CN102343560B - 一种树脂砂轮及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种树脂砂轮及其制备方法，属于磨具领域。它解决了现有树脂砂轮的硫铁矿产生二氧化硫具有腐蚀性的问题。一种树脂砂轮，所述树脂砂轮包括磨削体和置于所述磨削体内部、以增强所述磨削体回转强度的加强片，所述研磨体的原料成分及其重量配比如下：磨料140～200份、酚醛树脂粉50～65份、酚醛树脂液10～20份、生石灰粉10～20份、硫铁矿粉12～25份、冰晶石粉5～10份。本发明还提供上述树脂砂轮的制备方法。本发明利用生石灰粉与二氧化硫反应，从而减少了加工过程中所产生的二氧化硫含量。

Description

一种树脂砂轮及其制备方法

技术领域

本发明属于磨具领域，涉及一种树脂砂轮及其制备方法。

背景技术

砂轮是磨削的主要工具，它是由磨料、结合剂和填料构成的多孔物体。用树脂作为结合剂的砂轮称之为树脂砂轮。

树脂砂轮广泛用于机械冶金、建筑、军工、铁路施工等领域，主要用于钢管、型钢、钢筋等一般金属材料的切割和打磨。为了增强树脂砂轮在切割或打磨过程中的磨削润滑以减少磨损，成型砂轮的填料中通常都会添加一定比例含量的润滑剂，目前在用的润滑剂基本上都是硫铁矿。但是硫铁矿的主要成分是二硫化铁(FeS2)，由于二硫化铁在空气中易氧化成二氧化二铁和二氧化硫，而二氧化硫具有强氧化性，与空气中的水结合可生成具有腐蚀性的亚硫酸，会腐蚀被切割或打磨的金属，这是黄铁矿作为润滑剂的一个弊端。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种即具有润滑作用又不会产生二氧化硫的树脂砂轮及其制备方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：提供一种树脂砂轮，所述树脂砂轮包括磨削体和置于所述磨削体内部、以增强所述磨削体回转强度的加强片，所述研磨体的原料成分及其重量配比如下：

本发明还提供一种上述树脂砂轮的制备方法，包括如下步骤：

配料：称取原料，所述原料及其重量配比为磨料140～200份、酚醛树脂粉50～65份、酚醛树脂液10～20份、硫铁矿粉10～20份、生石灰粉12～25份、冰晶石粉5～10份。

混料：将磨料放入酚醛树脂液中浸润，然后将酚醛树脂粉、硫铁矿粉、生石灰粉和冰晶石粉与浸润后的磨料均匀混合；

过筛：将混料得到的原料颗粒通过筛子筛选，通过8～12目筛孔的颗粒即作为用于成型的成型料；

成型：称取合适重量的成型料，将其放入成型模具中摊平，并在成型料中放入加强片使所述加强片水平地完全埋入所述成型料中，压制成型得到砂轮坯，成型料即固化形成磨削体；

烘干：将所述砂轮坯在烘箱中烘干，且烘箱内的温度自室温梯度升温至175～195℃后保温5～8小时然后冷却至室温，即得到树脂砂轮成品。

采用本发明的树脂砂轮及其制备方法，利用硫铁矿的润滑作用，来减少砂轮在工作中的磨损；同时，填料中加有生石灰粉，主要成分是CaO，一旦加工过程中硫铁矿的FeS₂反应生成Fe₂O₃和SO₂，在加工的高温环境中，CaO能够与SO₂发生反应形成固态的CaSO₃，从而吸收能够对被加工金属形成腐蚀的酸性气体SO₂，防止腐蚀的发生；另一方面，通过配有一定比例的冰晶石，利用冰晶石熔点低的特点，降低磨削热，增强自锐性，还能防止砂轮堵塞，提高砂轮强度。

附图说明

图1是本发明的树脂砂轮为平行砂轮的结构示意图；

图2是本发明的树脂砂轮为钹型砂轮的结构示意图；

图3是本发明的树脂砂轮的制备方法的流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2所示，本发明的树脂砂轮包括磨削体1和加强片2。

其中，磨削体1是砂轮实现磨削功能的主体，由磨料、填料和结合剂制成，本发明的磨料可以为棕刚玉、白刚玉、碳化硅、锆刚玉、单晶刚玉等，结合剂选择酚醛树脂，填料包括硫铁矿粉、生石灰粉、冰晶石粉三种，它们的重量配比(重量份数)如下：

填料中，还可包括重量份数为0.5～2份的着色料，例如Fe₂O₃或炭黑或者二者均有。

本发明的磨削体的磨料优选如下种类及其重量配比：

棕刚玉40～60份

单晶刚玉90～110份

绿碳化硅10～30份。

例如，在一配比方案中，磨料选择棕刚玉，上述原料的重量配比为：棕刚玉150份、酚醛树脂粉58份、酚醛树脂液16份、生石灰粉10份、硫铁矿粉12份、冰晶石粉5份。

在另一配比方案中，磨料包括棕刚玉、单晶刚玉、绿碳化硅，上述原料的重量配比为棕刚玉40份、单晶刚玉110份、绿碳化硅10份、酚醛树脂粉50份、酚醛树脂液20份、生石灰粉14份、硫铁矿粉18份、冰晶石粉10份；

或者棕刚玉60份、单晶刚玉90份、绿碳化硅20份、酚醛树脂粉65份、酚醛树脂液10份、生石灰粉20份、硫铁矿粉25份、冰晶石粉8份；

又或者棕刚玉50份、单晶刚玉100份、绿碳化硅30份、酚醛树脂粉55份、酚醛树脂液13份、生石灰粉16份、硫铁矿粉20份、冰晶石粉6份。

在其他配比方案中，磨料为单晶刚玉和绿碳化硅，各原料的重量配比为单晶刚玉95份、绿碳化硅25份、酚醛树脂粉60份、酚醛树脂液15份、生石灰粉18份、硫铁矿粉21份、冰晶石粉5份、炭黑2份。

采用上述原料及其配比，利用多种磨料混合配比，可以增强砂轮的强度减小气孔率；利用硫铁矿的润滑作用，来减少砂轮在工作中的磨损；同时，填料中加有生石灰粉，主要成分是CaO，一旦加工过程中硫铁矿的FeS₂反应生成Fe₂O₃和SO₂，在加工的高温环境中，CaO能够与SO₂发生反应形成固态的CaSO₃，从而吸收能够对被加工金属形成腐蚀的酸性气体SO₂，防止腐蚀的发生；另一方面，通过配有一定比例的冰晶石，利用冰晶石熔点低的特点，降低磨削热，增强自锐性，还能防止砂轮堵塞，提高砂轮强度。

加强片2位于磨削体1内部，也即在制造过程中先铺上一层上述原料、盖上加强片2，然后再铺上一层原料将加强片2完全盖住得到的。加强片2可以只有一片，也可以有多片，它们与原料依次层叠排布，即一层原料一层加强片地循环。多层原料整体构成磨削体1，将加强片夹在中间。

在磨削体1内放置加强片2，是为了提高砂轮的回转强度，回转强度是砂轮的一个非常重要的参数之一，是指砂轮旋转时在离心力作用下抵抗破裂的能力，当回转强度不合格将导致砂轮在切割或打磨时破碎，会对使用者或设备造成危险存在安全隐患。本发明的加强片2采用玻璃纤维片，是由玻璃纤维布两面涂覆酚醛树脂后放入烘箱中在110～130℃温度下烘烤1～10分钟制得的，具有很好的抗拉、抗弯强度。

上述具有加强片2的树脂砂轮的制备方法如图3所示，包括配料、混料、过筛、成型和烘干几个步骤。具体地，本文将通过以下两个实施例来描述本发明的制备方法。

第一实施例

本实施例要制备的树脂砂轮为平行砂轮，如图1所示。

首先，称取具有一定重量配比的原料来进行配料，原料种类及其重量份数分别为棕刚玉60份、单晶刚玉90份、绿碳化硅20份、酚醛树脂粉65份、酚醛树脂液10份、生石灰粉20份、硫铁矿粉25份、冰晶石粉8份。

然后，将棕刚玉、单晶刚玉和绿碳化硅等磨料放入到酚醛树脂液中浸润，搅拌充分，使磨料的颗粒表面充分地粘附着酚醛树脂液。浸润充分后，将酚醛树脂粉粉、生石灰粉、硫铁矿粉和冰晶石与棕刚玉混合，同时继续搅拌，直至各种原料充分混合均匀。

将混合后的原料颗粒过筛，筛子的筛孔为8～12目，也即可用的原料颗粒的粒径小于8～12目，可用来做成型料。

称取制作三个树脂砂轮所需的成型料，当然也可每填铺完一个再称取另一个砂轮所需的成型料，这里可灵活掌握。先将半个树脂砂轮所需的成型料倒入成型机的成型模具中，摊开并用刮尺等工具刮平，随后在成型料上盖上上述玻璃纤维加强片，再放入另一半个树脂砂轮所需的成型料，同样摊开刮平，这样一个树脂砂轮所需的所有原材料均放置完成。在这个已完成的砂轮原材料上盖上模板，最后将整个模具送入成型机内压制，压制成砂轮坯。

将这些独立的砂轮坯用隔网和铝板隔开，送入烘箱中硬化，烘箱内的温度自室温梯度上升，每升10℃保温100分钟，直至升温至180℃后保温360分钟，然后空冷至室温。取出，即得到砂轮成品。

实施例2

本实施例要制备的树脂砂轮为钹型砂轮，如图2所示。

同样，首先进行配料，原料种类及其重量份数分别为棕刚玉150份、酚醛树脂粉58份、酚醛树脂液16份、生石灰粉10份、硫铁矿粉12份、冰晶石粉5份、炭黑2份。

然后，进行与第一实施例相同的混料和过筛步骤。

钹型砂轮的成型步骤与平行砂轮的成型步骤略有不同。同样例如一次成型三个砂轮，先称取三份成型料，每份刚好或略多于制造一个树脂砂轮所需的重量。同样在成型模具中先铺入半份成型料并摊平，盖加强片，再铺另半份成型料并摊平，即一个树脂砂轮的原材料铺设完成，盖上模盖，将模具推入成型机内压制成型，压制成砂轮胚体。

将砂轮胚体用同砂轮胚体相同形状的铝板隔开，铝板的上、下表面具有与钹型砂轮的下、上表面相同的曲面形状。是因为钹型砂轮具有比平形砂轮复杂得多的表面形状，加盖铝板是为了起支撑作用防止硬化时变形，确保每一个砂轮都在硬化时保持相同的曲面形状。

同样，压制成型后的砂轮坯送入烘箱硬化，烘箱自室温升至110℃时每提高10℃保温100分钟，110℃升至120℃后保温200分钟，120℃升至180℃时每提高10℃保温100分钟，180℃保温6小时。取出，即得树脂砂轮制品。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了砂轮、隔网、加强片、铝板等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (1)

1.一种树脂砂轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

配料：称取原料，所述原料及其重量配比为棕刚玉150份、酚醛树脂粉58份、酚醛树脂液16份、生石灰粉10份、硫铁矿粉12份、冰晶石粉5份、炭黑2份；

混料：将棕刚玉放入酚醛树脂液中浸润并搅拌充分，然后将酚醛树脂粉、硫铁矿粉、生石灰粉和冰晶石粉与浸润后的棕刚玉均匀混合，同时继续搅拌至充分混合；

过筛：将混料得到的原料颗粒通过筛子筛选，通过8～12目筛孔的颗粒即作为用于成型的成型料；

成型：称取合适重量的成型料，将其放入成型模具中摊平，并在成型料中放入加强片使所述加强片水平地完全埋入所述成型料中，压制成型得到砂轮坯，成型料即固化形成磨削体；所述成型料的重量为多个树脂砂轮所需成型料的重量，用于成型一个树脂砂轮的成型料铺满摊平后盖上隔网，再放入成型另一个树脂砂轮的成型料，从而依靠隔网将不同树脂砂轮的成型料完全隔开，每个树脂砂轮的成型料中都埋入有加强片；所述树脂砂轮为钹型砂轮，在成型步骤中，每份用于成型一个树脂砂轮的成型料上铺一个隔网并在隔网上压同砂轮同样形状的铝板，然后再放置成型另一个树脂砂轮的成型料后同样铺隔网加同砂轮同样形状的铝板，依次循环数次后，模具型腔基本填满，整体送入成型机内压制成型；加强片与原料依次层叠排布，即一层原料一层加强片地循环，多层原料整体构成磨削体，将加强片夹在中间，所述加强片为玻璃纤维片，是由玻璃纤维布两面涂覆酚醛树脂后放入烘箱中在110～130℃温度下烘烤1～10分钟制得的；

烘干：将所述砂轮坯在烘箱中烘干，且烘箱内的温度自室温升至110℃时每提高10℃保温100分钟，110℃升至120℃后保温200分钟，120℃升至175～195℃时每提高10℃保温100分钟，直至升温至180℃后保温6小时，然后冷却至室温，即得到树脂砂轮成品。