含氧化锆的复合型超硬珩磨油石及其制备方法与流程

文档序号:11076843阅读:542来源:国知局

本发明涉及精密机械加工技术领域,尤其是涉及一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石及其制备方法。



背景技术:

珩磨,又称镗磨,是指使用镶嵌在珩磨头上的珩磨油石在低的切削速度下对工件表面进行光整加工的方法,是磨削加工的一种特殊形式,主要加工直径5~500毫米甚至更大的各种圆柱孔,孔深与孔径之比可达10或更大。在一定条件下,也可加工平面、外圆面、球面、齿面等。珩磨加工作为一种提高内孔表面加工精度及降低表面粗糙度的精加工方法,不仅能去除较大的加工余量,而且能提高尺寸精度、几何形状精度和降低表面粗糙度,被广泛地应用于汽车、航空、石油机械、工程机械及军事工业等行业中的孔类零件的精加工工序。

珩磨油石作为影响珩磨内孔表面质量及珩磨效率的主要因素之一,其磨料的特性及组成对油石的磨削性能都会产生最直接的影响。现有技术中由单一磨料组成的珩磨油石,由于其单一的磨削特性,对一些难加工材料(如生铁等),其磨削效果并不很理想,使用上有一定的局限性。虽然国外进口的多元素混合式珩磨油石能达到很好的磨削加工效果,但其使用寿命短,价格高昂,也限制了其的使用。

因此,研究开发出一种具有磨削锋利,磨削效率和质量高,磨削时间短,使用寿命长、自锐性优、制备简便等优点的珩磨油石,用以代替传统单一磨料和国外进口的珩磨油石,对于我国精密机械加工技术领域具有现实与必要的意义。

有鉴于此,特提出本发明。



技术实现要素:

本发明的第一目的在于提供一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,该含氧化锆的复合型超硬珩磨油石具有磨削锋利、磨削质量高、磨削速度快、使用寿命长和自锐性优的优点。

本发明的第二目的在于提供一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法,该制备方法具有工艺简单和加工成本低的优点。

本发明的第三目的在于提供一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的应用,该珩磨油石应用于汽车机械、航空机械、石油机械及工程机械等行业中的孔类零件的精加工工序,具有加工效率高和加工质量高的优点。

本发明提供的一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,上述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆0.1~2%、铜30~60%、银1~6%、铝1~10%、锌1~6%、锡5~20%、铁5~20%、镍1~10%、钴1~10%、铅1~9%、粘结剂1~5%和超硬材料5%~20%,上述原料重量百分比之和等于100%。

进一步的,上述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆0.5~1.5%、铜35~50%、银2~5%、铝2~8%、锌2~5%、锡8~18%、铁8~18%、镍2~8%、钴2~8%、铅2~7%、粘结剂2~4%和超硬材料8%~18%,上述原料重量百分比之和等于100%;

优选地,上述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆1%、铜45%、银4%、铝4%、锌2%、锡10%、铁10%、镍4%、钴4%、铅3%、粘结剂3%和超硬材料10%。

进一步的,上述原料氧化锆、铜、银、铝、锌、锡、铁、镍、钴和铅均独立地为纯度大于或等于99%的粒度为80~1000目的颗粒。

进一步的,上述粘结剂为蜡基粘结剂、油基粘结剂或聚醛基粘结剂中的一种或几种的混合。

进一步的,上述超硬材料为人造金刚石、立方氮化硼、碳化硼或碳化硅中的一种或几种的混合。

进一步的,上述超硬材料的粒度为80~1000目。

本发明提供的一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法,包括以下步骤:按上述的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的重量百分比称取各原料,各原料混合均匀后压制,然后对压制后的混合物烧结即得到上述含氧化锆的复合型超硬珩磨油石。

进一步的,上述压制为在真空环境下进行压制,压制真空度为1×10-2~1×10-6Pa,压制温度为400~600℃,压制时间为5~12min,压制压力为40~120MPa。

进一步的,上述烧结的烧结温度为550~800℃,烧结时间为5~12min。

本发明提供的一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的应用,将上述的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石应用于汽车机械、航空机械、石油机械及工程机械的孔类零件精加工工序中。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

本发明提供的一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,是一种由多组分复合材料组成的珩磨油石,其由氧化锆、铜、银、铝、锌、锡、铁、镍、钴和铅等金属元素以及粘结剂和超硬材料组成,相比于由单一磨料组成的珩磨油石,本发明由多种金属元素和超硬材料组成的珩磨油石,其磨削效率和质量高,且磨削锋利,磨削时间短,使用寿命长。

此外,本发明提供的珩磨油石中特别加入了氧化锆,本发明珩磨油石加入0.1~2%的氧化锆之后,由于氧化锆加入到金属中具有强有力的脱氧、除氮、去硫的作用,将氧化锆应用于本发明珩磨油石中,可以很好的提高本发明珩磨油石的硬度、强度和耐高温型,制备出的珩磨油石自锐性优、磨削锋利、磨削质量高、磨削速度快、又轻又耐高温,进而延长了珩磨油石的使用寿命。

本发明提供的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法工艺流程简单,只需将各原料混合均匀后,进行压制,随后进行烧结即可制得含氧化锆的复合型超硬珩磨油石。本发明含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备过程步骤少,制备时不需要特殊的设备,进而达到了制备所需时间短,加工成本低的效果,其价格明显低于国外进口的珩磨油石。

本发明提供的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的应用,将该珩磨油石广泛地应用于汽车机械、航空机械、石油机械及工程机械的孔类零件精加工工序中,由于该珩磨油石磨削锋利、磨削速度快,因此在上述各孔类零件的精加工工序中具有加工效率高和加工质量高的优点。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

根据本发明的一个方面,一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆0.1~2%、铜30~60%、银1~6%、铝1~10%、锌1~6%、锡5~20%、铁5~20%、镍1~10%、钴1~10%、铅1~9%、粘结剂1~5%和超硬材料5%~20%,所述原料重量百分比之和等于100%。

本发明含氧化锆的复合型超硬珩磨油石中各原料的作用为:

氧化锆加入到金属中具有强有力的脱氧、除氮、去硫的作用。金属中只要加入少量的氧化锆,硬度和强度就会惊人地提高,同时使其熔点大大的提高。将氧化锆应用于本发明珩磨油石中,可以很好的提高本发明珩磨油石的硬度、强度和耐高温型,制备出的珩磨油石又轻又耐高温,强度和寿命可达到普通珩磨油石的数倍以上。

本发明中,按重量百分比计,氧化锆的典型但非限定性的含量为:0.1%、0.2%、0.3%、0.5%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、1.8%或2%。

铜是一种过渡元素,延展性好、耐用性强,可以多次回收而无损其机械性能。

本发明中,按重量百分比计,铜的典型但非限定性的含量为:30%、32%、34%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%或60%。

银是一种重要的贵金属,物理性质稳定,延展性好。

本发明中,按重量百分比计,银的典型但非限定性的含量为:1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3%、3.2%、3.4%、3.6%、3.8%、4%、4.2%、4.4%、4.6%、4.8%、5%、5.2%、5.4%、5.6%、5.8%或6%。

铝是一种银白色轻金属,有延展性。

本发明中,按重量百分比计,铝的典型但非限定性的含量为:1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%或10%。

锌是一种浅灰色的过渡金属,室温下较脆。

本发明中,按重量百分比计,锌的典型但非限定性的含量为:1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3%、3.2%、3.4%、3.6%、3.8%、4%、4.2%、4.4%、4.6%、4.8%、5%、5.2%、5.4%、5.6%、5.8%或6%。

锡是一种略带蓝色的白色光泽的低熔点的金属元素,柔软,易弯曲,在常温下富有展性。

本发明中,按重量百分比计,锡的典型但非限定性的含量为:5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%。

铁是一种生活中应用较为广泛的金属,具有良好的延展性。

本发明中,按重量百分比计,铁的典型但非限定性的含量为:5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%。

镍是一种近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀。

本发明中,按重量百分比计,镍的典型但非限定性的含量为:1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%。

钴是银白色的铁磁性金属,表面呈银白略带淡粉色,比较硬而脆。

本发明中,按重量百分比计,钴的典型但非限定性的含量为:1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%。

铅是柔软和延展性强的一种弱金属。

本发明中,按重量百分比计,铅的典型但非限定性的含量为:1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%或9%。

粘结剂是为了提高压坯的强度或防止粉末偏析而添加到粉末中的可在烧结前或烧结过程中除掉的物质,是磨料和基体之间粘结强度的保证。

本发明中,按重量百分比计,粘结剂的典型但非限定性的含量为:1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4%、4.1%、4.2%、4.3%、4.4%、4.5%、4.6%、4.7%、4.8%、4.9%或5%。

超硬材料是指硬度可与金刚石相比拟的材料,适用于制造其他材料的工具,特别是在加工硬质材料方面,具有无可比拟的优越性。

本发明中,按重量百分比计,超硬材料的典型但非限定性的含量为:5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%。

本发明提供的一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,是一种有多组分复合材料组成的珩磨油石,其由氧化锆、铜、银、铝、锌、锡、铁、镍、钴、铅等金属元素以及粘结剂和超硬材料组成,相比于现有技术中由单一磨料组成的珩磨油石,本发明有多种金属元素和超硬材料组成的珩磨油石,其磨削效率和磨削质量高,且磨削锋利,磨削时间短,使用寿命长。

此外,本发明提供的珩磨油石中特别加入了氧化锆,本发明珩磨油石加入0.1~2%的氧化锆之后,由于氧化锆加入到金属中具有强有力的脱氧、除氮、去硫的作用,将氧化锆应用于本发明珩磨油石中,可以很好的提高本发明珩磨油石的硬度、强度和耐高温型,制备出的珩磨油石自锐性优、磨削锋利、磨削质量高、磨削速度快、又轻又耐高温,进而延长了珩磨油石的使用寿命。

在本发明中,所述微量氧化锆的“微量”是指氧化锆的添加量少,示例性的添加量为0.1%~2%。

在本发明的一种优选实施方式中,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆0.5~1.5%、铜35~50%、银2~5%、铝2~8%、锌2~5%、锡8~18%、铁8~18%、镍2~8%、钴2~8%、铅2~7%、粘结剂2~4%和超硬材料8%~18%,所述原料重量百分比之和等于100%;

优选地,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆1%、铜45%、银4%、铝4%、锌2%、锡10%、铁10%、镍4%、钴4%、铅3%、粘结剂3%和超硬材料10%。

在本发明的一种优选实施方式中,所述原料氧化锆、铜、银、铝、锌、锡、铁、镍、钴和铅均独立地为纯度大于或等于99%的粒度为80~1000目的颗粒。

在上述优选的实施方式中,纯度大于或等于99%的氧化锆、铜、银、铝、锌、锡、铁、镍、钴及铅的杂质含量少,所制备出的珩磨油石的磨削性能更优。

在上述优选的实施方式中,所述原料氧化锆、铜、银、铝、锌、锡、铁、镍、钴和铅均为粒度为80~1000目的颗粒,与之相对应的超硬材料的粒径为180μm-13μm,小粒径的超硬材料的比表面积大,同样体积的情况下在上述珩磨油石中的分布更加广泛,因此能够充分发挥其本身的高硬度和高耐磨性,进而提高上述珩磨油石的磨削性能。

在本发明的一种优选实施方式中,所述粘结剂为蜡基粘结剂、油基粘结剂或聚醛基粘结剂中的一种或几种的混合。

在上述优选的实施方式中,蜡基粘结剂是指以蜡为主要原料,并与有机添加剂混合而成的一种粘结剂,具有增加上述含氧化锆的复合型超硬珩磨油石表面光洁度、强度和耐磨度的优点;所述蜡基粘结剂的主要原料优选为石蜡。

在上述优选的实施方式中,油基粘结剂是指以油为主要原料,并与有机添加剂混合而成的一种粘结剂,具有增加上述含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的表面光亮度、强度和耐磨度的优点;所述油基粘结剂的主要原料优选为硅油。

在上述优选的实施方式中,聚醛基粘结剂是指以聚甲醛为主要原料,并与有机添加剂混合而成的一种粘结剂,具有增加上述含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的表面光亮度、光洁度、强度和耐磨度的优点。

在上述优选的实施方式中,所述粘结剂可以是上述几种粘合剂的混合,例如,油加蜡基粘结剂是指以蜡和油为主要原料,并与有机添加剂混合而成的一种粘结剂,具有增加上述含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的表面光亮度、光洁度、强度和耐磨度的优点;所述油加蜡基粘结剂的主要原料优选为石蜡和硅油的混合。

在本发明的一种优选实施方式中,所述超硬材料为人造金刚石、立方氮化硼、碳化硼或碳化硅中的一种或几种的混合。

本发明中,金刚石是一种由纯碳组成的矿物,也是自然界中最坚硬的物质,人造金刚石是的杂质含量比天然金刚石的少,并且其硬度能够超过天然金刚石,非常适合作为耐磨材料。

本发明中,立方氮化硼是指立方结构的氮化硼,其硬度超过金刚石单晶,适合用作磨料。

本发明中,碳化硼,别名黑钻石,具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点。

本发明中,碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成的,化学性能稳定、热膨胀系数小、耐磨性能好。

在上述优选实施方式中,所述超硬材料的粒度为80~1000目。

本发明中,上述超硬材料的粒度为80~1000目,与之相对应的超硬材料的粒径为180μm-13μm,小粒径的超硬材料的比表面积大,同样体积的情况下在上述珩磨油石中的分布更加广泛,因此能够充分发挥其本身的高硬度和高耐磨性,进而提高上述珩磨油石的磨削性能。

根据本发明的一个方面,一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法,包括以下步骤:按上述的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的重量百分比称取各原料,各原料混合均匀后压制,然后对压制后的混合物烧结即得到所述含氧化锆的复合型超硬珩磨油石。

本发明中,上述含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法工艺简单,只需将各原料混合均匀后,进行压制,随后进行烧结即可制得含氧化锆的复合型超硬珩磨油石。本发明含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法简单,制备过程步骤少,加工成本低,不需要特殊的设备,制备所需时间短。

在本发明的一种优选实施方式中,所述压制为在真空环境下进行压制,压制真空度为1×10-2~1×10-6Pa,压制温度为400~600℃,压制时间为5~12min,压制压力为40~120MPa。

本发明中,上述真空度的典型但非限定性的为:1×10-2Pa、1×10-3Pa、1×10-4Pa、1×10-5Pa或1×10-6Pa;

本发明中,上述压制温度的典型但非限定性的为:550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、700℃、710℃、720℃、730℃、740℃、750℃、760℃、770℃、780℃、790℃或800℃。

本发明中,上述压制时间的典型但非限定性的为:4min、5min、6min、7min或8min。

本发明中,上述压制压力的典型但非限定性的为:40MPa、50MPa、60MPa、70MPa、80MPa、90MPa、100MPa、110MPa或120MPa。

上述的优选实施方式中,在真空环境下进行压制是指在真空状态下压制的一种压制方法,由于压制是在较短的时间内完成的物料的定型,很容易造成气体的卷入而影响定型件的质量,而真空压制能够消除或减少定型件内部的气孔,使得定型件的力学性能和表面质量得到提高。

在本发明的一种优选实施方式中,所述烧结的烧结温度为550~800℃,烧结时间为5~12min。

根据本发明的一个方面,一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的应用,将上述珩磨油石广泛地应用于汽车机械、航空机械、石油机械及工程机械的孔类零件精加工工序中。

在本发明的一种优选实施方式中,上述珩磨油石广泛地应用于汽车机械、航空机械、石油机械和工程机械的内孔加工中。

本发明中,由于该含氧化锆的复合型超硬珩磨油石磨削锋利、磨削速度快,因此在上述各齿轮的内孔加工中具有加工效率高和加工质量高的优点。

实施例1

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆0.1%、铜50%、银2%、铝4%、锌2%、锡7.9%、铁8%、镍4%、钴4%、铅4%、石蜡4%和人造金刚石10%。

实施例2

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆2%、铜50%、银2%、铝4%、锌2%、锡8%、铁8%、镍3%、钴3%、铅4%、聚甲醛4%和立方氮化硼10%。

实施例3

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆1%、铜51%、银2%、铝4%、锌2%、锡8%、铁8%、镍3%、钴3%、铅4%、硅油4%和人造金刚石10%。

实施例4

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆1.5%、铜50.5%、银2%、铝4%、锌2%、锡8%、铁8%、镍3%、钴3%、铅4%、聚甲醛4%和碳化硼10%。

实施例5

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆1%、铜45%、银4%、铝4%、锌2%、锡10%、铁10%、镍4%、钴4%、铅3%、粘结剂3%和超硬材料10%。其中,

所述粘结剂由以下重量百分比的原料组成:石蜡20%、硅油30%和聚甲醛50%;

所述超硬材料由以下重量百分比的原料组成:碳化硅30%、立方氮化硼50%和人造金刚石20%。

实施例6

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法,包括以下步骤:

(1)、原料混合:按实施例1所述的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的重量份数称取原料,随后将原料混合均匀;

(2)、成型压制:将上述步骤(1)混合均匀的原料根据成型的需要,在真空度为1×10-2Pa的真空环境下进行压制,压制温度为550℃,压制时间为4min,压制压力为45Mpa,制得压制成型的油石;

(3)、烧结制备:将上述步骤(2)压制成型的油石在550℃下烧制5min,制得含氧化锆的复合型超硬珩磨油石。

实施例7

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法,包括以下步骤:

(1)、原料混合:按实施例2所述的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的重量份数称取原料,随后将原料混合均匀;

(2)、成型压制:将上述步骤(1)混合均匀的原料根据成型的需要,在真空度为1×10-3Pa的真空环境下进行压制,压制温度为600℃,压制时间为5min,压制压力为100Mpa,制得压制成型的油石;

(3)、烧结制备:将上述步骤(2)压制成型的油石在700℃下烧制6min,制得含氧化锆的复合型超硬珩磨油石。

实施例8

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法,包括以下步骤:

(1)、原料混合:按实施例3所述的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的重量份数称取原料,随后将原料混合均匀;

(2)、成型压制:将上述步骤(1)混合均匀的原料根据成型的需要,在真空度为1×10-6Pa的真空环境下进行压制,压制温度为800℃,压制时间为8min,压制压力为120Mpa,制得压制成型的油石;

(3)、烧结制备:将上述步骤(2)压制成型的油石在800℃下烧制5min,制得含氧化锆的复合型超硬珩磨油石。

实施例9

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法,包括以下步骤:

(1)、原料混合:按实施例4所述的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的重量份数称取原料,随后将原料混合均匀;

(2)、成型压制:将上述步骤(1)混合均匀的原料根据成型的需要,在真空度为1×10-4Pa的真空环境下进行压制,压制温度为720℃,压制时间为6min,压制压力为60Mpa,制得压制成型的油石;

(3)、烧结制备:将上述步骤(2)压制成型的油石在720℃下烧制10min,制得含氧化锆的复合型超硬珩磨油石。

实施例10

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的制备方法,包括以下步骤:

(1)、原料混合:按实施例5所述的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石的重量份数称取原料,随后将原料混合均匀;

(2)、成型压制:将上述步骤(1)混合均匀的原料根据成型的需要,在真空度为1×10-4Pa的真空环境下进行压制,压制温度为650℃,压制时间为6min,压制压力为80Mpa,制得压制成型的油石;

(3)、烧结制备:将上述步骤(2)压制成型的油石在650℃下烧制8min,制得含氧化锆的复合型超硬珩磨油石。

对比例1

一种珩磨油石,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:铜50%、银3%、铝4%、锌3%、锡7%、铁9%、镍4%、钴4%、铅3%、石蜡3%和人造金刚石10%。

上述珩磨油石的制备方法,包括以下步骤:按上述珩磨油石的重量百分比称取各原料,各原料混合均匀后在真空环境下进行压制,压制真空度为1×10-3Pa,压制温度为500℃,压制时间为8min,压制压力为80MPa,然后对压制后的混合物在650℃下烧制8min,即得到所述的珩磨油石。

对比例2

本实施例提供以下金属原料:30wt%的铜,5wt%的银,4%wt的铝,3%wt的锌,15%wt的锡,15wt%的铁,6wt%的镍,10%wt的钴,5%wt的铅。将铜、银、铝、锌、锡、钴、铅、粘结剂和人造金刚石加入混料机进行混料,充分混合后将混合物装入模具进行真空压制,真空度为1x10-2~1x10-6Pa,压制温度为550℃,压制时间为7分钟,压制压力为60MPa;将压制后的混合物进行烧结,烧结温度为680℃,在保温8分钟后得到混合式超硬磨料珩磨油石。

对比例3

一种珩磨油石,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆0.05%、铜50%、银3%、铝4%、锌3%、锡7%、铁9%、镍4%、钴4%、铅3%、石蜡3%和人造金刚石10%。

上述珩磨油石的制备方法,包括以下步骤:按上述珩磨油石的重量百分比称取各原料,各原料混合均匀后在真空环境下进行压制,压制真空度为1×10-3Pa,压制温度为500℃,压制时间为8min,压制压力为80MPa,然后对压制后的混合物在650℃下烧制8min,即得到所述的珩磨油石。

对比例4

一种含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,所述珩磨油石主要由以下重量百分比的原料组成:氧化锆3%、铜50%、银3%、铝3%、锌3%、锡6%、铁8%、镍4%、钴4%、铅3%、石蜡3%和人造金刚石10%。

上述珩磨油石的制备方法,包括以下步骤:按上述珩磨油石的重量百分比称取各原料,各原料混合均匀后在真空环境下进行压制,压制真空度为1×10-3Pa,压制温度为500℃,压制时间为8min,压制压力为80MPa,然后对压制后的混合物在650℃下烧制8min,即得到所述的珩磨油石。

对比例5

市售国产上海鸿宁精密机械有限公司生产的珩磨油石。

对比例6

市售进口德国BOSCH品牌的珩磨油石。

效果例1

为表明本发明含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,相比于现有技术中的珩磨油石具有自锐性优、磨削锋利、磨削质量高、磨削速度快、耐高温以及使用寿命长等优点,特选取本发明实施例6~10和对比例1~6的珩磨油石,分别对质量、体积和硬度均相同的,厚度为3厘米的锰钢重复进行10毫米的圆柱孔切削珩磨打孔试验,对珩磨效率、磨削后工件表面光整度、达到加工精度的连续打孔数进行统计,统计结果如表1所示:

表1:对锰钢进行10毫米的圆柱孔切削珩磨打孔试验统计结果如下:

由上述表1可知,本发明实施例6~10提供的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石与对比例1和对比例2不含氧化锆的复合型超硬珩磨油石相比,对比例1和2所述油石的珩磨效率仅为0.02毫米/30秒,表面有毛刺,达到加工精度的连续打孔数仅为6000个左右,各方面的性能明显低于本发明实施例6~10提供的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石;

与对比例3含氧化锆0.05%的珩磨油石和对比例4含氧化锆3%的珩磨油石相比,对比例3珩磨油石中氧化锆含量小于0.1%时,珩磨油石达不到相应的效果,其珩磨效率仅为0.03毫米/30秒,达到加工精度的连续打孔数仅为8700个左右,对比例4珩磨油石中氧化锆含量为3%时,达到的效果与本发明实施例6~10提供的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石基本相同。因此,出于经济型考虑,当本发明珩磨油石中氧化锆含量在0.1~2%时,本发明珩磨油石可以到达非常好的效果,即珩磨效率为0.05毫米/30秒,表面光滑整洁,无毛刺,达到加工精度的连续打孔数为10000个左右。

与对比例5国产珩磨油石相比,本发明实施例6~10提供的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石其各项性能均优于国产珩磨油石。

与对比例6进口珩磨油石相比,本发明实施例6~10提供的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石在珩磨效率、磨削后锰钢表面光整度方面均达到了相应的水平,并且在使用寿命方面,即达到加工精度的连续打孔数方面明显优于对比例6的进口珩磨油石,本发明珩磨油石平均连续打孔10000个后,依然能够达到相应的加工精度,而对比例5的进口珩磨油石在连续打孔9000个后,即出现了加工精度不准确的问题。

效果评价

综合上述分析可知,本发明提供的含氧化锆的复合型超硬珩磨油石,与现有技术中由单一磨料组成的珩磨油石和国外进口的多元素混合式珩磨油石相比,具有磨削锋利,磨削效率和质量高,磨削时间短,使用寿命长、自锐性优、制备简便等优点,本发明珩磨油石加入0.1~2%的氧化锆之后,由于氧化锆加入到金属中具有强有力的脱氧、除氮、去硫的作用,将氧化锆应用于本发明珩磨油石中,可以很好的提高本发明珩磨油石的硬度、强度和耐高温型,制备出的珩磨油石自锐性优、磨削锋利、磨削质量高、磨削速度快、又轻又耐高温,进而延长了珩磨油石的使用寿命。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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