一种铝基砂轮的制备方法及砂轮
阅读说明：本技术 一种铝基砂轮的制备方法及砂轮 (Preparation method of aluminum-based grinding wheel and grinding wheel ) 是由 印鹏 于 2021-01-21 设计创作，主要内容包括：本发明属于磨具技术领域,具体涉及一种铝基砂轮的制备方法及砂轮。本发明提供了一种铝基砂轮的制备工艺,首先制得磨料环再和基体进行粘接,避免了基体在随磨料层一起烧结压制过程中发生变形等带来的质量问题,提高了产品合格率。本发明提供了一种重量更轻的砂轮,相对于同体积的钢基体砂轮,成品重量降低了三分之二,降低了磨床的主轴负载,减少了轴承的损耗,提高了磨床的寿命。(The invention belongs to the technical field of grinding tools, and particularly relates to a preparation method of an aluminum-based grinding wheel and the grinding wheel. The invention provides a preparation process of an aluminum-based grinding wheel, which is characterized in that a grinding material ring is prepared and then is bonded with a base body, so that the quality problems caused by deformation and the like of the base body in the sintering and pressing process along with a grinding material layer are avoided, and the product percent of pass is improved. Compared with the steel matrix grinding wheel with the same volume, the grinding wheel with lighter weight provided by the invention has the advantages that the weight of a finished product is reduced by two thirds, the load of a main shaft of a grinding machine is reduced, the loss of a bearing is reduced, and the service life of the grinding machine is prolonged.)
技术领域
本发明属于磨具技术领域，具体涉及一种铝基砂轮的制备方法及砂轮。
背景技术
金刚石是自然界最硬的材料，CBN是硬度仅次于金刚石的材料。用金刚石或CBN做磨料制成的磨具具有非常优秀的锋利度和耐磨性，可以大幅提高加工效率，提高产品加工质量的稳定性，具有越来越广泛的应用。
常规的砂轮生产工艺是将磨料层压制到基体上，由于金属结合剂砂轮的烧结温度达到了700-1000℃，超过了铝的熔点，所以一般金属结合剂砂轮制品采用钢基体。但是由于铁的密度达到了7.8g/cm3，而铝的密度只有2.7g/cm3，使得用铁基体的砂轮重量达到铝基体的3倍，使得主轴的负载加重，轴承容易损坏，降低磨床寿命，砂轮旋转时惯性也很大，机床产生振动，影响加工的质量和精度。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种铝基砂轮的制备工艺，包括以下步骤：
S1：将磨料和结合剂混合；
S2：将混合后的磨料和结合剂投入模具，进行烧结和压制，得到磨料环；
S3：加工磨料环的内径和端面；
S4：按照磨料环的尺寸加工铝基体；
S5：将铝基体和磨料环进行粘接，得到半成品；此步骤中选用高强度的胶水，保证基体和磨料层之间的粘接力，使得砂轮在使用时高速旋转而不会脱环。
S6：对半成品进行机加工，得到成品。
作为一种优选的技术方案，步骤1所述磨料和结合剂的混合时间为0.5～1.5h。
作为一种优选的技术方案，所述磨料为金刚石或CBN。
作为一种优选的技术方案，所述结合剂选自钴粉、铁粉、银粉、锡粉、镍粉、铜粉、石墨、碳化硅中的任一种或多种的组合。
作为一种优选的技术方案，烧结温度是700-1000℃，烧结时间是1～2h。
作为一种优选的技术方案，压制压力是10～100T。
作为一种优选的技术方案，步骤2所述模具为耐热钢模具。
作为一种优选的技术方案，步骤3加工方式为电加工。金属结合剂的磨料层内圆采用电加工的方式，解决了金属结合剂砂轮修整不动的问题，保证圆度和尺寸精度。
先将磨料制成磨料环，再使磨料环和铝基体连接固定，避免了现有生产模式中加工磨料环时对基体的影响，使得基体的熔点等特性要求降低，扩大选用范围，从而允许使用铝作为砂轮的基体，减轻了砂轮的整体重量，提升了制造精度，提升了多项性能。
本发明还提供了一种由上述任一项所述的铝基砂轮的制备工艺制得的砂轮，包括磨料环和铝基体；所述磨料环设置在所述铝基体外圈。
作为一种优选的技术方案，所述铝基体的原材的牌号为7系航空铝。
有益效果：
(1)本发明提供了一种重量更轻的砂轮，相对于同体积的钢基体砂轮，成品重量降低了三分之二，降低了磨床的主轴负载，减少了轴承的损耗，提高了磨床的寿命。
(2)通过选用铝基体，降低砂轮的整体质量，使砂轮可以应用于小功率的磨床，使得砂轮的应用范围更为广泛，降低生产企业的门槛。
(3)铝的机加工难度低于铁基体，使得加工更方便，而且可以达成更高的精度，砂轮高速旋转(例如10000转/Min)时，减少了砂轮不平衡带来的主轴和机床震动，提高了产品的品质和加工质量。
(4)本发明提供了一种铝基砂轮的制备工艺，首先制得磨料环再和基体进行粘接，避免了基体在随磨料层一起烧结压制过程中发生变形等带来的质量问题，提高了产品合格率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。
图1是本发明提供的一种砂轮的结构示意图；
其中1-磨料环、2-铝基体。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。
当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
本发明提供了一种铝基砂轮的制备工艺，包括以下步骤：
S1：将磨料和结合剂混合；
S2：将混合后的磨料和结合剂投入模具，进行烧结和压制，得到磨料环；
S3：加工磨料环的内径和端面；
S4：按照磨料环的尺寸加工铝基体；
S5：将铝基体和磨料环进行粘接，得到半成品；此步骤中选用高强度的胶水，保证基体和磨料层之间的粘接力，使得砂轮在使用时高速旋转而不会脱环。
S6：对半成品进行机加工，得到成品。
先将磨料制成磨料环，再使磨料环和铝基体连接固定，避免了现有生产模式中加工磨料环时对基体的影响，使得基体的熔点等特性要求降低，扩大选用范围，从而允许使用铝作为砂轮的基体，减轻了砂轮的整体重量，提升了制造精度，提升了多项性能。
在一些优选的实施方式中，步骤1所述磨料和结合剂的混合时间为0.5～1.5h。
在一些优选的实施方式中，所述磨料为金刚石或CBN。优选的，所述磨料为金刚石。
在一些优选的实施方式中，所述结合剂选自钴粉、铁粉、银粉、锡粉、镍粉、铜粉、石墨、碳化硅中的任一种或多种的组合。
在一些优选的实施方式中，烧结温度是700-1000℃，烧结时间是1～2h。
在一些优选的实施方式中，压制压力是10～100T。
在一些优选的实施方式中，步骤2所述模具为耐热钢模具。使得高温烧结的磨料环的变形量小，便于和铝基体组配。
在一些优选的实施方式中，步骤3加工方式为电加工。金属结合剂的磨料层内圆采用电加工的方式，解决了金属结合剂砂轮修整不动的问题，保证圆度和尺寸精度。
本发明还提供了一种由上述任一项所述的铝基砂轮的制备工艺制得的砂轮，包括磨料环和铝基体；所述磨料环设置在所述铝基体外圈。
在一些优选的实施方式中，所述铝基体的原材的牌号为7系航空铝。
实施例
以下通过实施例对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
实施例1
本发明提供了一种铝基砂轮的制备工艺，包括以下步骤：
S1：将磨料和结合剂混合；
S2：将混合后的磨料和结合剂投入模具，进行烧结和压制，得到磨料环；
S3：加工磨料环的内径和端面；
S4：按照磨料环的尺寸加工铝基体；
S5：将铝基体和磨料环进行粘接，得到半成品；
S6：对半成品进行机加工，得到成品。
步骤1所述磨料和结合剂的混合时间为1.5h。所述磨料为金刚石。所述结合剂为钴粉、铁粉、银粉的组合。烧结温度是900℃，烧结时间是1.5h。压制压力是100T。步骤2所述模具为耐热钢模具。步骤3加工方式为电加工。
实施例2
本发明提供了一种铝基砂轮的制备工艺，包括以下步骤：
S1：将磨料和结合剂混合；
S2：将混合后的磨料和结合剂投入模具，进行烧结和压制，得到磨料环；
S3：加工磨料环的内径和端面；
S4：按照磨料环的尺寸加工铝基体；
S5：将铝基体和磨料环进行粘接，得到半成品；
S6：对半成品进行机加工，得到成品。
步骤1所述磨料和结合剂的混合时间为1.0h。所述磨料为金刚石。所述结合剂为银粉、锡粉、镍粉的组合。烧结温度是1000℃，烧结时间是1.0h。压制压力是90T。步骤2所述模具为耐热钢模具。步骤3加工方式为电加工。
实施例3
本发明提供了一种铝基砂轮的制备工艺，包括以下步骤：
S1：将磨料和结合剂混合；
S2：将混合后的磨料和结合剂投入模具，进行烧结和压制，得到磨料环；
S3：加工磨料环的内径和端面；
S4：按照磨料环的尺寸加工铝基体；
S5：将铝基体和磨料环进行粘接，得到半成品；
S6：对半成品进行机加工，得到成品。
步骤1所述磨料和结合剂的混合时间为0.5h。所述磨料为CBN。所述结合剂为钴粉、铜粉、锡粉的组合。烧结温度是800℃，烧结时间是1.5h。压制压力是70T。步骤2所述模具为耐热钢模具。步骤3加工方式为电加工。
实施例4
本发明还提供了一种砂轮，包括磨料环和铝基体；所述磨料环设置在所述铝基体外圈。
所述铝基体的原材的牌号为7系航空铝。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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