CN103042477A - 层叠式砂轮切片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种层叠式砂轮切片及其制备方法，它包括交替叠加的磨料层和增强层。所述增强层为玻璃纤维网状圆片，增强层位于偶数层，磨料层位于奇数层。磨料层由白刚玉、锆刚玉、棕刚玉、半脆刚玉、酚醛树脂液、酚醛树脂粉、冰晶石粉、黄铁矿粉和石膏粉组成。制备采用热压成型工艺，促进树脂结合剂预聚合，有利于提高组织密度，改善切割比。另一方面采用树脂液与树脂粉复配，提升树脂对磨料的润湿粘结性能，从而达到提高砂轮切片的回转强度，确保在常规线速度下旋转时不爆裂。

Description

层叠式砂轮切片及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种磨料磨具，具体地讲，本发明涉及一种用于切割大直径钢材的砂轮切片，以及相配套的制备方法。
背景技术
对轧钢厂来讲，在切割设备允许的条件下，所用砂轮切片的直径越大使用成本越低。理由是不管砂轮切片直径大小，用于定位安装的部位相等，砂轮切片的直径越大，单片切割量就越大，由于利用率高，使用成本就低。但是，砂轮切片直径越大，旋转时产生的离心力越大，对砂轮切片的回转强度和安全性能的要求更高。否则易发生爆片事故，造成经济损失和安全问题。所以，从安全角度考虑以及受现有技术条件限制，本行业制造的砂轮切片直径通常控制在1300mm以下，此尺寸范围内的砂轮切片能够满足安全生产要求。另一方面，现有技术制造的砂轮切片除直径偏小外，还存在组分不尽合理，回转强度低，成型密度不高等问题，在切割作业过程中砂轮切片自身消耗大，造成单片过钢量少。砂轮切片耐用性能差必然增加用户切割成本。
发明内容
本发明主要针对现有技术产品的不足，提出一种组分合理、回转强度高、韧性足、切割效率优的层叠式砂轮切片以及制备方法。该砂轮切片尽管直径/厚度的比值大，但安全性好。另一方面的益处是所切割的钢材断面无烧伤、无毛刺。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
层叠式砂轮切片，它包括交替叠加的磨料层和增强层。其改进之处在于：所述增强层为厚1.0mm～2.0mm的玻璃纤维网状圆片，增强层经纬密度为3～6根/25mm，单位面积重量为300g～560g/m2，增强层位于偶数层。所述磨料层位于奇数层，圆片状的磨料层组分按重量百分比计量如下：
白刚玉30％～40％
锆刚玉20％～30％
棕刚玉5％～10％
半脆刚玉5％～10％
酚醛树脂液3％～5％
酚醛树脂粉6％～8％
冰晶石粉3％～10％
黄铁矿粉3％～10％
石膏粉1％～2％。
上述组分中各磨料的颗粒度要求不同，其中白刚玉F12～F20、锆刚玉F12～F20、棕刚玉F14～F24、半脆刚玉F16～F24，冰晶石粉、黄铁矿粉和石膏粉的颗粒度为F380～F400。
作为进一步改进方案，增强层处在两层磨料层之间，增强层共设4～8层，外径为1050mm～2000mm。
层叠式砂轮切片的制备方法按下列步骤实施：
A、混合
将按配比计量的白刚玉、锆刚玉、棕刚玉、半脆刚玉共同加入到混料机粗混缸中，混合2～10分钟后加入计量的酚醛树脂液，继续混合5～15分钟得粗混料；将计量的冰晶石粉、黄铁矿粉、酚醛树脂粉加入混料机精混缸中，混合5～10分钟得精混料，接着将粗混料逐渐加入到精混料中，混合10～15分钟得磨料层料。
B、过筛
磨料层料出缸后用8目筛过筛。
C、熟化处理
将已过筛的磨料层料置于35±2℃温度条件下熟化4～10小时。
D、热压成型
将磨料层再一次用8目筛过筛，然后将磨料层料加入模内并摊平，摊平的磨料层料厚度为3mm～4mm，增强层平铺在磨料层料之上，依此层叠结构共设增强层4～8层；在整体加热至40℃～60℃后用15Mpa～40Mpa的压力压制成坯料。
E、热固化处理
将出模后的坯料置放在平板上送入烘箱中，在170℃～200℃的温度下作18～40小时热固化处理，待温度降低至80℃以下出炉。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、采用热压工艺，促进树脂结合剂预聚合，避免卸压后厚度反弹，砂轮切片成型后形状、尺寸稳定性好；
2、热压工艺有利于提高砂轮切片的组织密度，改善切割比；
3、采用树脂液与树脂粉复配，提升树脂对磨料的润湿粘结性能，从而达到提高砂轮切片的回转强度，确保正常转速旋转时不爆裂。
具体实施方式
下面根据实施例对本发明作进一步说明。
层叠式砂轮切片，它包括交替叠加的磨料层和增强层，成型后外径为1050mm～2000mm，总厚度10mm～18mm。所述增强层为玻璃纤维网状圆片，玻璃纤维网状圆片的经纬密度为3～6根/25mm，单位面积重量为300g～560g/m2，相叠时增强层位于偶数层。所述磨料层位于奇数层并有部分落入增强层网孔中形成交织结构，磨料层组分按重量百分计量如下：
白刚玉30％～40％
锆刚玉20％～30％
棕刚玉5％～10％
半脆刚玉5％～10％
酚醛树脂液3％～5％
酚醛树脂粉6％～8％
冰晶石粉3％～10％
黄铁矿粉3％～10％
石膏粉1％～2％。
本发明中磨料层中各组分颗粒度不同，白刚玉F12～F20、锆刚玉F12～F20、棕刚玉F14～F24、半脆刚玉F16～F24，冰晶石粉、黄铁矿粉和石膏粉的颗粒度为F380～F400。增强层处在两层磨料层之间，增强层共设4～8层。
本发明还包括层叠式砂轮切片的制备方法，它按以下步骤实施：
A、混合
将按配比计量的白刚玉、锆刚玉、棕刚玉、半脆刚玉共同加入到混料机粗混缸中，混合2～10分钟后加入计量的酚醛树脂液，继续混合5～15分钟得粗混料；将计量的冰晶石粉、黄铁矿粉、酚醛树脂粉加入混料机精混缸中，混合5～10分钟得精混料，接着将粗混料逐渐加入到精混料中，混合10～15分钟得磨料层料。
B、过筛
磨料层料出缸后用8目筛过筛。
C、熟化处理
将已过筛的磨料层料置于35±2℃温度条件下熟化4～10小时。
D、热压成型
将磨料层再一次用8目筛过筛，然后将磨料层料加入模内并摊平，摊平的磨料层料厚度为3mm～4mm，增强层平铺在成型料之上，依此层叠结构共设增强层4～8层；在整体加热至40℃～60℃后用15Mpa～40Mpa的压力压制成坯料。
E、热固化处理
将出模后的坯料置放在平板上送入烘箱中，在170℃～200℃的温度下作18～40小时热固化处理，待温度降至80℃以下出炉。
下面通过实施例来进一步说明本发明，有关层叠式砂轮切片组分份量调整的实施例表见表1，实施例主要结构参数见表2，主要性能测试表结果见表3。
表1：层叠式砂轮切片组分份量调整的实施例表
Figure BSA00000839305900041
表2：层叠式砂轮切片实施例主要结构要素表
Figure BSA00000839305900051
表3：层叠式砂轮切片实施例主要性能测试结果表
Figure BSA00000839305900052
注：上述实施例中砂轮切片进给速度统一为100mm/min。
从层叠式砂轮切片实施例主要性能测试结果表中可知，本发明通过优化复配和层夹玻璃纤维网的增强作用，显著改善砂轮切片的韧性，所有实施例均按最高线速度360km/h的安全回转倍率1.3倍测试，安全回转倍率都比国家标准最高线速度的1.1倍高，所以在常规线速度下使用确保安全。本发明组分中合理利用锆刚玉的高效切削性能，配合白刚玉和半脆刚玉优异的自锐性特点，显著提高切割比，另一方面砂轮切片在切割时附带打磨功能，同步消除切割断面烧伤和毛刺，使断面光亮、平整。

Claims (4)

1.一种层叠式砂轮切片，它包括交替叠加的磨料层和增强层；其特征在于：所述增强层为厚1.0mm～2.0mm的玻璃纤维网状圆片，增强层经纬密度为3～6根/25mm，单位面积重量为300g～560g/m2，增强层位于偶数层；所述磨料层位于奇数层并有部分落入增强层网孔中形成交织结构，磨料层组分按重量百分比计量如下：
白刚玉30％～40％
锆刚玉20％～30％
棕刚玉5％～10％
半脆刚玉5％～10％
酚醛树脂液3％～5％
酚醛树脂粉6％～8％
冰晶石粉3％～10％
黄铁矿粉3％～10％
石膏粉1％～2％。
2.根据权利要求1所述的层叠式砂轮切片，其特征在于：所述磨料层中不同组分的颗粒度不同，白刚玉F12～F20、锆刚玉F12～F20、棕刚玉F14～F24、半脆刚玉F16～F24，冰晶石粉，黄铁矿粉和石膏粉的颗粒度为F380～F400。
3.根据权利要求1所述的层叠式砂轮切片，其特征在于：所述增强层处在两层磨料层之间，增强层共设4～8层，外径为1050mm～2000mm。
4.一种用于权利要求1所述的层叠式砂轮切片的制备方法，其特征在于按下列步骤实施：
A、混合
将按配比计量的白刚玉、锆刚玉、棕刚玉、半脆刚玉共同加入到混料机粗混缸中，混合2～10分钟后加入计量的酚醛树脂液，继续混合5～15分钟得粗混料；将计量的冰晶石粉、黄铁矿粉、酚醛树脂粉加入混料机精混缸中，混合5～10分钟得精混料，接着将粗混料逐渐加入到精混料中，混合10～15分钟得磨料层料；
B、过筛
磨料层料出缸后用8目筛过筛；
C、熟化处理
将已过筛的磨料层料置于35±2℃温度条件下熟化4～10小时；
D、热压成型
将磨料层再一次用8目筛过筛，然后将磨料层料加入模内并摊平，摊平的磨料层料厚度为3mm～4mm，增强层平铺在磨料层料之上，依此层叠结构共设增强层4～8层；在整体加热至40℃～60℃后用15Mpa～40Mpa的压力压制成坯料；
E、热固化处理
将出模后的坯料置放在平板上送入烘箱中，在170～200℃的温度下作18～40小时热固化处理，待温度降至80℃以下出炉。
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