專利名稱：一種樹脂砂輪及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磨具領(lǐng)域，涉及一種樹脂砂輪及其制備方法。
背景技術(shù)：
砂輪是磨削的主要工具，它是由磨料、結(jié)合劑和填料構(gòu)成的多孔物體。用樹脂作為結(jié)合劑的砂輪稱之為樹脂砂輪。樹脂砂輪廣泛用于機(jī)械冶金、建筑、軍工、鐵路施工等領(lǐng)域，主要用于鋼管、型鋼、 鋼筋等一般金屬材料的切割和打磨。為了增強(qiáng)樹脂砂輪在切割或打磨過程中的磨削潤滑以減少磨損，成型砂輪的填料中通常都會(huì)添加一定比例含量的潤滑劑，目前在用的潤滑劑基本上都是硫鐵礦。但是硫鐵礦的主要成分是二硫化鐵爾必2)，由于二硫化鐵在空氣中易氧化成二氧化二鐵和二氧化硫，而二氧化硫具有強(qiáng)氧化性，與空氣中的水結(jié)合可生成具有腐蝕性的亞硫酸，會(huì)腐蝕被切割或打磨的金屬，這是黃鐵礦作為潤滑劑的一個(gè)弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種即具有潤滑作用又不會(huì)產(chǎn)生二氧化硫的樹脂砂輪及其制備方法。本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)提供一種樹脂砂輪，所述樹脂砂輪包括磨削體和置于所述磨削體內(nèi)部、以增強(qiáng)所述磨削體回轉(zhuǎn)強(qiáng)度的加強(qiáng)片，所述研磨體的原料成分及其重量配比如下
磨料
酚醛樹脂粉
酚醛樹脂液生石灰粉硫鐵礦粉冰晶石粉
140 200份 50-65 份
10 20份 10-20 份 12 25份 5-10 份。
本發(fā)明還提供一種上述樹脂砂輪的制備方法，包括如下步驟 配料稱取原料，所述原料及其重量配比為磨料140 200份、酚醛樹脂粉50 65 20份、硫鐵礦粉10 20份、生石灰粉12 25份、冰晶石粉5 10
份、酚醛樹脂液10份。混料將磨料放入酚醛樹脂液中浸潤，然后將酚醛樹脂粉、硫鐵礦粉、生石灰粉和冰晶石粉與浸潤后的磨料均勻混合；過篩將混料得到的原料顆粒通過篩子篩選，通過8 12目篩孔的顆粒即作為用于成型的成型料；
4
成型稱取合適重量的成型料，將其放入成型模具中攤平，并在成型料中放入加強(qiáng) 片使所述加強(qiáng)片水平地完全埋入所述成型料中，壓制成型得到砂輪坯，成型料即固化形成 磨削體；烘干將所述砂輪坯在烘箱中烘干，且烘箱內(nèi)的溫度自室溫梯度升溫至175 195°C后保溫5 8小時(shí)然后冷卻至室溫，即得到樹脂砂輪成品。采用本發(fā)明的樹脂砂輪及其制備方法，利用硫鐵礦的潤滑作用，來減少砂輪在エ 作中的磨損；同吋，填料中加有生石灰粉，主要成分是CaO，一旦加工過程中硫鐵礦的1 反應(yīng)生成Fe^2O3和SO2,在加工的高溫環(huán)境中，CaO能夠與發(fā)生反應(yīng)形成固態(tài)的CaSO3,從 而吸收能夠?qū)Ρ患庸そ饘傩纬筛g的酸性氣體SO2,防止腐蝕的發(fā)生；另ー方面，通過配有 一定比例的冰晶石，利用冰晶石熔點(diǎn)低的特點(diǎn)，降低磨削熱，增強(qiáng)自銳性，還能防止砂輪堵 塞，提高砂輪強(qiáng)度。


圖1是本發(fā)明的樹脂砂輪為平行砂輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的樹脂砂輪為鈸型砂輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的樹脂砂輪的制備方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)ー步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。如圖1、圖2所示，本發(fā)明的樹脂砂輪包括磨削體1和加強(qiáng)片2。其中，磨削體1是砂輪實(shí)現(xiàn)磨削功能的主體，由磨料、填料和結(jié)合劑制成，本發(fā)明 的磨料可以為棕剛玉、白剛玉、碳化硅、鋯剛玉、單晶剛玉等，結(jié)合劑選擇酚醛樹脂，填料包 括硫鐵礦粉、生石灰粉、冰晶石粉三種，它們的重量配比(重量份數(shù))如下
磨料140 200份
酚醛樹脂粉50 65份
酚醛樹脂液10 20份
生石灰粉10~20份
硫鐵礦粉12 25份
冰晶石粉5 10份。填料中，還可包括重量份數(shù)為0. 5 2份的著色料，例如Fe^2O3或炭黑或者二者均 有。本發(fā)明的磨削體的磨料優(yōu)選如下種類及其重量配比棕剛玉40 6O份單晶剛玉90 110份綠碳化硅10 30份。
例如，在一配比方案中，磨料選擇棕剛玉，上述原料的重量配比為棕剛玉150份、 酚醛樹脂粉58份、酚醛樹脂液16份、生石灰粉10份、硫鐵礦粉12份、冰晶石粉5份。在另一配比方案中，磨料包括棕剛玉、單晶剛玉、綠碳化硅，上述原料的重量配比為棕剛玉40份、單晶剛玉110份、綠碳化硅10份、酚醛樹脂粉50份、酚醛樹脂液20份、生石灰粉14份、硫鐵礦粉18份、冰晶石粉10份；或者棕剛玉60份、單晶剛玉90份、綠碳化硅20份、酚醛樹脂粉65份、酚醛樹脂液 10份、生石灰粉20份、硫鐵礦粉25份、冰晶石粉8份；又或者棕剛玉50份、單晶剛玉100份、綠碳化硅30份、酚醛樹脂粉55份、酚醛樹脂液13份、生石灰粉16份、硫鐵礦粉20份、冰晶石粉6份。在其他配比方案中，磨料為單晶剛玉和綠碳化硅，各原料的重量配比為單晶剛玉 95份、綠碳化硅25份、酚醛樹脂粉60份、酚醛樹脂液15份、生石灰粉18份、硫鐵礦粉21 份、冰晶石粉5份、炭黑2份。采用上述原料及其配比，利用多種磨料混合配比，可以增強(qiáng)砂輪的強(qiáng)度減小氣孔率；利用硫鐵礦的潤滑作用，來減少砂輪在工作中的磨損；同時(shí)，填料中加有生石灰粉，主要成分是CaO，一旦加工過程中硫鐵礦的1 反應(yīng)生成!^e2O3和SO2，在加工的高溫環(huán)境中， CaO能夠與Sh發(fā)生反應(yīng)形成固態(tài)的CaSO3，從而吸收能夠?qū)Ρ患庸そ饘傩纬筛g的酸性氣體SO2,防止腐蝕的發(fā)生；另一方面，通過配有一定比例的冰晶石，利用冰晶石熔點(diǎn)低的特點(diǎn)，降低磨削熱，增強(qiáng)自銳性，還能防止砂輪堵塞，提高砂輪強(qiáng)度。加強(qiáng)片2位于磨削體1內(nèi)部，也即在制造過程中先鋪上一層上述原料、蓋上加強(qiáng)片 2，然后再鋪上一層原料將加強(qiáng)片2完全蓋住得到的。加強(qiáng)片2可以只有一片，也可以有多片，它們與原料依次層疊排布，即一層原料一層加強(qiáng)片地循環(huán)。多層原料整體構(gòu)成磨削體1， 將加強(qiáng)片夾在中間。在磨削體1內(nèi)放置加強(qiáng)片2，是為了提高砂輪的回轉(zhuǎn)強(qiáng)度，回轉(zhuǎn)強(qiáng)度是砂輪的一個(gè)非常重要的參數(shù)之一，是指砂輪旋轉(zhuǎn)時(shí)在離心力作用下抵抗破裂的能力，當(dāng)回轉(zhuǎn)強(qiáng)度不合格將導(dǎo)致砂輪在切割或打磨時(shí)破碎，會(huì)對(duì)使用者或設(shè)備造成危險(xiǎn)存在安全隱患。本發(fā)明的加強(qiáng)片2采用玻璃纖維片，是由玻璃纖維布兩面涂覆酚醛樹脂后放入烘箱中在110 130°C 溫度下烘烤1 10分鐘制得的，具有很好的抗拉、抗彎強(qiáng)度。上述具有加強(qiáng)片2的樹脂砂輪的制備方法如圖3所示，包括配料、混料、過篩、成型和烘干幾個(gè)步驟。具體地，本文將通過以下兩個(gè)實(shí)施例來描述本發(fā)明的制備方法。第一實(shí)施例本實(shí)施例要制備的樹脂砂輪為平行砂輪，如圖1所示。首先，稱取具有一定重量配比的原料來進(jìn)行配料，原料種類及其重量份數(shù)分別為棕剛玉60份、單晶剛玉90份、綠碳化硅20份、酚醛樹脂粉65份、酚醛樹脂液10份、生石灰粉20份、硫鐵礦粉25份、冰晶石粉8份。然后，將棕剛玉、單晶剛玉和綠碳化硅等磨料放入到酚醛樹脂液中浸潤，攪拌充分，使磨料的顆粒表面充分地粘附著酚醛樹脂液。浸潤充分后，將酚醛樹脂粉粉、生石灰粉、 硫鐵礦粉和冰晶石與棕剛玉混合，同時(shí)繼續(xù)攪拌，直至各種原料充分混合均勻。將混合后的原料顆粒過篩，篩子的篩孔為8 12目，也即可用的原料顆粒的粒徑小于8 12目，可用來做成型料。
稱取制作三個(gè)樹脂砂輪所需的成型料，當(dāng)然也可每填鋪完一個(gè)再稱取另一個(gè)砂輪所需的成型料，這里可靈活掌握。先將半個(gè)樹脂砂輪所需的成型料倒入成型機(jī)的成型模具中，攤開并用刮尺等工具刮平，隨后在成型料上蓋上上述玻璃纖維加強(qiáng)片，再放入另一半個(gè)樹脂砂輪所需的成型料，同樣攤開刮平，這樣一個(gè)樹脂砂輪所需的所有原材料均放置完成。 在這個(gè)已完成的砂輪原材料上蓋上模板，最后將整個(gè)模具送入成型機(jī)內(nèi)壓制，壓制成砂輪坯。將這些獨(dú)立的砂輪坯用隔網(wǎng)和鋁板隔開，送入烘箱中硬化，烘箱內(nèi)的溫度自室溫梯度上升，每升10°C保溫100分鐘，直至升溫至180°C后保溫360分鐘，然后空冷至室溫。取出，即得到砂輪成品。實(shí)施例2本實(shí)施例要制備的樹脂砂輪為鈸型砂輪，如圖2所示。同樣，首先進(jìn)行配料，原料種類及其重量份數(shù)分別為棕剛玉150份、酚醛樹脂粉58 份、酚醛樹脂液16份、生石灰粉10份、硫鐵礦粉12份、冰晶石粉5份、炭黑2份。然后，進(jìn)行與第一實(shí)施例相同的混料和過篩步驟。鈸型砂輪的成型步驟與平行砂輪的成型步驟略有不同。同樣例如一次成型三個(gè)砂輪，先稱取三份成型料，每份剛好或略多于制造一個(gè)樹脂砂輪所需的重量。同樣在成型模具中先鋪入半份成型料并攤平，蓋加強(qiáng)片，再鋪另半份成型料并攤平，即一個(gè)樹脂砂輪的原材料鋪設(shè)完成，蓋上模蓋，將模具推入成型機(jī)內(nèi)壓制成型，壓制成砂輪胚體。將砂輪胚體用同砂輪胚體相同形狀的鋁板隔開，鋁板的上、下表面具有與鈸型砂輪的下、上表面相同的曲面形狀。是因?yàn)殁撔蜕拜喚哂斜绕叫紊拜啅?fù)雜得多的表面形狀，加蓋鋁板是為了起支撐作用防止硬化時(shí)變形，確保每一個(gè)砂輪都在硬化時(shí)保持相同的曲面形狀。同樣，壓制成型后的砂輪坯送入烘箱硬化，烘箱自室溫升至110°C時(shí)每提高10°C 保溫100分鐘，110°C升至120°C后保溫200分鐘，120°C升至180°C時(shí)每提高10°C保溫100 分鐘，180°C保溫6小時(shí)。取出，即得樹脂砂輪制品。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了砂輪、隔網(wǎng)、加強(qiáng)片、鋁板等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1. 一種樹脂砂輪，其特征在于，所述樹脂砂輪包括磨削體和置于所述磨削體內(nèi)部、以增強(qiáng)所述磨削體回轉(zhuǎn)強(qiáng)度的加強(qiáng)片，所述研磨體的原料成分及其重量配比如下140 200份磨料酚醛樹脂粉酚醛樹脂液生石灰粉硫鐵礦粉冰晶石粉50-65 份 10 20份 10 20份 12 25份 5 10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂砂輪，其特征在于，所述磨削體的磨料種類及其重量配比分別為棕剛玉40 60份單晶剛玉90 110份綠碳化硅10 30份。
3.一種依據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂砂輪的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 配料稱取原料，所述原料及其重量配比為磨料140 200份、酚醛樹脂粉50 65份、酚醛樹脂液10 20份、生石灰粉10 20份、硫鐵礦粉12 25份、冰晶石粉5 10份。 混料將磨料放入酚醛樹脂液中浸潤，然后將酚醛樹脂粉、硫鐵礦粉、生石灰粉和冰晶石粉與浸潤后的磨料均勻混合；過篩將混料得到的原料顆粒通過篩子篩選，通過8 12目篩孔的顆粒即作為用于成型的成型料；成型稱取合適重量的成型料，將其放入成型模具中攤平，并在成型料中放入加強(qiáng)片使所述加強(qiáng)片水平地完全埋入所述成型料中，壓制成型得到砂輪坯，成型料即固化形成磨削體；烘干將所述砂輪坯在烘箱中烘干，且烘箱內(nèi)的溫度自室溫梯度升溫至175 195°C后保溫5 8小時(shí)然后冷卻至室溫，即得到樹脂砂輪成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，配料步驟中，所述原料還包括重量配比為0. 5 2的著色料，所述著色料為!^e2O3和/或炭黑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，配料步驟中，所述磨料種類及其重量配比分別為棕剛玉40 60份單晶剛玉90 110份綠碳化硅10 30份。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，成型步驟中，所述加強(qiáng)片為玻璃纖維片，所述玻璃纖維片是由玻璃纖維布兩面涂覆酚醛樹脂后放入烘箱中在110 130°C溫度下烘烤1 10分鐘制得的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，成型步驟中，所述成型料的重量為多個(gè)樹脂砂輪所需成型料的重量，用于成型一個(gè)樹脂砂輪的成型料鋪滿攤平后蓋上隔網(wǎng)，再放入成型另一個(gè)樹脂砂輪的成型料，從而依靠隔網(wǎng)將不同樹脂砂輪的成型料完全隔開，每個(gè)樹脂砂輪的成型料中都埋入有加強(qiáng)片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述樹脂砂輪為平行砂輪，在成型步驟中，在所述成型模具的型腔內(nèi)按照一層成型料一個(gè)隔網(wǎng)依次循環(huán)的順序鋪好后，在頂部加壓鋁板，送入成型機(jī)內(nèi)壓制成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述樹脂砂輪為鈸型砂輪，在成型步驟中，每份用于成型一個(gè)樹脂砂輪的成型料上鋪一個(gè)隔網(wǎng)并在隔網(wǎng)上壓鋁板，然后再放置成型另一個(gè)樹脂砂輪的成型料后同樣鋪隔網(wǎng)加鋁板，依次循環(huán)數(shù)次后，模具型腔基本填滿， 整體送入成型機(jī)內(nèi)壓制成型。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，烘干步驟中，所述梯度升溫是自室溫升至110°c時(shí)每提高10°C保溫100分鐘，110°C升至120°C后保溫200分鐘，120°C升至 175 195°C時(shí)每提高10°C保溫100分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種樹脂砂輪及其制備方法，屬于磨具領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有樹脂砂輪的硫鐵礦產(chǎn)生二氧化硫具有腐蝕性的問題。一種樹脂砂輪，所述樹脂砂輪包括磨削體和置于所述磨削體內(nèi)部、以增強(qiáng)所述磨削體回轉(zhuǎn)強(qiáng)度的加強(qiáng)片，所述研磨體的原料成分及其重量配比如下磨料140～200份、酚醛樹脂粉50～65份、酚醛樹脂液10～20份、生石灰粉10～20份、硫鐵礦粉12～25份、冰晶石粉5～10份。本發(fā)明還提供上述樹脂砂輪的制備方法。本發(fā)明利用生石灰粉與二氧化硫反應(yīng)，從而減少了加工過程中所產(chǎn)生的二氧化硫含量。
文檔編號(hào)B24D7/04GK102343560SQ20111032923
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者俞建成, 張和平, 李保國 申請(qǐng)人:寧波大華砂輪有限公司