CN104128894B - 一种树脂砂轮的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种树脂砂轮的制备方法，是以不同粒度白刚玉、单晶刚玉、蒽油、酚醛树脂液结合糠醛、杂酚油、酚或甲氧甲酚和冰晶石、萘粒、塑料颗粒、空心氧化铝填料以一定的重量比配置成树脂砂轮。该方法实施能够使物料在混合过程中粉体不会被湿料包裹住，不会因未分散开而形成结团以致影响树脂砂轮产品的质量，另外混合磨料原材料中加入一定重量份碳化硅，通过在一定范围内控制碳化硅磨料与混合白刚玉、单晶刚玉的配比含量，同时调整润湿剂、酚醛树脂粉的含量可获得不同性能的砂轮切割片。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂砂轮的制备方法，属于国际专利分类表中的“B24D磨削、抛光或刃磨用的工具”技术领域。
背景技术
砂轮是用磨料和结合剂混合经压坯、干燥、焙烧而制成的中央有通孔的圆形固结磨具。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨、精磨、开槽以及切断等方式的机加工的工具。砂轮按照结合剂的不同种类，可以分为树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮、陶瓷砂轮。这其中树脂砂轮是用酚醛树脂，环氧树脂，聚氨酯树脂，聚乙烯醇树脂等作为结合剂做成的砂轮。树脂砂轮具有强度高、弹性大、耐冲击、坚固性等特点，但是现有技术中制造树脂结合剂砂轮常会出现诸多问题，首先是物料在混合过程中粉体常被湿料包裹住，未分散开而形成结团，内干外湿，不仅改变了工艺的配比，影响着有机磨具制造技术的发展和产品质量的提高，而且造成很大的原材料浪费，其次是树脂砂轮在制造成型后，需要具有理想的气孔比例，才能够保证砂轮在磨削时具有较高的切割效率和较低的磨削比，内部组织愈密，气孔比例较小的树脂砂轮，切削刃间隔距离也愈小，砂轮容易被磨屑堵塞，造成砂轮磨削力增大，发热量大，甚至烧件，并且引起磨料过早的破碎和脱落，使磨削比降低。在实际使用过程中，需要频繁的对其进行修整以恢复磨削性能和正确的几何形状。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种树脂砂轮的制备方法，该方法实施能够使物料在混合过程中粉体不会被湿料包裹住，不会因未分散开而形成结团以致影响树脂砂轮产品的质量。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种树脂砂轮的制备方法，其包括如下步骤：
第一步：取30～34重量份白刚玉、24～28重量份单晶刚玉置入搅拌机混合均匀形成混合磨料，再加入2～3重量份蒽油、5～8重量份酚醛树脂液混合均匀，待所述混合磨料完全润湿后再依次加入4～9重量份糠醛、1～2重量份杂酚油、酚或甲氧甲酚混合均匀，再加入3～6重量份冰晶石、2～5重量份萘粒、塑料颗粒、空心氧化铝混合均匀，最后加入5～10重量份酚醛树脂粉混合均匀，经过250目标准筛，通过该标准筛的颗粒即作为用于砂轮成型的成型料；
第二步：按照成型密度2.44～2.48g/cm3计算砂轮成型料的称重量，将称重后的砂轮成型料倒入已铺垫底层网布的模具内，用刮板推料、刮平，再放入上层网布和保径环，加模盖后将模具送入压机经压板加压成型，得砂轮胚体；
第三步：将砂轮胚体置于电烘箱或隧道窑内硬化，自室温梯度升温至175℃～195℃后保温5～8小时然后冷却至室温，即得到树脂砂轮成片。
优选地，上述的一种树脂砂轮的制备方法，其中所述混合磨料原材料中还包括10～15重量份碳化硅。
优选地，上述的一种树脂砂轮的制备方法，其中上述组分中颗粒状物料的粒度分别为白刚玉F12～F80，单晶刚玉F24～F90，碳化硅F12～F90，酚醛树脂粉F200～F220。
优选地，上述的一种树脂砂轮的制备方法，其中所述酚醛树脂液是在有机胺类催化剂存在的条件下，酚类化合物与甲醛发生缩合反应，并将缩合反应得到的混合物进行真空蒸馏后加入偶联剂制作而成。
优选地，上述的一种树脂砂轮的制备方法，其中所述物料的混合过程在全封闭的环境下进行。
优选地，上述的一种树脂砂轮的制备方法，其中所述砂轮成型料经过所述标准筛筛选次数为2次。
优选地，上述的一种树脂砂轮的制备方法，其中在刮板推料、刮平步骤之前所述砂轮成型料中还放入有增强网片，该增强网片水平地完全埋入所述砂轮成型料中。
优选地，上述的一种树脂砂轮的制备方法，其中所述增强网片为玻璃纤维增强砂轮网片。
本发明技术效果主要体现在以下几个方面：
(1)本发明润湿剂采用2～3重量份蒽油、5～8重量份酚醛树脂液混合均匀，待润湿剂与混合磨料完全润湿后再依次加入4～9重量份糠醛、1～2重量份杂酚油、酚或甲氧甲酚混合均匀，配以科学的重量份比，能够有效的解决粉体被湿料包裹住，未分散开而形成结团的问题，有效的提高了树脂砂轮产品的生产质量。
(2)本发明白刚玉其化学稳定性好，硬度高，发热量较小，磨削能力强、效率高，在磨削时磨粒容易破碎，自锐性较好，单晶刚玉具有良好的多棱切削刃，硬度(HV＝2300～2400kg/mm2)和韧性都比白刚玉高，磨削能力强，发热量少，将不同粒度号的磨料按其一定比例混合使用能够充分发挥其各自的优势，起到切割高硬度金属的作用，切割片在切割金属过程中由于摩擦放出大量的热量，如热量无法散发，容易产生烧片现象，组份加入冰晶石填料，切削过程中产生的高温(大于1011℃)使之分解为三氟化铝气体，带走部分热量，降低切削温度的作用，同时也可防止切割部件氧化，增强其自锐性，防止砂轮堵塞，提高砂轮强度，另外萘粒、塑料颗粒、空心氧化铝这类填料用于造成磨具中的气孔，在磨削时起散热排屑作用。
(3)本发明混合磨料原材料中还包括10～15重量份碳化硅，碳化硅具有很强的硬度(莫氏硬度为9.2)，且具有相当尖锐的切削刃和自锐性，与许多非金属(玻璃、陶瓷等)和某些非铁金属(锌、铜及其合金)材料不易产生化学反应。碳化硅的导热率很高、热膨胀小、抗热震性很高，故碳化硅以其上独有的特性能在切割石材时发挥良好的作用。通过在一定范围内控制碳化硅磨料与混合白刚玉、单晶刚玉的配比含量，同时调整润湿剂、酚醛树脂粉的含量可获得不同性能的砂轮切割片。
(4)本发明酚醛树脂液是在有机胺类催化剂存在的条件下，酚类化合物与甲醛发生缩合反应，并将缩合反应得到的混合物进行真空蒸馏后加入偶联剂制作而成，该酚醛树脂能长期保持较高的粘结强度，能够有效保证树脂砂轮在存储期间不会出现性能衰退的现象。
(5)本发明树脂砂轮中增强网片与磨料组织之间通过胶质的粘合作用紧密结合，自然形成多孔间隙，用料大大减少，生产成本减低，另外砂轮间隙多孔，顺利带走磨削热，不易烧伤工件，实用性能良好。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
一种树脂砂轮的制备方法，物料的混合过程在全封闭的环境下进行，其包括如下步骤：
第一步：取30～34重量份白刚玉、24～28重量份单晶刚玉置入搅拌机混合均匀形成混合磨料，再加入2～3重量份蒽油、5～8重量份酚醛树脂液混合均匀，待所述混合磨料完全润湿后再依次加入4～9重量份糠醛、1～2重量份杂酚油、酚或甲氧甲酚混合均匀，再加入3～6重量份冰晶石、2～5重量份萘粒、塑料颗粒、空心氧化铝混合均匀，最后加入5～10重量份酚醛树脂粉混合均匀，经过250目标准筛，并筛选2次。通过该标准筛的颗粒即作为用于砂轮成型的成型料；
第二步：按照成型密度2.44～2.48g/cm3计算砂轮成型料的称重量，将称重后的砂轮成型料倒入已铺垫底层网布的模具内，用刮板推料、刮平，再放入上层网布和保径环，加模盖后将模具送入压机经压板加压成型，得砂轮胚体；
第三步：将砂轮胚体置于电烘箱或隧道窑内硬化，自室温梯度升温至175℃～195℃后保温5～8小时然后冷却至室温，即得到树脂砂轮成片。
上述混合磨料原材料中还包括10～15重量份碳化硅。
上述组分中颗粒状物料的粒度分别为白刚玉F12～F80，单晶刚玉F24～F90，碳化硅F12～F90，酚醛树脂粉F200～F220。
上述酚醛树脂液是在有机胺类催化剂存在的条件下，酚类化合物与甲醛发生缩合反应，并将缩合反应得到的混合物进行真空蒸馏后加入偶联剂制作而成。
上述在刮板推料、刮平步骤之前所述砂轮成型料中还放入有增强网片，该增强网片水平地完全埋入所述砂轮成型料中，其增强网片为玻璃纤维增强砂轮网片。
【实施例1】
其制备工艺如下：
将白刚玉F12、单晶刚玉F24按照配比重量置入搅拌机混合均匀形成混合磨料，再加入3重量份蒽油、8重量份酚醛树脂液混合均匀，待混合磨料完全润湿后再依次加入9重量份糠醛、2重量份杂酚油、酚或甲氧甲酚混合均匀，再加入6重量份冰晶石、5重量份萘粒、塑料颗粒、空心氧化铝混合均匀，最后加入10重量份酚醛树脂粉混合均匀，经过250目标准筛，并筛选2次，通过该标准筛的颗粒即作为用于砂轮成型的成型料；
然后按照成型密度2.48g/cm3计算砂轮成型料的称重量，将称重后的砂轮成型料倒入已铺垫底层网布的模具内，并放入增强网片，该增强网片水平地完全埋入所述砂轮成型料中，该增强网片为玻璃纤维增强砂轮网片，再用刮板推料、刮平，再放入上层网布和保径环，加模盖后将模具送入压机经压板加压成型，得砂轮胚体；
最后将砂轮胚体置于电烘箱或隧道窑内硬化，自室温梯度升温至175℃～195℃后保温5～8小时然后冷却至室温，即得到树脂砂轮成片。
【实施例2】
其制备工艺如下：
将白刚玉F80、单晶刚玉F90按照配比重量置入搅拌机混合均匀形成混合磨料，再加入2重量份蒽油、5重量份酚醛树脂液混合均匀，待混合磨料完全润湿后再依次加入4重量份糠醛、1重量份杂酚油、酚或甲氧甲酚混合均匀，再加入3重量份冰晶石、2重量份萘粒、塑料颗粒、空心氧化铝混合均匀，最后加入5重量份酚醛树脂粉混合均匀，经过250目标准筛，并筛选2次，通过该标准筛的颗粒即作为用于砂轮成型的成型料；
然后按照成型密度2.44g/cm3计算砂轮成型料的称重量，将称重后的砂轮成型料倒入已铺垫底层网布的模具内，并放入增强网片，该增强网片水平地完全埋入所述砂轮成型料中，该增强网片为玻璃纤维增强砂轮网片，再用刮板推料、刮平，再放入上层网布和保径环，加模盖后将模具送入压机经压板加压成型，得砂轮胚体；
最后将砂轮胚体置于电烘箱或隧道窑内硬化，自室温梯度升温至175℃～195℃后保温5～8小时然后冷却至室温，即得到树脂砂轮成片。
【实施例3】
其制备工艺如下：
将白刚玉F60、单晶刚玉F70、碳化硅F90按照配比重量置入搅拌机混合均匀形成混合磨料，再加入2重量份蒽油、5重量份酚醛树脂液混合均匀，待混合磨料完全润湿后再依次加入4重量份糠醛、1重量份杂酚油、酚或甲氧甲酚混合均匀，再加入3重量份冰晶石、2重量份萘粒、塑料颗粒、空心氧化铝混合均匀，最后加入5重量份酚醛树脂粉混合均匀，经过250目标准筛，并筛选2次，通过该标准筛的颗粒即作为用于砂轮成型的成型料；
然后按照成型密度2.44g/cm3计算砂轮成型料的称重量，将称重后的砂轮成型料倒入已铺垫底层网布的模具内，并放入增强网片，该增强网片水平地完全埋入所述砂轮成型料中，该增强网片为玻璃纤维增强砂轮网片，再用刮板推料、刮平，再放入上层网布和保径环，加模盖后将模具送入压机经压板加压成型，得砂轮胚体；
最后将砂轮胚体置于电烘箱或隧道窑内硬化，自室温梯度升温至175℃～195℃后保温5～8小时然后冷却至室温，即得到树脂砂轮成片
以上仅是本发明的具体应用范例，其对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (2)
1.一种树脂砂轮的制备方法，其特征在于，按重量份数计，所述树脂砂轮由以下原料制得：
白刚玉F60 32份、单晶刚玉F70 24份、蒽油2份、酚醛树脂液5份、糠醛4份、杂酚油1份、冰晶石3份、萘粒2份、酚醛树脂粉F210 5份和碳化硅F90 10份；
所述酚醛树脂液是在有机胺类催化剂存在的条件下，酚类化合物与甲醛发生缩合反应，并将缩合反应得到的混合物进行真空蒸馏后加入偶联剂制作而成；
所述树脂砂轮的制备方法包括以下步骤：
(1)首先，将白刚玉F60、单晶刚玉F70、碳化硅F90按照配比重量置入搅拌机混合均匀形成混合磨料，再加入2重量份蒽油、5重量份酚醛树脂液混合均匀，待混合磨料完全润湿后再依次加入4重量份糠醛、1重量份杂酚油混合均匀，再加入3重量份冰晶石、2重量份萘粒混合均匀，最后加入5重量份酚醛树脂粉混合均匀，经过250目标准筛，并筛选2次，通过该标准筛的颗粒即作为用于砂轮成型的成型料；
所述砂轮成型的成型料的混合过程在全封闭的环境下进行；
(2)然后，按照成型密度2.44g/cm3计算砂轮成型的成型料的称重量，将称重后的砂轮成型的成型料倒入已铺垫底层网布的模具内，并放入增强网片，该增强网片水平地完全埋入所述砂轮成型的成型料中，该增强网片为玻璃纤维增强砂轮网片，再用刮板推料、刮平，再放入上层网布和保径环，加模盖后将模具送入压机经压板加压成型，得砂轮胚体；
(3)最后，将砂轮胚体置于电烘箱或隧道窑内硬化，自室温梯度升温至175～195℃后保温5～8小时然后冷却至室温，即得到树脂砂轮成片。
2.根据权利要求1所述的树脂砂轮的制备方法，其特征在于，将所述萘粒替换为塑料颗粒或空心氧化铝。
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