一種硫酸鈣晶須增強(qiáng)樹(shù)脂砂輪及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于切割砂輪技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫酸鈣晶須增強(qiáng)樹(shù)脂砂輪及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]樹(shù)脂砂輪是以樹(shù)脂為粘接劑、將松散的磨料粘接起來(lái)，固結(jié)成一定形狀的薄片砂輪，它主要應(yīng)用于金屬型材的切割加工。一般的砂輪制備時(shí)，砂輪本體由磨料和網(wǎng)片構(gòu)成，磨料鑲嵌在網(wǎng)片中。其中磨料、結(jié)合劑和孔隙是砂輪的三個(gè)基本組成要素。因?yàn)槟チ稀⒔Y(jié)合劑以及砂輪制造工藝等不同，砂輪性能差別很大。因此，必須根據(jù)具體條件制備合適的砂輪。
[0003]增加了結(jié)合劑后的樹(shù)脂砂輪具有磨削力小、磨削溫度低、自銳性好、磨削效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此樹(shù)脂砂輪被廣泛用于硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃等硬脆性材料的磨削加工中。隨著樹(shù)脂結(jié)合劑含量增加，砂輪的硬度、抗壓強(qiáng)度逐漸增大，但樹(shù)脂結(jié)合劑含量高的砂輪，表面更容易堵塞。為了平衡二者，需要選擇合適比例的樹(shù)脂結(jié)合劑并輔以適當(dāng)?shù)奶盍蟻?lái)彌補(bǔ)。
[0004]現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)金屬切割砂輪切割大截面積、高硬度板材時(shí)，存在抗沖擊能力差，安全速度低，砂輪易破裂，切割不鋒利，散熱性差，容易對(duì)切割截面造成燒傷。并且切割過(guò)程中，粉塵四處飛濺，造成切割截面粘附灰塵，切割后截面焊接不牢固，且嚴(yán)重污染工作環(huán)境，砂輪直徑消耗大，工作效率低下。因此，本領(lǐng)域迫切希望能夠找到一種成本較低、制備簡(jiǎn)單但是性能較好的樹(shù)脂砂輪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在用料多、制作成本高、磨削性能低和易燒傷工件的技術(shù)問(wèn)題，提供一種硫酸鈣晶須增強(qiáng)樹(shù)脂砂輪。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種硫酸鈣晶須增強(qiáng)樹(shù)脂砂輪，包括砂輪本體，所述砂輪本體采用如下重量配比的磨料、增強(qiáng)網(wǎng)片、結(jié)合劑、填充劑粘結(jié)固化而成；其中:
[0007]所述磨料為:24#棕剛玉50?60份，24 #白剛玉20?30份，碳化硅10?20份；
[0008]所述增強(qiáng)網(wǎng)片為玻璃纖維和/或碳纖維增強(qiáng)砂輪網(wǎng)片；
[0009]所述結(jié)合劑為:樹(shù)脂液5?7份和/或酚醛樹(shù)脂粉10?12份；
[0010]所述填充劑為:硫酸鈣晶須3?5份；
[0011]所述樹(shù)脂液為酚醛樹(shù)脂液與環(huán)氧樹(shù)脂按質(zhì)量比為8: (2?3)配制而成；
[0012]所述硫酸鈣晶須為纖維狀單晶體，直徑I?4 μ m，長(zhǎng)度20?80 μ m。
[0013]本發(fā)明所述的硫酸鈣晶須，是具有一定長(zhǎng)徑比的微米級(jí)單晶體，具有較高的抗拉抗彎強(qiáng)度。
[0014]進(jìn)一步地，所述砂輪本體中還配比有著色劑，所述著色劑為炭黑0.3?0.5份。
[0015]進(jìn)一步地，所述填充劑還包括:200?300目碳酸鈣3?5份和/或硫化鐵I?2份。
[0016]進(jìn)一步地，所述砂輪本體的中心設(shè)有轉(zhuǎn)軸孔。
[0017]本發(fā)明還公開(kāi)了一種硫酸鈣晶須增強(qiáng)樹(shù)脂砂輪的制備方法，包括如下步驟:
[0018]步驟一:混料
[0019](I)、采用雙鍋逆流式混料機(jī)，將所述磨料倒入所述雙鍋逆流式混料機(jī)的上鍋，然后倒入所述結(jié)合劑攪拌1-5分鐘，再倒入所述硫酸鈣晶須攪拌1-10分鐘；
[0020](2)、將所述碳酸鈣和/或硫化鐵和/或酚醛樹(shù)脂粉倒入下鍋，攪拌3-10分鐘；
[0021](3)、將上鍋料與下鍋料混合，攪拌均勻；
[0022](4)、將混合后的混合料放入震動(dòng)篩，篩除粉團(tuán)硬塊，獲得備用成型料；
[0023]步驟二:成型
[0024]稱(chēng)取步驟一制備的備用成型料，放入成型模具中攤平，并在所述備用成型料中間埋入所述玻璃纖維和/或碳纖維增強(qiáng)砂輪網(wǎng)片，壓制成型得到砂輪坯；
[0025]步驟三:烘干
[0026]將所述砂輪坯在烘箱中烘干，所述烘箱內(nèi)的溫度從室溫開(kāi)始以8?10°C /小時(shí)的速度升溫14-18小時(shí)，升溫至165°C?185°C后保溫1_4小時(shí)然后冷卻至室溫即得樹(shù)脂砂輪。
[0027]進(jìn)一步地，在步驟一中在將所述碳酸鈣和/或硫化鐵和/或酚醛樹(shù)脂粉倒入下鍋前，添加所述著色劑到下鍋中，攪拌3-8分鐘。
[0028]本發(fā)明專(zhuān)利的技術(shù)效果在于:
[0029]1、本發(fā)明砂輪經(jīng)機(jī)壓成型，其設(shè)計(jì)合理，新穎，具有成本低，工裝簡(jiǎn)單，節(jié)約資源等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的硫酸鈣晶須增強(qiáng)樹(shù)脂砂輪。
[0030]2、本發(fā)明樹(shù)脂砂輪中磨料組織與硫酸鈣晶須之間通過(guò)膠質(zhì)結(jié)合劑的粘合作用緊密結(jié)合，自然形成多孔間隙，樹(shù)脂用料減少，生產(chǎn)成本減低，機(jī)壓成型后的砂輪，堅(jiān)硬鋒利，磨削效率大大增加，另外砂輪多微孔，硫酸鈣晶須提供熱傳導(dǎo)通道，順利帶走磨削熱，不易燒傷工件。
[0031]3、本發(fā)明的樹(shù)脂砂輪相比傳統(tǒng)樹(shù)脂砂輪，磨料成分綜合性能最佳，切割效率和耐用度都高。棕剛玉、白剛玉、碳化硅為磨料的砂輪與單一材質(zhì)的棕剛玉砂輪相比，切割效率提尚20%，工作線(xiàn)速度能提尚15m/s以上。另外，本發(fā)明米用硫酸媽晶須為填料，能提尚砂輪的強(qiáng)度，減少硬化時(shí)樹(shù)脂洗出揮發(fā)物的數(shù)量，還可縮短硬化時(shí)間和工作時(shí)加快散熱，以及減少樹(shù)脂液的用量降低成本。硫酸鈣晶須添加同時(shí)還能提高砂輪的回轉(zhuǎn)強(qiáng)度?；剞D(zhuǎn)強(qiáng)度是指砂輪旋轉(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，存在安全隱患。
[0032]4、采用本發(fā)明的硫酸鈣晶須增強(qiáng)樹(shù)脂砂輪，通過(guò)調(diào)配合適重量比的磨料成分，在提高砂輪強(qiáng)度的同時(shí)具有良好的散熱性，從而大大提高砂輪的切割性能，填充劑的合理配置使得本發(fā)明砂輪切削效率高、自銳性好。本發(fā)明硫酸鈣晶須增強(qiáng)樹(shù)脂砂輪同時(shí)還具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0033](I)、抗沖擊能力好、安全速度高。安全使用速度120m/s，砂輪不易破裂；
[0034](2)、磨削效率高，速度快，散熱性好、對(duì)板材的切割截面無(wú)燒傷無(wú)氧化；
[0035](3)、切割時(shí)粉塵小，切割截面光潔不粘附粉塵，同時(shí)對(duì)工作環(huán)境污染??；
[0036](4)、由于硫酸鈣晶須搭接和提供散熱通道，砂輪生產(chǎn)成本降低且散熱效果好，避免了工件燒傷。
【具體實(shí)施方式】
[0037]實(shí)施例1
[0038]首先，稱(chēng)取重量百分配比如下的材料為:24#棕剛玉60份，24#白剛玉20份，碳化硅20份；樹(shù)脂液5份，酚醛樹(shù)脂粉10份，硫酸鈣晶須3份；其中樹(shù)脂液為酚醛樹(shù)脂液與環(huán)氧樹(shù)脂按質(zhì)量比為8:2配制。
[0039]其配料方式為:
[0040]步驟一混料:使用雙鍋逆流式混料機(jī)，將磨料倒入上鍋，加樹(shù)脂液攪拌2分鐘，再加入硫酸鈣晶須攪拌3分鐘，下鍋中添加酚醛樹(shù)脂粉，并攪拌5分鐘；然后上下鍋料混合，攪拌均勻；再次放入震動(dòng)篩，篩除粉團(tuán)硬塊，獲得備用成型料。
[0041]步驟二成型:稱(chēng)取備用成型料，先將半個(gè)砂輪所需的備用成型料倒入成型機(jī)的成型模具中，攤開(kāi)并用刮尺等工具刮平，隨后在備用成型料上放上玻璃纖維增強(qiáng)砂輪網(wǎng)片，再放入另半個(gè)砂輪所需的備用成型料，同樣攤開(kāi)刮平，這樣一個(gè)砂輪所需的所有原材料均放置完成。在它們頂面壓上模板，最后將整個(gè)模具送入成型機(jī)內(nèi)壓制出一個(gè)砂輪坯。
[0042]步驟三烘干:將這些砂輪坯用隔網(wǎng)和鋁板隔開(kāi)，送入烘箱中硬化，烘箱內(nèi)的溫度自室溫21度開(kāi)始梯度上升，每小時(shí)升溫9°C，升溫16小時(shí)后，上升至165°C后保溫2小時(shí)然后冷卻至室溫，按本領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完成各項(xiàng)抽檢及全面檢測(cè)，將檢測(cè)合格的產(chǎn)品按要求包裝入庫(kù)。
[0043]應(yīng)用實(shí)施例1制備的硫酸鈣晶須增強(qiáng)樹(shù)脂砂輪在某鋼廠(chǎng)切割直徑60mm38MnVs圓鋼，砂輪切割線(xiàn)速度llOm/s，切割比2.47，顯著高于同類(lèi)產(chǎn)品的切割比(本領(lǐng)域同類(lèi)產(chǎn)品在同等條件下切割比為2.1)。
[0044]實(shí)施例2
[0045]首先，稱(chēng)取重量百分配比如下的材料為:24#棕剛玉55份，24#白剛玉25份，碳化硅18份；樹(shù)脂液6份、酚醛樹(shù)脂粉11份，硫酸鈣晶須4份；
[0046]其中樹(shù)脂液為酚醛樹(shù)脂液與環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量比為8:3配制；
[0047]其配料方式為: