CN101695827A - 大直径高速切割与高速重负荷磨削树脂砂轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大直径高速切割与高速重负荷磨削树脂砂轮，该砂轮中磨料为镀衣锻烧棕刚玉，填料由导热填料和活性填料组成，树脂由酚醛树脂液和酚醛树脂粉组成，所述磨料、填料和树脂在三种组分总量中的重量百分比为：磨料60％～72％，填料18％～25％，树脂8％～18％。该砂轮采用镀衣棕刚玉磨料，其金属镀层导热性好，明显增强砂轮散热效果，提高了砂轮耐磨性和使用寿命；加之磨料锻烧后球磨韧性提高，使砂轮更加耐用，性能更好。该砂轮可用于切割Φ100mm以上热线型钢材，或对钢材进行高速重负荷磨削，寿命达100min～120min。
Description
技术领域
本发明涉及一种机加工用切割与磨削砂轮，特别是用于大直径高速切割与高速重负荷磨削的树脂砂轮。
背景技术
大直径高速切割树脂砂轮是指直径在Φ1000mm～Φ1800mm之间，厚度为10mm～16mm，工作速度为80m/s～120m/s的玻璃纤维网布增强树脂切割砂轮，其中选用的树脂具有较好的耐热性。该砂轮主要用于钢铁企业生产定长线型材料的切割，切割时钢材的温度在400℃～600℃之间，切割速度V≥100m/s。在这种工作条件下，切割砂轮应具备强度高，耐热性好，切割锋利，导热、散热性好，砂轮耐用度高等特点。
目前，国内大直径高速切割树脂砂轮主要采用锆刚玉、棕刚玉、单晶刚玉、碳化硅等品种的磨料，以酚醛树脂为粘结剂，选用FeS2、石膏、冰晶石等材料作填料，经压制、固化而成。由于酚醛树脂耐热性差，起始分解温度在360℃左右，因此，在切割热线型材时，热烧蚀严重，磨粒脱落快，砂轮磨耗大，特别是在切割Φ100mm以上的大直径热线型材时，国内砂轮无法使用，一直采用的是国外进口产品，价格昂贵。
高速重负荷磨削树脂砂轮是指直径在Φ500mm～Φ1100mm之间，厚度为35mm～120mm，工作速度为80m/s～120m/s的玻璃纤维及钢圈增强树脂砂轮，使用压力为2000N～10000N，其中选用的树脂具有较好的耐热性。该砂轮主要用于钢铁企业生产的钢锭、钢坯、钢板等材料的磨削。砂轮应具备强度高，耐热性好，磨削锋利，导热、散热性好，砂轮耐用度高等特点，而使用的磨料要具备较高的韧性。
目前，国内主要采用锆刚玉、棕刚玉、矾土烧结刚玉、微晶刚玉、单晶钢玉、碳化硅等品种的磨料，以酚醛树脂、新酚树脂、硼酚醛树脂、聚氨脂树脂或混合树脂等作为粘结剂，选用FeS2、石膏、冰晶石、食盐等材料作填料，经压制、固化而成。由于重负荷磨削砂轮磨削压力较大，因此，在磨削过程中，热烧蚀严重，磨粒脱落快，砂轮磨耗大，国内砂轮普遍存在不耐用的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有砂轮在高温、高速、重负荷条件下工作过程中易烧蚀、磨粒脱落快、砂轮磨耗大的缺陷，提供一种散热性能好、耐磨性和使用寿命提高、磨料韧性增强的大直径高速切割与高速重负荷磨削树脂砂轮。
本发明的技术方案是：大直径高速切割与高速重负荷磨削树脂砂轮，由磨料、填料和树脂组合后压制、固化而成，其改进之处是所述磨料为经1100℃～1400℃高温或700℃～1000℃中温锻烧、外表有金属、金属氧化物或两者混合物镀层的镀衣锻烧棕刚玉，所述填料由导热填料和活性填料组成，所述树脂由酚醛树脂液和酚醛树脂粉组成，上述磨料、填料和树脂在三种组分总量中的重量百分比为：磨料60％～72％，填料18％～25％，树脂8％～18％。
进一步的方案是：所述镀衣锻烧棕刚玉的镀层为Ni、Cu、Sn、Fe、Co、Cr、Ti、Feo、Feo2、Fe2o3中的一种或几种混合物的镀层；所述导热填料为Cu、Al、Fe、SiC、石墨中的一种；所述活性填料为FeS2、Al2S3、ZnS、ZrF4、CaF2、Na2AlF6、Na2SiF6、K2SiF6中的一种。
砂轮在高速切割或高速重负荷磨削过程中，磨粒与工件的接触点会产生大量的热，使接触点的温度急剧升高，如果热量不能迅速散发，会造成树脂烧蚀，磨粒脱落，致使砂轮耐磨性和使用寿命降低，很快报废。本发明选用镀衣棕刚玉作为磨料，因磨料表面金属镀层导热系数高，加之砂轮中导热填料的作用，使磨粒与工件接触点产生的热量得以迅速传递，在砂轮高速旋转中与空气发生热交换，从而使砂轮工作部位温度很快降低，不会造成树脂烧蚀和磨料脱落，达到提高砂轮耐磨性和使用寿命的显著效果。试用证明，本发明的大直径高速切割树脂砂轮耐用热温度大于600℃，在切割长6m、Φ100mm以上的大直径线型钢材时，其切割钢材量大于90000kg，切割长6m、Φ70mm以下的线型钢材时，切割钢材量大于120000kg。本发明的高速重负荷磨削树脂砂轮磨削寿命从原有的60～90min提高到100～120min。另外，棕刚玉经过高温(1100℃～1400℃)或中温(700℃～1100℃)锻烧后，其球磨韧性明显提高，以棕刚玉F24磨料为例，未经锻烧的球磨韧性为45％～54％，锻烧后的球磨韧性为65％～80％，磨料韧性的提高使砂轮工作性能更好，更加耐用。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例一：按如下组分和用量(重量百分比)备料：
镀Cu锻烧棕刚玉F16 15
镀Cu锻烧棕刚玉F20 35
镀Cu锻烧棕刚玉F24 10
导热填料Al粉 10
活性填料K2SiF6 15
酚醛树脂液 6
酚醛树脂粉 9
上述棕刚玉磨料按现有工艺镀衣处理和高温锻烧后获得，按上述用量比将不同粒度的磨料、填料混合均匀，然后加入酚醛树脂液混匀，过筛，再加入酚醛树脂粉混合均匀过筛，放置8～48h，经摊料，加玻璃纤维网布后，在6000t压机上压制成型，经185℃固化，即得成品。
实施例二：按如下组分和用量(重量百分比)备料：
镀Ni锻烧棕刚玉F16 13
镀Ni锻烧棕刚玉F20 40
镀Ni锻烧棕刚玉F24 12
导热填料SiC 12
活性填料Na2SiF6 8
酚醛树脂液 5
酚醛树脂粉 10
上述棕刚玉磨料按现有工艺镀衣处理和中温锻烧后获得，砂轮制作工艺同例一。
实施例三：按如下组分和用量(重量百分比)备料：
镀Fe2o3锻烧棕刚玉F16子 16
镀Fe2o3锻烧棕刚玉F20 38
镀Fe2o3锻烧棕刚玉F24 18
导热填料Fe粉 10
活性填料Al2S3 8
酚醛树脂液 4
酚醛树脂粉 6
上述棕刚玉磨料按现有工艺镀衣处理和中温锻烧后获得，砂轮制作工艺同例一。
按照例一、例二、例三的组分和工艺可以做成Φ1000mm～Φ1800mm，厚度10mm～16mm的各种规格的大直径高速切割树脂砂轮。
实施例四：按如下组分和用量(重量百分比)备料：
镀Cu-Ni-Sn锻烧棕刚玉F8 16
镀Cu-Ni-Sn锻烧棕刚玉F10 34
镀Cu-Ni-Sn锻烧棕刚玉F12 12
导热填料SiC 12
活性填料Na2SiF6 10
酚醛树脂液 6
酚醛树脂粉 10
上述棕刚玉磨料按现有工艺镀衣处理和高温锻烧后获得，按上述用量比，将不同粒度的磨料、填料混合均匀，然后加入酚醛树脂液混匀过筛，再加入酚醛树脂粉混匀过筛，放置6～12h，经摊料、加玻璃纤维、钢圈后，在6000t压机上压制成型，经185℃固化，即得成品。
实施例五：按如下组分和用量(重量百分比)备料：
镀Fe2o3锻烧棕刚玉F8 20
镀Fe2o3锻烧棕刚玉F10 36
镀Fe2o3锻烧棕刚玉F12 12
导热填料Al粉 14
活性填料K2SiF6 8
酚醛树脂液 4
酚醛树脂粉子 6
上述棕刚玉磨料按现有工艺镀衣处理和中温锻烧后获得，砂轮制作工艺同例四。
实施例六：按如下组分和用量(重量百分比)备料：
镀Ni锻烧棕刚玉F8 26
镀Ni锻烧棕刚玉F10 28
镀Ni锻烧棕刚玉F12 10
导热填料Fe粉 12
活性填料ZnS 8
酚醛树脂液 6
酚醛树脂粉 10
上述棕刚玉磨料按现有工艺镀衣处理和高温锻烧后获得，砂轮制作工艺同例四。
按照例四、例五、例六的组分和工艺可以做成Φ500mm～Φ1100mm，厚度35mm～120mm的各种规格的高速重负荷磨削树脂砂轮。
Claims (4)
1.一种大直径高速切割与高速重负荷磨削树脂砂轮，由磨料、填料和树脂组合后压制、固化而成，其特征是所述磨料为经1100℃～1400℃高温或700℃～1000℃中温锻烧、外表有金属、金属氧化物或两者混合物镀层的镀衣锻烧棕刚玉，所述填料由导热填料和活性填料组成，所述树脂由酚醛树脂液和酚醛树脂粉组成，上述磨料、填料和树脂在三种组分总量中的重量百分比为：磨料60％～72％，填料18％～25％，树脂8％～18％。
2.按权利要求1所述大直径高速切割与高速重负荷磨削树脂砂轮，其特征是：所述镀衣锻烧棕刚玉的镀层为Ni、Cu、Sn、Fe、Co、Cr、Ti、Feo、Feo2、Fe2o3中的一种或几种混合物的镀层。
3.按权利要求1所述大直径高速切割与高速重负荷磨削树脂砂轮，其特征是：所述导热填料为Cu、Al、Fe、SiC、石墨中的一种。
4.按权利要求1所述大直径高速切割与高速重负荷磨削树脂砂轮，其特征是：所述活性填料为FeS2、Al2S3、ZnS、ZrF4、CaF2、Na2AlF6、Na2SiF6、K2SiF6中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SAINT-GOBAIN INNOVATIVE MATERIALS (JIANGYAN) CO., Effective date: 20121218 Owner name: SAINT-GOBAIN ABRASIVES (SHANGHAI) CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: JIANGSU NAI'ERJIAN GRINDING WHEEL CO., LTD. Effective date: 20121218 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 225500 TAIZHOU, JIANGSU PROVINCE TO: 200245 MINHANG, SHANGHAI |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20121218 Address after: 200245 No. 198, Beidou Road, Minhang economic and Technological Development Zone, Shanghai Patentee after: Saint-Gobain Abrasives (Shanghai) Co., Ltd. Patentee after: Saint Gobain innovative materials (Jiangyan) Co. Ltd. Patentee after: Saint Gobain abrasives (Handan) Co., Ltd. Address before: 225500, Cao village, Jiangyan Town, Jiangyan City, Jiangsu Province, five Patentee before: Jiangsu Naierjian Grinding Wheel Co., Ltd. |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 200245 No. 198, Beidou Road, Minhang economic and Technological Development Zone, Shanghai Patentee after: Saint-Gobain Abrasives (Shanghai) Co., Ltd. Patentee after: Saint Gobain innovative materials (Taizhou) Co. Ltd. Patentee after: Saint Gobain abrasives (Handan) Co., Ltd. Address before: 200245 No. 198, Beidou Road, Minhang economic and Technological Development Zone, Shanghai Patentee before: Saint-Gobain Abrasives (Shanghai) Co., Ltd. Patentee before: Saint Gobain innovative materials (Jiangyan) Co. Ltd. Patentee before: Saint Gobain abrasives (Handan) Co., Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110518 Termination date: 20161015 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |