行熔炼，熔炼温度为1320-1500℃，调整化学元素使控制在规定区别内；
（3）将铸造原料溶液静置1-2h，铸造原料溶液在出炉前向电炉内加入以钡为主、镧为辅的预处理剂；
出炉的铸造原料溶液在球化包内加入球化剂进行球化处理，待球化反应结束后，在铸造原料溶液上撒布珍珠岩造渣以净化铸造原料溶液并立刻扒渣；
（4）将扒渣后的铸造原料溶液进行快浇得到铸坯，浇注时间为60-70s，浇注时铸造原料溶液不能断流，浇口杯始终处于充满状态；
（5）将铸坯依次进行退火、淬火、回火处理；
（6）：将步骤（5）中处理后的铸坯冷却至室温并经喷丸清理和机械加工得到砂轮基体，并检验入库。
2.根据权利要求1所述的高强度液压设备加工磨砂轮，其特征在于：步骤（1）中所述的天然硅砂粒度为40-70目，含泥量≤0.5%，水分≤0.5%，SiO2含量95-97%。
3.根据权利要求1所述的高强度液压设备加工磨砂轮，其特征在于：步骤（5）中的退火、淬火、回火处理，具体为：
退火：将铸坯炉热至450-560℃时保温9-11分钟，然后炉冷却至260-265℃，随后打开炉门继续缓冷至150-160℃出炉空冷至室温；
淬火：退火后的铸坯缓慢炉热至410-430℃并保温0.5-1h，再次炉热至550-555℃后用水喷淋铸坯快速降温；
回火：将经淬火后的铸坯在室温下再次入炉并炉热至240-245℃后保温11-13分钟后出炉经冷却工序冷却至室温。
4.根据权利要求3所述的高强度液压设备加工磨砂轮，其特征在于：回火中冷却工序具体为：采用水冷与空冷结合，先采用水冷以7℃/s的铸坯水冷至150-160℃，然后空冷至80-90℃，再采用水冷以5℃/s的冷却速率将铸坯水冷至50℃，最后空冷至室温。
5.根据权利要求3所述的高强度液压设备加工磨砂轮，其特征在于：步骤（3）中球化剂为镁硅铁合金或稀有元素球化剂，且加入的球化剂质量百分含量为所述铸造原料溶液总量的1.2-1.5%，球化时间为65-80s。
6.根据权利要求1所述的高强度液压设备加工磨砂轮的加工方法，其特征在于，具体如下：
（1）将结合剂的原料与氧化铝磨球按质量比结合剂的原料：氧化铝磨球=2:1.5装入滚筒球磨机中球磨混料11-13h，再在三维混料机中混料10-12h；
（2）将混合均匀的物料取出放在高温熔块炉中，以7-9℃/min的升温速度升温至1200-1300℃，然后保温1-3h，，再将熔融后的物料快速的倒入水中淬火处理，再将水淬后的物料放入鼓风干燥箱中在70-80℃下保温12-14h待用；
（3）将步骤（2）得到的物料放入滚筒球磨机中，加入氧化锆磨球，按质量比物料：氧化锆磨球=1.5：1的比例混合，球磨转速为100-120r/min，每隔3h将球磨罐取下，将球磨后的物料置于振动筛上筛分，筛网为200目，将未能通过的原料重新放入球磨罐中继续球磨，直至所有物料通过筛网；
（4）将步骤（3）得到的物料和金刚石颗粒按照体积比5:4的比计球磨混合，按球料质量比1.5:1的比例加入氧化铝球，混料3-5h，然后加入浓度为7wt%的糊精溶液，混合后，过50目筛造粒；
（5）将完成造粒后的物料与砂轮基体置于压片模具中进行压制成型，脱模，将成型后的样品置于真空干燥箱中干燥，温度为70-80℃，干燥10-12h，将干燥后的样品放在氧化铝垫片上，放入马弗炉中烧结，烧结温度为550-600℃，保温1-3h，然后随炉冷却至室温，得到砂轮。
7.根据权利要求6所述的高强度液压设备加工磨砂轮的加工方法，其特征在于：所述造孔剂为氧化铝空心球；所述结合剂为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化钡、碳酸钠、氢氧化锂、氧化钙的混合物，按质量比计二氧化硅：氧化铝：氧化硼：氧化钡：碳酸钠：氢氧化锂：氧化钙=10:4:5:2:1:2:1.5。
8.根据权利要求6所述的高强度液压设备加工磨砂轮的加工方法，其特征在于：压制成型时，成型压强为150-180MPa，保压时间为100s。
CN201811034771.7A 2018-09-06 2018-09-06 一种高强度液压设备加工磨砂轮及其加工方法 Active CN109048692B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811034771.7A CN109048692B (zh) 2018-09-06 2018-09-06 一种高强度液压设备加工磨砂轮及其加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811034771.7A CN109048692B (zh) 2018-09-06 2018-09-06 一种高强度液压设备加工磨砂轮及其加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109048692A true CN109048692A (zh) 2018-12-21
CN109048692B CN109048692B (zh) 2021-02-26

Family

ID=64759817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811034771.7A Active CN109048692B (zh) 2018-09-06 2018-09-06 一种高强度液压设备加工磨砂轮及其加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109048692B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110948409A (zh) * 2019-12-26 2020-04-03 惠安宇信金刚石工具有限公司 一种金刚石金属结合剂制件及其整体成型制造方法和应用
CN111761525A (zh) * 2020-07-16 2020-10-13 重庆强泰砂轮制造有限公司 一种铁路路轨重伤情况下的修磨砂轮

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103753413A (zh) * 2014-01-10 2014-04-30 苏州赛力精密工具有限公司 一种加工pcbn刀片用周边磨砂轮
CN105220057A (zh) * 2015-10-21 2016-01-06 无锡阳工机械制造有限公司 一种气动泵体铸造工艺
CN105252435A (zh) * 2015-11-03 2016-01-20 白鸽磨料磨具有限公司 一种微晶玻璃陶瓷结合剂及其制备方法，sg砂轮及其制备方法
CN106734895A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 重庆市合川区银窝铸造厂 用于铸造摩托车耐磨件的铸造工艺
CN108098603A (zh) * 2017-12-30 2018-06-01 新乡市中开科技发展有限公司 一种含有超硬磨料金属陶瓷结合剂的打磨列车专用砂轮及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103753413A (zh) * 2014-01-10 2014-04-30 苏州赛力精密工具有限公司 一种加工pcbn刀片用周边磨砂轮
CN105220057A (zh) * 2015-10-21 2016-01-06 无锡阳工机械制造有限公司 一种气动泵体铸造工艺
CN105252435A (zh) * 2015-11-03 2016-01-20 白鸽磨料磨具有限公司 一种微晶玻璃陶瓷结合剂及其制备方法，sg砂轮及其制备方法
CN106734895A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 重庆市合川区银窝铸造厂 用于铸造摩托车耐磨件的铸造工艺
CN108098603A (zh) * 2017-12-30 2018-06-01 新乡市中开科技发展有限公司 一种含有超硬磨料金属陶瓷结合剂的打磨列车专用砂轮及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110948409A (zh) * 2019-12-26 2020-04-03 惠安宇信金刚石工具有限公司 一种金刚石金属结合剂制件及其整体成型制造方法和应用
CN111761525A (zh) * 2020-07-16 2020-10-13 重庆强泰砂轮制造有限公司 一种铁路路轨重伤情况下的修磨砂轮

Also Published As

Publication number Publication date
CN109048692B (zh) 2021-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102534398B (zh) 含硼铁基合金耐磨材料及其制备方法
CN100489139C (zh) 一种高强度耐磨铸钢衬板及其制造方法
CN103817312B (zh) 一种耐磨复合衬板及其制备方法
CN100575528C (zh) 无钴多元高速工具钢及其制造方法
CN101775558B (zh) 一种铁铬硼铸造耐磨合金及其制造方法
CN101549360B (zh) 一种高硼铸造合金导卫及其热处理方法
CN104264043B (zh) 一种离心铸造耐磨高速钢复合轧辊及其制备方法
CN102409267B (zh) 一种含硼高速钢轧辊及其制备方法
CN101988174A (zh) 一种大型球磨机衬板及其热处理方法
CN103624084A (zh) 一种资源节约型高硼高速钢复合轧辊及其制备方法
CN104018096B (zh) 高速钢辊环及其制备方法
CN110257716A (zh) 一种机床用高端轴承钢材料及其生产工艺
CN1424423A (zh) 高速钢辊环及其制造方法
CN102925783A (zh) 一种过共晶高铬白口铸铁的制备方法
CN108866444A (zh) 耐腐蚀镜面模具钢及其制备方法
CN106884126A (zh) 一种髙铬钢轧辊及其制造方法
CN108823505A (zh) 一种稀土合金化研磨球用钢及其制造方法
CN109252074B (zh) 一种汽车用高韧性高强度铝合金轮毂的制造方法
CN109048692A (zh) 一种高强度液压设备加工磨砂轮及其加工方法
CN104805368A (zh) 铬-钨-锰-稀土系准贝氏体钢及其制备方法
CN103014480A (zh) 多元微合金化低铬白口铸铁磨球及其制造方法
CN109402492B (zh) 一种含碳化物球墨铸铁铁水的炉外处理方法
CN108842041A (zh) 一种可用于研磨强氧化性材料的多层耐磨球及其制备方法
CN103757545A (zh) 轧机导卫用高温耐磨合金材料及轧机导卫热处理方法
CN113462989A (zh) 矿山格子型球磨机用铌微合金化高锰钢衬板及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant