專利名稱：瓷膠結(jié)砂輪及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由陶瓷粘結(jié)劑粘結(jié)研磨粒的瓷膠結(jié)砂輪及其制造方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種在研磨工件小直徑內(nèi)表面時(shí)具有較好研磨加工精度和加工效率的瓷膠結(jié)砂輪及其制造方法。
背景技術(shù)：
由于瓷膠結(jié)砂輪的粘結(jié)劑和組分的比例容易調(diào)整，以及它們防水，耐堿和油，所以廣泛應(yīng)用于研磨和拋光加工，包括高精度研磨。
例如，小直徑內(nèi)圓研磨中，其中諸如發(fā)動(dòng)機(jī)噴射嘴的小直徑噴嘴內(nèi)表面受到研磨，砂輪的外圓速度受限制，主軸硬度變低。這樣，為了保持較好的研磨，就要求砂輪的直徑盡可能的大。由于這些原因，直徑接近被加工研磨工件內(nèi)徑的砂輪被用來(lái)進(jìn)行小直徑內(nèi)圓研磨。然而，這種研磨中，磨屑的長(zhǎng)度增加，堵塞容易發(fā)生。這樣的傾向在研磨效率增加時(shí)特別明顯。
圖2顯示了內(nèi)圓研磨時(shí)研磨的有效切削刃距和容屑槽之間的關(guān)系。如圖2所示，研磨時(shí)為了防止堵塞和提高加工效率，相比標(biāo)準(zhǔn)值(圖2(A))來(lái)增加磨粒直徑和增加有效切削刃距尺寸We和容屑槽P的方法(圖2(B))是可以想到的。然而，這種方法中，由于有效切削刃距We變寬，加工精度(表面光潔度)最終會(huì)下降。另一方面，為了增加加工精度，相比標(biāo)準(zhǔn)值(圖2(A))減小磨粒直徑和減少有效切削刃距尺寸We和容屑槽P的方法也是可以想到的(圖2(C))。然而，這種方法中，由于減小了容屑槽P的體積，結(jié)果容屑槽很快被研磨工件的碎屑填滿。這種情況下進(jìn)而繼續(xù)研磨時(shí)，砂輪阻塞，導(dǎo)致失效。由于這種提高研磨的加工效率和加工精度之間的矛盾，同時(shí)獲得兩者是困難的。
按照慣例，想要同時(shí)獲得研磨的加工效率和加工精度的努力一直在進(jìn)行。例如，通過(guò)降低由砂輪里研磨粒的比率所提供的研磨粒濃度來(lái)增加砂輪加工效率和加工精度的方法已經(jīng)設(shè)想過(guò)。然而，當(dāng)研磨粒的濃度降低，研磨粒之間粘結(jié)性也降低，為研磨粒之間的粘合帶來(lái)了問(wèn)題。另外，研磨粒的分散度降低，導(dǎo)致研磨粒不能均勻散布在砂輪里的問(wèn)題。這樣，通過(guò)降低研磨粒濃度的方法很難同時(shí)獲得研磨的加工效率和加工精度的提高。
用空心無(wú)機(jī)物代替一部分cBN研磨粒的方法也是已知的(見(jiàn)日本未審查專利公開(kāi)(KOKAI)Showa No.62-251077)。這種方法中，在研磨過(guò)程中，空心無(wú)機(jī)物被研磨成粉而形成孔隙，期望其可以產(chǎn)生類似于容屑槽的作用。然而，砂輪中，其中一部分cBN研磨粒被空心無(wú)機(jī)物替代且研磨粒的濃度制成大約100，由于研磨粒濃度的下降，研磨粒的散布情況惡化，要獲得研磨粒均勻散布的砂輪就變得困難。另外，由于空心無(wú)機(jī)物也由陶瓷粘結(jié)劑保持，原本粘結(jié)cBN研磨粒的陶瓷粘結(jié)劑最終被截留在了空心無(wú)機(jī)物里。這樣，當(dāng)使用空心無(wú)機(jī)物材料時(shí)，就必須使用比通常更多的陶瓷粘結(jié)劑，導(dǎo)致了低孔隙度的缺陷。另外，當(dāng)研磨過(guò)程中空心無(wú)機(jī)物被破壞，那些用來(lái)粘結(jié)空心無(wú)機(jī)物的陶瓷粘結(jié)劑最終保留在砂輪里，造成遭破壞砂輪的缺陷形式。
通過(guò)使用象胡桃木，木屑和類似的有機(jī)孔隙形成材料來(lái)形成孔隙的方法是已知的。孔隙形成材料在煅燒前就混合進(jìn)模制品，然后在煅燒階段燃盡，煅燒后在砂輪里獲得孔隙。這樣一種孔隙形成材料的使用理想之處在于，當(dāng)諸如空心無(wú)機(jī)物的填料混合進(jìn)砂輪時(shí)不會(huì)有缺陷發(fā)生，并允許低濃度的獲得。
然而，因?yàn)槠溲心チ２皇茄趸锴野罅康奶沾烧辰Y(jié)劑，依靠所用孔隙形成材料的類型，有比普通砂輪更大幅的收縮傾向的缺陷，普通砂輪中使用WA研磨粒(白色氧化鋁研磨粒)的氧化鋁基(A基)研磨粒和類似物。此外進(jìn)一步的缺陷在于，傳統(tǒng)孔隙成形材料的應(yīng)用使得孔隙很難均勻分布，不適合陶瓷cBN砂輪，因?yàn)樗笱心チ５姆植急绕胀ㄉ拜喐泳鶆颉?br> 近年來(lái)，為了提高傳統(tǒng)孔隙成形材料的性能，即使在制造瓷膠結(jié)砂輪時(shí)也使用煅燒和均勻散布孔隙的方法來(lái)減少收縮，其中研磨粒的濃度制成小于200的技術(shù)是已知的(例如，日本未審查專利公開(kāi)(KOKAI)No.2000-317844)。應(yīng)用這樣的方法所獲砂輪的優(yōu)點(diǎn)在于，即使當(dāng)研磨粒的濃度很低，小于200，且研磨速比很高，研磨燒毀和失效也不趨發(fā)生，且使用方便。
然而，即使在前述的方法中，當(dāng)濃度過(guò)低，也就是，當(dāng)孔隙形成材料的直徑比所述研磨粒的平均磨粒直徑大時(shí)，磨粒間的距離變大，于是有效切削刃距增加。結(jié)果，就出現(xiàn)了不能保持良好加工精度的問(wèn)題。上述的方法也出現(xiàn)了砂輪中孔隙和磨粒不均勻的問(wèn)題。相應(yīng)地，就需要進(jìn)一步改善上述方法，即使是砂輪的濃度進(jìn)一步降低時(shí)，也維持較好的加工效率和加工精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是提供一種瓷膠結(jié)砂輪，即使使用小直徑研磨粒，也要保持上述的孔隙度以及研磨粒和孔隙均勻散布。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造瓷膠結(jié)砂輪的方法，即使使用小直徑研磨粒，也能夠使砂輪保持上述的孔隙度，獲得砂輪的研磨粒和孔隙均勻散布。
本發(fā)明為了解決上述的問(wèn)題，同時(shí)獲得好的研磨加工效率和加工精度，對(duì)磨粒的有效切削刃距和容屑槽體積之間的關(guān)系進(jìn)行了廣泛的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，先設(shè)定研磨的加工效率和加工精度，然后基于預(yù)先設(shè)定的研磨的加工效率和加工精度設(shè)置孔隙度，研磨粒的濃度和磨粒直徑，可以獲得一個(gè)可以同時(shí)提高研磨效率和加工表面光潔度的方法；本發(fā)明就是基于此做出的。
也就是，本發(fā)明的目的通過(guò)下面介紹的瓷膠結(jié)砂輪達(dá)到。
(1)一個(gè)至少包含磨粒和陶瓷粘結(jié)劑的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于具有基于預(yù)定研磨加工效率和加工精度的孔隙度、研磨粒濃度和磨粒直徑。
(2)根據(jù)(1)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中當(dāng)所述研磨加工精度范圍是0.1至1.6Rz(μm)時(shí)，研磨加工效率的范圍是0.1至2.0mm3/(mm·sec)。
(3)根據(jù)(1)或(2)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中相對(duì)于砂輪的全部體積，所述孔隙度的范圍是30至70體積百分比。
(4)根據(jù)(1)至(3)中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中所述孔隙度包括基于孔隙形成材料燃燒形成的燃盡孔的壓力孔隙度。
(5)根據(jù)(4)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中相對(duì)于砂輪的全部體積，所述壓力孔隙度的范圍是5至35體積百分比。
(6)根據(jù)(4)或(5)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中所述孔隙形成材料的尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的0.1至3倍。
(7)根據(jù)(1)至(6)中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中尺寸是研磨粒的平均磨粒直徑的1至3倍的孔隙相對(duì)于所有孔隙的體積的比率范圍是20至70體積百分比。
(8)根據(jù)(1)至(6)中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的0.1至1倍的孔隙相對(duì)于所有孔隙的體積的比率范圍是30至70體積百分比。
(9)根據(jù)(4)至(8)中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中所述孔隙形成材料是一種聚合體化合物。
(10)根據(jù)(1)至(9)中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中所述研磨粒的平均磨粒直徑范圍是10至90μm。
(11)根據(jù)(1)至(10)中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中所述研磨粒的濃度范圍是50至160。
(12)根據(jù)(1)至(11)中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中所述研磨粒是立方氮化硼研磨粒。
(13)一種瓷膠結(jié)砂輪，至少包含研磨粒和陶瓷粘結(jié)劑，其中尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的1至3倍的孔隙相對(duì)于所有孔隙的體積的比率范圍是20至70體積百分比。
(14)一種瓷膠結(jié)砂輪，至少包含研磨粒和陶瓷粘結(jié)劑，其中尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的0.1至1倍的孔隙相對(duì)于所有孔隙的體積的比率范圍是30至70體積百分比。
(15)根據(jù)(13)或(14)所述的瓷膠結(jié)砂輪，所述研磨粒的平均磨粒直徑范圍是10至90μm。
(16)根據(jù)(13)至(15)中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其中所述研磨粒的濃度范圍是50至160。
本發(fā)明另外的一個(gè)目的是通過(guò)下面介紹的瓷膠結(jié)砂輪制造方法達(dá)到的。
(17)一種瓷膠結(jié)砂輪的制造方法，至少包含研磨粒和陶瓷粘結(jié)劑，包括如下步驟；設(shè)置研磨的加工效率和加工精度，以及基于研磨效率和研磨精度設(shè)置孔隙度、研磨粒濃度和研磨粒直徑。
(18)根據(jù)(17)所述的制造方法，其中所述研磨加工精度范圍設(shè)置為0.1至1.6Rz(μm)，所述研磨加工效率的范圍設(shè)置為0.1至2.0mm3/(mm·sec)。
(19)根據(jù)(17)或(18)所述的制造方法，其中相對(duì)于砂輪的全部體積，所述孔隙度的范圍設(shè)置為30至70體積百分比。
(20)根據(jù)(17)至(19)中任何一項(xiàng)所述的制造方法，其中所述孔隙度包括基于孔隙形成材料燃盡所形成的燃盡孔的壓力孔隙度。
(21)根據(jù)(20)所述的制造方法，其中相對(duì)于砂輪的全部體積，所述壓力孔隙度的范圍設(shè)置為5至35體積百分比。
(22)根據(jù)(20)或(21)所述的制造方法，其中一種尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的0.1至3倍的孔隙形成材料用作所述孔隙形成材料。
(23)根據(jù)(17)至(22)中任何一項(xiàng)所述的制造方法，其中一種聚合體化合物用作所述孔隙形成材料。
(24)根據(jù)(17)至(23)中任何一項(xiàng)所述的制造方法，其中一種平均磨粒直徑范圍是10至90μm的研磨粒用作所述研磨粒。
(25)根據(jù)(17)至(24)中任何一項(xiàng)所述的制造方法，其中所述研磨粒的濃度范圍設(shè)置為50至160。
(26)根據(jù)(17)至(25)中任何一項(xiàng)所述的制造方法，其中一種立方氮化硼磨粒用作所述研磨粒。
在本發(fā)明中，研磨的加工效率和加工精度是預(yù)先設(shè)定的。這樣，本發(fā)明可以提供基于前述研磨加工效率和加工精度具有一定孔隙度，一定研磨粒濃度和磨粒直徑的瓷膠結(jié)砂輪及其制造方法。例如，本發(fā)明可以提供一種砂輪，即使研磨加工效率大于等于0.3mm3/(mm·sec)時(shí)，也具有小于等于1.0Rz(μm)這樣良好的加工精度。另外，本發(fā)明可以提供一種砂輪，其中研磨粒和孔隙均勻散布且具有50至160的濃度，并且，即使在使用平均磨粒直徑是10至90μm的小直徑研磨粒時(shí)，通過(guò)包含5至35體積百分比基于燃盡孔的壓力孔隙度也能具有30至70體積百分比的孔隙度。因此，即使使用小直徑磨粒，本發(fā)明也可提供與大直徑磨粒相當(dāng)?shù)木鶆蚯邢魅芯啵⑶揖S持容屑槽容積。這樣，就提供了一種瓷膠結(jié)砂輪，其中研磨的時(shí)候阻塞不趨發(fā)生，可防止失效，同時(shí)獲得較好的研磨效率和研磨精度，以及提供了其制造方法。


圖1為本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪的示意性放大剖視圖。
圖2為示意圖，顯示了砂輪進(jìn)行內(nèi)圓研磨時(shí)有效的切削刃距We和容屑槽P之間的關(guān)系。
圖3為示意性放大剖視圖，顯示了用傳統(tǒng)燃燒材料制造的砂輪的結(jié)構(gòu)。
圖4為示意性放大說(shuō)明圖，顯示了不使用燃燒材料制造的砂輪的結(jié)構(gòu)。
圖5為說(shuō)明圖，顯示了本發(fā)明的砂輪和傳統(tǒng)砂輪的研磨效率比率和有效切削刃距之間的關(guān)系。
圖6為描述本發(fā)明中研磨粒排列和有效切削刃距的說(shuō)明圖。
圖7為示意圖，顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和對(duì)照例中有效切削刃距為0.1mm時(shí)研磨效率之比。
圖8(1)至(3)表示使用示例1至3和對(duì)照例2的砂輪，以0.3mm3/(mm·sec)的研磨加工效率進(jìn)行內(nèi)圓研磨時(shí)的結(jié)果(功率消耗，表面光潔度，磨損情況)。
圖9(1)至(3)表示使用示例1和2的砂輪，以0.7mm3/(mm·sec)的研磨加工效率進(jìn)行內(nèi)圓研磨時(shí)的結(jié)果(功率消耗，表面光潔度，磨損情況)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪及其制造方法將在下面做更詳細(xì)說(shuō)明。
<研磨的加工效率和加工精度>
本發(fā)明公開(kāi)的砂輪具有基于預(yù)定研磨加工效率和加工精度的孔隙度、研磨粒濃度和研磨粒直徑。研磨的加工效率由寬度為1mm的砂輪每秒鐘的研磨量來(lái)表示，一般用單位mm3/(mm·sec)來(lái)表示。研磨的加工精度可以用表面光潔度來(lái)表示，一般用單位十個(gè)點(diǎn)的平均光潔度Rz(μm)來(lái)表示。
例如，內(nèi)圓研磨時(shí)，當(dāng)想要獲得小于等于1Rz(μm)的研磨精度時(shí)，通常的研磨效率大約是0.3mm3/(mm·sec)。相反，本發(fā)明的砂輪中，當(dāng)研磨精度小于等于1Rz(μm)時(shí)也可以獲得大于等于0.3mm3/(mm·sec)的研磨效率。更具體地，即使當(dāng)研磨精度設(shè)置在0.1至1.6Rz(μm)，優(yōu)選0.2至1.0Rz(μm)，更優(yōu)選0.3至0.5Rz(μm)，研磨效率也可以設(shè)置為0.1至2.0mm3/(mm·sec)，優(yōu)選0.2至1.0mm3/(mm·sec)，更優(yōu)選0.3至0.7mm3/(mm·sec)。
這里，研磨效率比率和有效切削刃距We之間的關(guān)系顯示在圖5中，以描述上述研磨精度和有效切削刃距We之間的關(guān)系。例如，如圖5所示，當(dāng)普通砂輪的有效切削刃距為0.1mm時(shí)，研磨效率比率小于2。相反，當(dāng)本發(fā)明的砂輪有效切削刃距為0.1mm時(shí)，可以使研磨效率比率大于等于2(優(yōu)選大于等于2.5，更優(yōu)選大于等于3.0)。(圖5顯示了當(dāng)有效切削刃距為0.1mm時(shí)，研磨效率比率大于等于3的示例。)本發(fā)明公開(kāi)的砂輪，選擇規(guī)定尺寸的研磨粒(優(yōu)選10至90μm)，磨粒不象普通砂輪的磨粒那樣一個(gè)接一個(gè)的排列(參見(jiàn)圖2)，而是象圖6所示那樣不規(guī)則排列著，保留一定的有效切削刃距。這樣，本發(fā)明的砂輪可以獲得更好的研磨效率(研磨效率比率)同時(shí)保持規(guī)定的研磨精度。
<孔隙度>
在本說(shuō)明書(shū)里，“孔隙度”的意思是除去研磨粒、粘合劑和其他填料等的孔隙(空間)的體積和整個(gè)砂輪的體積比。在本發(fā)明里，孔隙度包括壓力孔隙度和自然孔隙度。這里，“壓力孔隙度”表示燃盡孔的體積和所有孔隙的體積的比率，其中燃盡孔是在至少包含研磨粒、陶瓷粘結(jié)劑和孔隙形成材料的模制品在煅燒步驟中煅燒時(shí)，由孔隙形成材料燃盡而形成?！白匀豢紫抖取笔侨靠紫抖葴p去上述壓力孔隙度得到的孔隙度，是煅燒前模制品的研磨粒中、陶瓷粘結(jié)劑中、和孔隙形成材料中間隙部分的比率。
本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪，孔隙度的范圍落在30至70體積百分比，優(yōu)選40至60體積百分比，更優(yōu)選45至55體積百分比。當(dāng)孔隙度大于等于30體積百分比時(shí)，由于容屑槽的體積合適，研磨時(shí)不會(huì)發(fā)生堵塞，失效不會(huì)發(fā)生。本發(fā)明中由于在煅燒時(shí)孔隙成形材料燃盡，比起來(lái)那些沒(méi)有孔隙形成材料的砂輪，可以保證更好的孔隙度，可以獲得70以上體積百分比的孔隙度。
在這樣的孔隙度下，壓力孔隙度就適宜地落在整個(gè)砂輪體積的5至35體積百分比的范圍內(nèi)，優(yōu)選20至35體積百分比，更優(yōu)選25至35體積百分比。在本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪中，孔隙形成材料形成的壓力孔隙使得研磨加工效率提高。當(dāng)壓力孔隙度大于等于5體積百分比時(shí)，研磨可以良好進(jìn)行。當(dāng)壓力孔隙度小于等于35體積百分比時(shí)，砂輪可以制造的堅(jiān)固。
本發(fā)明公開(kāi)的瓷膠結(jié)砂輪，通過(guò)燃盡孔隙形成材料而形成的壓力孔隙的尺寸極大地影響砂輪性能。例如，壓力孔隙越小，砂輪的研磨粒和孔隙的散布就越好。由于增加研磨粒和孔隙的散布性穩(wěn)定了切削刃距，磨屑的排出性能就會(huì)增加，研磨時(shí)的功率消耗就會(huì)減少，這些都被認(rèn)為是對(duì)生產(chǎn)效率的提高有益。另外，由于砂輪的強(qiáng)度增加，砂輪由于研磨產(chǎn)生的磨損減小，提高了耐用性。本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪可以包含孔隙(包括壓力孔隙和自然孔隙)，尺寸是研磨粒的平均磨粒直徑的1至3倍的孔隙，相對(duì)于所有孔隙的體積占20至70體積百分比的比率，優(yōu)選30至60體積百分比，更優(yōu)選30至50體積百分比。本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪可以是包含孔隙的砂輪，尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的0.1至1倍的孔隙，相對(duì)于所有孔隙的體積占30至70體積百分比的比率，優(yōu)選40至70體積百分比，更優(yōu)選50至70體積百分比。具有理想尺寸的孔隙的比率可以通過(guò)適當(dāng)設(shè)置孔隙形成材料的尺寸和增加其含量來(lái)調(diào)整。具有期望尺寸的孔隙的比率可以通過(guò)限制砂輪的幅度來(lái)計(jì)算，用一個(gè)可以進(jìn)行三位測(cè)量的顯微鏡來(lái)測(cè)量其斷面獲得三維數(shù)據(jù)，然后分析其剖面形狀。
<孔隙形成材料>
本發(fā)明使用的孔隙形成材料并不作具體限制，只要其在煅燒階段可以被燃盡。最好所用孔隙形成材料的燃燒開(kāi)始溫度大于等于下文描述的陶瓷粘結(jié)劑的臨界溫度，燃燒結(jié)束溫度小于陶瓷粘結(jié)劑煅燒溫度范圍最大值。
比如，使用燃燒開(kāi)始溫度最少比陶瓷粘結(jié)劑的臨界溫度高5℃(10℃較好，20℃更好)，燃燒結(jié)束溫度最少比包括陶瓷粘結(jié)劑在內(nèi)的砂輪初始材料的煅燒溫度范圍的最大值低5℃(10℃較好，20℃更好)的孔隙形成材料是合適的。
理想的孔隙形成材料具有一定的強(qiáng)度，從而在制造砂輪的過(guò)程中避免初始材料的破碎。只要具有一定的強(qiáng)度可以避免破碎的材料都可以使用，不論其是實(shí)心的還是空心的。
孔隙形成材料的比重最好大于等于1(例如1至2.5，1至1.5較好)。孔隙形成材料的比重大于等于1時(shí)，攪拌時(shí)它不會(huì)浮于初始材料之上，而且可以在初始材料內(nèi)均勻散布。
孔隙形成材料的尺寸最好根據(jù)理想的壓力孔隙尺寸來(lái)選擇。如上文所述，壓力孔隙越小，研磨時(shí)的功率消耗越小，可以獲得的生產(chǎn)效率就越高。另外，壓力孔隙越小，砂輪的強(qiáng)度越大，研磨時(shí)砂輪的磨損越輕，獲得好的耐用性。然而，當(dāng)壓力孔隙直徑過(guò)小時(shí)，研磨時(shí)的加工效率降低。基于上面的觀點(diǎn)，孔隙形成材料的尺寸是研磨粒的平均磨粒直徑的0.1至3倍比較合適。特別地，基于研磨時(shí)功率消耗和砂輪耐用性的考慮，孔隙形成材料的尺寸是研磨粒的平均磨粒直徑的0.16至1倍更好。例如，在使用cBN研磨粒做為研磨粒時(shí)，若研磨粒的平均磨粒直徑是22至36μm時(shí)，可用尺寸是3.5至36μm的孔隙形成材料。
孔隙形成材料的形狀不做具體限制。然而，優(yōu)選具有正球形的研磨粒，其可在制造工藝中分散良好。
初始材料中的孔隙形成材料的含量，也就是體積百分比，優(yōu)選10百分比至50百分比，更優(yōu)選15百分比至45百分比，進(jìn)一步優(yōu)選15百分比至40百分比。當(dāng)其體積百分比大于等于10時(shí)，可以獲得燃盡孔的形成。當(dāng)其體積百分比小于等于50百分比時(shí)，可以制造出具有合適強(qiáng)度和耐用性的砂輪。
孔隙形成材料的具體示例是諸如聚甲基丙烯酸脂和聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物組分，和含碳量為90質(zhì)量百分比或更多的碳組分。優(yōu)選使用聚甲基丙烯酸甲酯作為孔隙形成材料。
<研磨粒>
本發(fā)明中提到的研磨粒的磨粒直徑可以基于上述研磨加工效率和加工精度由濃度與孔隙度之間的關(guān)系來(lái)確定。例如，在上述研磨效率和研磨加工精度范圍內(nèi)，使用平均磨粒直徑在10至90μm范圍的研磨粒比較合適，優(yōu)選18至60μm，更優(yōu)選20至55μm，最優(yōu)選25至45μm。當(dāng)研磨粒的平均磨粒直徑大于等于10μm時(shí)，研磨粒之間的粘結(jié)就沒(méi)有問(wèn)題，研磨的加工效率也不會(huì)急劇下降。當(dāng)研磨粒的平均磨粒直徑小于等于90μm時(shí)，可以保持上述的切削刃距，提高加工精度。
除平均磨粒直徑落在上述范圍內(nèi)之外，研磨粒的類型不做其它特殊限定。例如，cBN研磨粒，A基(氧化鋁基)、C基(金剛砂基)研磨粒都可以。當(dāng)研磨高精度零件的內(nèi)表面時(shí)，cBN研磨粒較合適，上述研磨?？梢詥为?dú)使用，也可以兩種或三種混合使用。
當(dāng)使用cBN研磨粒做為研磨粒時(shí)，需要一種或幾種普通研磨粒和空心無(wú)機(jī)材料做為填充料。然而，在這種情況下，適當(dāng)調(diào)整填充料的量，使得cBN研磨粒的濃度范圍為50至160。
另外，當(dāng)使用金剛砂研磨粒做為磨粒時(shí)，應(yīng)該選擇合適的陶瓷粘結(jié)劑類型和孔隙形成材料的類型以及煅燒溫度這樣的生產(chǎn)條件，以防止金剛砂研磨粒變質(zhì)。
研磨粒的濃度應(yīng)該適當(dāng)?shù)剡x擇在50至160，優(yōu)選75至150，更有選100至125。這里，術(shù)語(yǔ)“濃度”表示研磨粒在整個(gè)砂輪里的比率。例如，使用金剛砂研磨粒時(shí)，4.4ct/cm3使100的濃度對(duì)應(yīng)于25體積百分比，相應(yīng)地，200的濃度對(duì)應(yīng)于50體積百分比。當(dāng)研磨粒具有與上述金剛砂研磨粒的密度不同時(shí)，密度與金剛砂研磨粒的不同就被考慮在內(nèi)，濃度根據(jù)以上這些來(lái)確定。使用cBN研磨粒做為研磨粒時(shí)，與金剛砂研磨粒一樣，100的濃度對(duì)應(yīng)于25體積百分比，200的濃度對(duì)應(yīng)于50體積百分比。
在本發(fā)明中，如上所述，濃度在相對(duì)低的范圍50至160內(nèi)調(diào)整，同時(shí)孔隙度在30至70體積百分比的范圍內(nèi)調(diào)整，從而在進(jìn)行高效研磨時(shí)保持或增加容屑槽的體積并防止砂輪的堵塞和熔化。
<陶瓷粘結(jié)劑>
在本發(fā)明中，陶瓷粘結(jié)劑可以根據(jù)磨粒的類型進(jìn)行適當(dāng)選擇。例如，當(dāng)制造以cBN研磨粒做為研磨粒的陶瓷cBN砂輪時(shí)，陶瓷粘結(jié)劑例如可以是硼硅酸鹽玻璃或者結(jié)晶玻璃。結(jié)晶玻璃的一個(gè)例子就是沉淀的硅鋅礦石。為了獲得合適的保持強(qiáng)度，考慮到研磨粒的熱膨脹系數(shù)，陶瓷粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)期望落在±2×10-6(1/K)(室溫達(dá)到500℃)的范圍內(nèi)。
當(dāng)采用一種用于超級(jí)研磨粒的陶瓷粘結(jié)劑做為陶瓷粘結(jié)劑時(shí)，用于煅燒包含粘合劑的砂輪初始材料的溫度要根據(jù)所含用于超級(jí)研磨粒的陶瓷粘結(jié)劑的類型來(lái)選擇。由于用于超級(jí)研磨粒的陶瓷粘結(jié)劑的轉(zhuǎn)變溫度比用于普通研磨粒的陶瓷粘結(jié)劑的轉(zhuǎn)變溫度低，煅燒包含用于超級(jí)研磨粒的陶瓷粘結(jié)劑的砂輪初始材料的溫度優(yōu)選落在650至1000℃的范圍，更優(yōu)選700至950℃的范圍。當(dāng)溫度大于等于650℃時(shí)，即使在煅燒過(guò)后，具有一定強(qiáng)度的砂輪也可獲得。溫度小于等于1000℃，超級(jí)研磨粒不會(huì)惡化。
用于超級(jí)研磨粒的陶瓷粘結(jié)劑的優(yōu)選組分的示例是，SiO240至70的質(zhì)量百分比，Al2O310至20的質(zhì)量百分比，B2O310至20的質(zhì)量百分比，M1O2至10的質(zhì)量百分比，M22O2至10的重量百分比。這里，M1表示一種或多種選自堿土金屬的金屬，M2表示一種或多種選自堿金屬的金屬。
陶瓷粘結(jié)劑的含量可以適當(dāng)選擇。例如，關(guān)于初始材料的體積，陶瓷粘結(jié)劑的含量可以選擇13至35的體積百分比范圍，優(yōu)選18至22的體積百分比范圍。
在本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪里，其用于研磨的部分至少含有上述的組分就足夠了。相應(yīng)地，本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪例如包括那些砂輪，其中包含研磨粒和陶瓷粘結(jié)劑的瓷膠結(jié)砂輪部分提供在不包含研磨粒的由陶瓷制成的支承表面上。
另外，當(dāng)本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪是陶瓷超級(jí)磨粒砂輪時(shí)，陶瓷超級(jí)磨粒砂輪通常包括一些添加物，例如脆化劑和固體潤(rùn)滑劑，希望的話以適當(dāng)?shù)牧恳黄鸹旌稀?br> 本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪的制造方法將在下面做詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明的制造方法的步驟包括設(shè)置研磨的加工效率和加工精度，設(shè)置基于加工效率和加工精度的孔隙度，研磨粒的濃度，和磨粒直徑?？紤]到研磨的加工效率和加工精度、孔隙度、研磨粒的濃度以及磨粒直徑，上述的瓷膠結(jié)砂輪無(wú)需變化即可使用。另外，上述設(shè)定的用于本發(fā)明瓷膠結(jié)砂輪的研磨粒、陶瓷粘結(jié)劑、孔隙形成材料可適合用作本發(fā)明之制造方法中的研磨粒、陶瓷粘結(jié)劑、孔隙形成材料。
本發(fā)明的制造方法可包括煅燒步驟，其中模制品至少包含研磨粒、陶瓷粘結(jié)劑和將在煅燒時(shí)燃盡的孔隙形成材料。在本發(fā)明的制造方法中，至少包含研磨粒、陶瓷粘結(jié)劑和孔隙形成材料的模制品的煅燒方法最好是這樣，其中模制品通過(guò)在一段時(shí)間內(nèi)保持一定的溫度而煅燒以燃盡孔隙形成材料。這種方法最好之處在于，煅燒階段中陶瓷粘結(jié)劑在融化之前孔隙形成材料燃盡，避免由于粘合劑和磨粒的自由移動(dòng)使得研磨粒煅燒收縮和瓦解。
上述保持時(shí)段最好足夠長(zhǎng)以使前述包含在模制品里的孔隙形成材料得以燃盡。足以使孔隙形成材料燃盡的時(shí)段可以根據(jù)所制砂輪的形狀和直徑來(lái)適當(dāng)選擇。
將前述模制品保持在陶瓷粘結(jié)劑煅燒溫度下時(shí)，其被保持的溫度落在了煅燒溫度的范圍內(nèi)。只要這溫度保持在煅燒的溫度范圍內(nèi)，溫度的變化(例如，隨時(shí)間升溫)是允許的。
煅燒過(guò)程中保持一定時(shí)段的溫度最好大于等于孔隙形成材料的燃盡結(jié)束溫度(優(yōu)選比燃盡結(jié)束溫度高5℃的溫度，更優(yōu)選比燃盡結(jié)束溫度高10℃的溫度)。煅燒模制品的溫度(煅燒階段的最高溫度)可以是在陶瓷粘結(jié)劑的煅燒范圍內(nèi)的一個(gè)溫度，同時(shí)大于等于孔隙形成材料的燃盡結(jié)束溫度。
在本發(fā)明的制造方法中，在模制品煅燒階段模制品的尺寸最好是足以使所用孔隙形成材料燃盡的尺寸。例如，當(dāng)模制品的形狀是長(zhǎng)方體時(shí)，其厚度(長(zhǎng)方體最薄處的尺寸)最好設(shè)置為小于等于10mm(優(yōu)選小于等于5mm，更優(yōu)選小于等于3mm)。做為另一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)模制品的形狀是圓柱體，其邊厚(圓柱體的壁厚)可以設(shè)置為小于等10mm(優(yōu)選小于等于5mm，更優(yōu)選小于等于3mm)。
在本發(fā)明的制造方法中，煅燒階段的空氣使孔隙形成材料可以在其中充分燃燒。當(dāng)孔隙形成材料含碳時(shí)，可使用含氧空氣，普通空氣足矣。
在本發(fā)明的制造方法中，煅燒步驟之前可插入生產(chǎn)模制品的步驟。
模制品最好通過(guò)混合和攪拌至少如下材料獲得研磨粒、陶瓷粘結(jié)劑粉末、含有諸如糊狀粘結(jié)劑的初始粘合劑的孔隙形成材料，以得到混合物，其中每種組分都均勻分布，并通過(guò)壓制和烘干來(lái)模制該混合物。
當(dāng)制造陶瓷超級(jí)研磨粒砂輪時(shí)，諸如脆化劑、固體潤(rùn)滑劑和模制輔助劑這些通常用于陶瓷超級(jí)研磨粒砂輪的理想添加物，可以以適當(dāng)?shù)牧炕旌线M(jìn)上述初始材料。
依照上述制造方法獲得的瓷膠結(jié)砂輪可以作各種研磨設(shè)備的砂輪。即使被研磨對(duì)象直徑很小，也可以獲得高的研磨效率和研磨精度。這樣，它適合用來(lái)進(jìn)行內(nèi)圓研磨。本發(fā)明砂輪的應(yīng)用示例包括燃料噴射裝置和壓力校準(zhǔn)器噴嘴的內(nèi)表面和薄面研磨，以及軸承內(nèi)外輪軸的研磨。
示例下面將通過(guò)示例詳細(xì)描述本發(fā)明。
對(duì)示例中描述的材料、使用量、比率、步驟內(nèi)容以及步驟次序進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整是可能的且不脫離本發(fā)明的精神。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不能被限制解釋為以下具體示例。
1.砂輪及其結(jié)構(gòu)的制造顯示在表示在實(shí)施例1至3與對(duì)照例1和2中以下混合的初始材料是通過(guò)壓模成形并在空氣中經(jīng)過(guò)24小時(shí)900℃(在這過(guò)程中溫度保持在900℃一個(gè)小時(shí))的煅燒以獲得瓷膠結(jié)砂輪。在示例1中，在以10℃/分鐘的速度升溫的情況下測(cè)量質(zhì)量的減少，聚甲基丙烯酸甲酯的初始燃燒溫度(質(zhì)量減少10百分比)是300℃，燃燒結(jié)束溫度(質(zhì)量減少90百分比)是500℃。所述陶瓷粘結(jié)劑的轉(zhuǎn)變溫度是550℃，特定的煅燒溫度是850至950℃。
<示例1的初始材料及其混合>
cBN研磨粒 55.1份體積(磨粒平均直徑30μm(#600)，濃度160)聚甲基丙烯酸甲酯 17.4份體積(磨粒平均直徑30μm，真比重1.2)陶瓷粘結(jié)劑27.5份體積糊狀粘結(jié)劑14.5份體積<示例1的砂輪煅燒后的結(jié)構(gòu)>
cBN研磨粒 40.0份體積孔隙40.0份體積燃盡孔隙(壓力孔隙)10.0份體積自然孔隙30.0份體積尺寸是研磨粒的磨粒平均直徑的1至3倍的孔隙的比率37體積百分比陶瓷粘結(jié)劑 20.0份體積<示例2的初始材料及其混合>
cBN研磨粒 55.1份體積(磨粒平均直徑30μm(#600)，濃度160)聚甲基丙烯酸甲酯17.4份體積(磨粒平均直徑5μm，真比重1.2)陶瓷粘結(jié)劑 27.5份體積糊狀粘結(jié)劑 14.5份體積<示例2的砂輪煅燒后的結(jié)構(gòu)>
cBN研磨粒 40.0份體積孔隙40.0份體積燃盡孔隙(壓力孔隙)10.0份體積自然孔隙30.0份體積尺寸是研磨粒的磨粒平均直徑0.1至1倍的孔隙的比率67體積百分比陶瓷粘結(jié)劑 20.0份體積<示例3的初始材料及其混合>
cBN研磨粒 56.5份體積(磨粒平均直徑30μm(#600)，濃度160)聚甲基丙烯酸甲酯21.0份體積(磨粒平均直徑5μm，真比重1.2)陶瓷粘結(jié)劑 22.5份體積糊狀粘結(jié)劑 14.5份體積<示例3的砂輪煅燒后的結(jié)構(gòu)>
cBN研磨粒 40.0份體積孔隙40.0份體積燃盡孔隙(壓力孔隙)14.0份體積自然孔隙30.0份體積陶瓷粘結(jié)劑 16.0份體積<對(duì)照例1的初始材料及其混合>
cBN研磨粒 55.1份體積
(磨粒平均直徑30μm(#600)，濃度160)含碳纖維(150μm)17.4份體積陶瓷粘結(jié)劑 27.5份體積糊狀粘結(jié)劑 14.5份體積<對(duì)照例1的砂輪煅燒后的結(jié)構(gòu)>
cBN研磨粒 43.7份體積孔隙40.0份體積燃盡孔隙(壓力孔隙)10.0份體積自然孔隙30.0份體積陶瓷粘結(jié)劑 16.3份體積<對(duì)照例2的初始材料及其混合>
cBN研磨粒 69.2份體積(磨粒平均直徑30μm(#600)，濃度180)陶瓷粘結(jié)劑 30.8份體積糊狀粘結(jié)劑 14.3份體積<對(duì)照例2的砂輪煅燒后的結(jié)構(gòu)>
cBN研磨粒 45.0份體積孔隙(自然孔隙) 35.0份體積陶瓷粘結(jié)劑 20.0份體積圖1，3和4是示例1和對(duì)照例1和2的砂輪煅燒后的結(jié)構(gòu)示意性的放大剖視圖。如圖1所示，本發(fā)明的砂輪是一種砂輪，其中cBN研磨粒1被陶瓷粘結(jié)劑3粘結(jié)，并具有燃盡孔隙(壓力孔隙)2和自然孔隙4。如圖3所示，對(duì)照例1的砂輪是一種砂輪，其中cBN研磨粒21和燃盡孔隙22被陶瓷粘結(jié)劑23粘結(jié)，并具有孔隙24。如圖4所示，對(duì)照例2的砂輪是一種砂輪，其中cBN研磨粒31被陶瓷粘結(jié)劑32粘結(jié)，并具有孔隙33。
當(dāng)本發(fā)明砂輪的結(jié)構(gòu)與對(duì)照例砂輪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，圖1所示的示例1中的砂輪與對(duì)照例1和2中的砂輪相比，研磨粒和孔隙分布更加均勻且具有更大的孔隙度。相反，圖3所示的對(duì)照例1中的砂輪盡管具有高孔隙度，但其研磨粒分布不均勻。圖4所示的對(duì)照例2的砂輪研磨粒分布不均勻但孔隙度低。這表明本發(fā)明的砂輪是一種具有良好容屑槽尺寸同時(shí)保持一定有效切削刃距的砂輪。
2.對(duì)瓷膠結(jié)砂輪的評(píng)價(jià)(1)由示例1獲得的砂輪和對(duì)照例1和2獲得的砂輪來(lái)進(jìn)行內(nèi)圓研磨，檢查他們的研磨效率比率和有效切削刃距尺寸之間的關(guān)系。圖7給出了結(jié)果。被研磨對(duì)象、加工條件和修整條件如下所示。
<被研磨對(duì)象>
材料 SCM415尺寸 內(nèi)徑φ3.95mm研磨誤差 φ0.05mm<加工條件>
使用的機(jī)器內(nèi)圓磨床研磨類型 液冷卻振蕩研磨砂輪的外圓速度22.6m/s被研磨對(duì)象的外圓速度 0.5m/s研磨效率比率 1-3.2振動(dòng) 打開(kāi)研磨油油基<修整條件>
修整器φ50平方圓柱旋轉(zhuǎn)磨削的修整深度φ1μm/道次轉(zhuǎn)速 0.004mm/轉(zhuǎn)在圖7中，為了得到相同的有效切削刃距We(0.1mm)，示例1中普通研磨的研磨效率比率可以提高到3.2。相反，對(duì)照例1和3中普通研磨的研磨效率比率只能提高到1.9。這表明在同樣的研磨精度情況下，本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪是傳統(tǒng)砂輪研磨效率的1.7倍。
3.對(duì)瓷膠結(jié)砂輪的評(píng)價(jià)(2)在研磨效率為0.3mm3/(mm·sec)時(shí)，使用由示例1至3以及對(duì)照例2獲得的砂輪進(jìn)行內(nèi)圓研磨試驗(yàn)，檢查它們的功率消耗、表面光潔度和磨損。功率消耗的變化如圖8(1)所示，表面光潔度的測(cè)量結(jié)果如圖8(2)所示，磨損的測(cè)量結(jié)果如圖8(3)所示。示例1和2獲得的砂輪以0.7mm3/(mm·sec)的研磨效率進(jìn)行內(nèi)圓研磨試驗(yàn)，檢查它們的功率消耗、表面光潔度和磨損。功率消耗的變化如圖9(1)所示，表面光潔度的測(cè)量結(jié)果如圖9(2)所示，磨損的測(cè)量結(jié)果如圖9(3)所示。然而，由于對(duì)照例2的砂輪在修整之后的加工中立刻發(fā)生失效，所以就沒(méi)做后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
被研磨對(duì)象，加工條件和修整條件如下所示。
<被研磨對(duì)象>
材料 SUJ-2尺寸 內(nèi)徑φ28.3mm研磨誤差φ0.36mm<加工條件>
使用的機(jī)器內(nèi)圓磨床研磨類型液冷卻振蕩研磨砂輪的外圓速度 45m/s被研磨對(duì)象的外圓速度1.25m/s振動(dòng)打開(kāi)研磨油 水溶性<修整條件>
修整器 φ25平方圓柱旋轉(zhuǎn)磨削修整深度φ4μm/道次轉(zhuǎn)速0.030mm/轉(zhuǎn)(i)功率消耗如圖8(1)所示，對(duì)照例2的砂輪在最初的內(nèi)圓研磨中功率消耗極大并發(fā)生失效，不能繼續(xù)研磨。相對(duì)地，如圖8(1)和9(1)所示，示例1至3的砂輪功率消耗在較低水平，研磨過(guò)程中可以保持穩(wěn)定，不會(huì)失效，可以連續(xù)研磨。
(ii)表面光潔度如圖8(2)所示，示例1至3的砂輪在研磨效率為0.3mm3/(mm·sec)情況下，獲得了小于等于0.7Rz(μm)的研磨精度。
另外，如圖9(2)所示，示例1和2的砂輪在研磨效率為0.7mm3/(mm·sec)情況下，獲得了小于等于0.8Rz(μm)的研磨精度。
(iii)磨損比較圖8(3)和9(3)所示的示例1和2，示例2的砂輪，其具有較小直徑(即，較小壓力孔隙)的孔隙形成材料，具有更好的強(qiáng)度，于是磨損就小。比較示例2和3，其中使用具有同一直徑的孔隙形成材料，如圖8(3)所示，示例2的砂輪，含有更多粘合劑、更硬且因此磨損更小。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪具有孔隙度、研磨粒濃度和基于預(yù)定研磨加工效率和加工精度的磨粒直徑。這樣，本發(fā)明的砂輪提供被加工表面光潔度的精密加工，同時(shí)提高研磨的加工效率，這在以前被認(rèn)為是砂輪相互抵觸的指標(biāo)。
本發(fā)明的瓷膠結(jié)砂輪加工方法中，砂輪的研磨加工效率和加工精度被預(yù)先設(shè)定?；谠撗心ゼ庸ば屎图庸ぞ?，設(shè)定孔隙度、研磨粒濃度和磨粒直徑。這樣，本發(fā)明的加工方法允許在砂輪中研磨粒和孔隙的均勻散布，從而允許砂輪的制造同時(shí)保證研磨加工效率和加工精度。
權(quán)利要求
1.一種瓷膠結(jié)砂輪，至少包括研磨粒和陶瓷粘結(jié)劑，其特征在于具有基于預(yù)先設(shè)定的研磨加工效率和加工精度的孔隙度、研磨粒濃度和磨粒直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于當(dāng)所述研磨精度范圍是0.1至1.6Rz(μm)時(shí)，研磨效率的范圍是0.1至2.0mm3/(mm·sec)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于相對(duì)于砂輪的全部體積，所述孔隙度的范圍是30至70體積百分比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于所述孔隙度包括基于孔隙形成材料燃燒形成的燃盡孔的壓力孔隙度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于相對(duì)于砂輪的全部體積，所述壓力孔隙度的范圍是5至35體積百分比。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于所述孔隙形成材料的尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的0.1至3倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的1至3倍的孔隙相對(duì)于所有孔隙的體積的比率范圍是20至70體積百分比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的0.1至1倍的孔隙相對(duì)于所有孔隙的體積的比率范圍是30至70體積百分比。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于所述孔隙形成材料是一種聚合體化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于所述研磨粒平均磨粒直徑范圍是10至90μm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于所述研磨粒的濃度范圍是50至160。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于所述研磨粒是立方氮化硼研磨粒。
13.一種瓷膠結(jié)砂輪，至少包括研磨粒和陶瓷粘結(jié)劑，其特征在于，尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的1至3倍的孔隙相對(duì)于所有孔隙的體積的比率范圍是20至70體積百分比。
14.一種瓷膠結(jié)砂輪，至少包括研磨粒和陶瓷粘結(jié)劑，其特征在于，尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的0.1至1倍的孔隙相對(duì)于所有孔隙的體積的比率范圍是30至70體積百分比。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于所述研磨粒的平均磨粒直徑范圍是10至90μm。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或15中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪，其特征在于所述研磨粒的濃度范圍是50至160。
17.一種瓷膠結(jié)砂輪的制造方法，至少包括研磨粒和陶瓷粘結(jié)劑，其包括如下步驟；設(shè)置一個(gè)研磨加工效率和加工精度，以及設(shè)置基于研磨加工效率和加工精度的孔隙度、研磨粒濃度和磨粒直徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的瓷膠結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于所述研磨加工精度范圍設(shè)置為0.1至1.6Rz(μm)，所述研磨加工效率的范圍設(shè)置為0.1至2.0mm3/(mm·sec)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的瓷膠結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于相對(duì)于砂輪的全部體積，所述孔隙度的范圍設(shè)置為30至70體積百分比。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中任何一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于所述孔隙度包括壓力孔隙度，壓力孔隙度基于孔隙形成材料燃燒形成的燃盡孔。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的瓷膠結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于相對(duì)于砂輪的全部體積，所述壓力孔隙度的范圍設(shè)置為5至35體積百分比。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的瓷膠結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于一種尺寸是研磨粒平均磨粒直徑的0.1至3倍的孔隙形成材料用作所述孔隙形成材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求17至22中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于一種聚合體化合物用作所述孔隙形成材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求17至23中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于一種平均磨粒直徑范圍是10至90μm的研磨粒用作所述研磨粒。
25.根據(jù)權(quán)利要求17至24中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于所述研磨粒的濃度范圍設(shè)置為50至160。
26.根據(jù)權(quán)利要求17至25中任何一項(xiàng)所述的瓷膠結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于一種立方氮化硼研磨粒用作所述研磨粒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種瓷膠結(jié)砂輪及其制造方法，該瓷膠結(jié)砂輪具有基于預(yù)先設(shè)定的研磨加工效率和加工精度的孔隙度(優(yōu)選30至70體積百分比)、研磨粒濃度(優(yōu)選50至160)和研磨粒直徑(優(yōu)選10至90μm)，優(yōu)選的加工精度范圍為0.1至1.6Rz(μm)，加工效率范圍為0.1至2.0mm3/(mm·sec)。
文檔編號(hào)B24D18/00GK1795078SQ200480014249
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月30日
發(fā)明者由井隆行, 久保田治, 古川英雄, 岸本正俊, 鵜飼直行 申請(qǐng)人:博世株式會(huì)社, 諾利塔克股份有限公司, 日本則武超精密磨料磨具有限公司