CN104290042A - 一种防裂抗爆的树脂砂轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防裂抗爆的树脂砂轮，属于砂轮领域，解决了现有砂轮在高速运转时易裂易爆的问题，其包括砂轮主体，砂轮主体的上下表面设有涂覆有酚醛树脂的玻璃纤维网格布，砂轮主体中设有加强砂轮硬度和韧性的聚丙烯纤维和高碳钢丝，砂轮主体由65%-80%的磨料、10%-20%的结合剂和8%-18%的辅料复合构成。本发明通过在砂轮主体中掺入经特殊处理的聚丙烯纤维和高碳钢丝使得砂轮在成型硬化过程中能分散混合料的定向应力，消除或减少原生微裂缝的数量和尺度，提高砂轮的韧性，在高温下还会产生大量气孔通道，有利于高温气体迅速排出，防止爆裂现象发生；交织绕折的网状高碳钢丝加强了混料的握裹力，提高了砂轮主体的强度。

Description

一种防裂抗爆的树脂砂轮

技术领域

本发明涉及一种磨具用的砂轮，具体涉及一种强度高、轮片超薄、切口窄的防裂抗爆的树脂砂轮。

背景技术

磨料磨具行业是机床工具工业中的一个重要不可缺少的功能，其产品广泛应用于加工制造业中的各行各业，而且近年来涉及的应用领域不断得到扩展。随着国内外机械制造、建筑建材等行业的飞速发展，客观上要求磨料磨具与之相适应，砂轮作为磨具磨料的行业的主要产品，其切割和打磨性能的高质、高效、安全、一品多用、低成本化正成为行业企业的共性要求。我国钢铁、汽车、机床、农业机械、轴承、造船、铁路以及航空航天等砂轮使用量密集的行业的强势发展，砂轮的使用量在逐年增加，加上国内外企业用户逐步淘汰耐磨性差、寿命期短、安全性差的传统砂轮，转而采用超耐磨、超长寿、超锋利、可磨削的切磨复合砂轮新产品。

近年来，随着新技术的开发应用，高精度磨削技术的发展，越来越多的磨削工艺要求磨削尺寸达到0.1～0.3μm，表面粗糙度达到0.2～0.05μm，成型磨削，特别是高精度的成型磨削，经常是磨削磨具制造行业中的关键问题。然而，成型磨削有两个现实难题：一是砂轮质量，主要是砂轮必须同时具有良好的自锐性和形廓保持性。二是砂轮修整技术，即高效、经济的获得所要求的砂轮形廓和锐度。

为迎合市场需求，一种适于高精度磨削的树脂砂轮在工程技术人员的努力下应运而生。砂轮切割不锈钢板实质是一个磨削过程，磨削必然产生切削热，切削热过高除烧伤工件外，也会造成砂轮的损伤，所以降低切削热是提高切割质量的关键问题。现有技术条件下，除切割工艺可调控切削热发生量，砂轮的组分和组织对切削热的影响也很大。低成型密度的砂轮组织疏松，强度低，只有通过增加砂轮厚度来满足强度要求。砂轮厚度过厚既增加切割量、浪费钢材，也难以达到切割精度。另一方面，低成型密度的砂轮在切割时自身消耗大，切削比小，使用寿命短，切割过程中频繁更换砂轮必然降低劳动效率。反之，高成密度的砂轮因组织致密、硬度值大，切割怍业时尽管砂轮自身损耗少，但切割效率低，产生的切削热确较高，工件切口断面留有烧蚀痕迹和毛刺，同时也会造成砂轮的树脂类结合剂被碳化，导致砂轮易发生脆裂损坏。严重情况下，在砂轮高速旋转时，甚至会因应力过大而发生砂轮爆裂飞出的危险情形，此种情况对作业员的人身安全构成极大的威胁。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种混料基体结合力强、硬度高、韧性强、轮片超薄、切口窄的能防止砂轮在高速旋转时发生爆裂的树脂砂轮。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种防裂抗爆的树脂砂轮,包括砂轮主体，所述砂轮主体的上、下表面设有涂覆有酚醛树脂的玻璃纤维网格布，所述砂轮主体中还设有用于加强砂轮硬度和韧性的聚丙烯纤维和耐高温的高碳钢丝，所述砂轮主体由65%～80%的磨料、10%～20%的结合剂和8%～18%的辅料组成的混料基体经配混料工序、压模成型工序、烧结固化工序复合构成。

在上述的一种防裂抗爆的树脂砂轮中，所述砂轮的表面设有斜向45°倾斜的细微条形槽，其中玻璃纤维网格布的目数与混料基体的粒度相适配，所述砂轮主体的磨削切割面上还设有斜向的切割纹理或粗糙面。

在上述的一种防裂抗爆的树脂砂轮中，所述聚丙烯纤维表面经过表面微糙化处理，用于加强聚丙烯纤维在砂轮主体的混料基体中的分散性和聚丙烯纤维与混料基体的握裹力。

在上述的一种防裂抗爆的树脂砂轮中，所述高碳钢丝由加入了按重量配比的1.3%Si、1.2%Mn或1.3%Si、0.05%V的高碳钢经拉丝工艺制成。

在上述的一种防裂抗爆的树脂砂轮中，所述磨料包括主磨料和辅助磨料，其中，所述主磨料为单晶刚玉或半脆刚玉，所述辅助磨料为碳化硅、白刚玉或棕刚玉。

在上述的一种防裂抗爆的树脂砂轮中，所述结合剂为酚醛树脂。

在上述的一种防裂抗爆的树脂砂轮中，所述结合剂中还加入有按重量配比的1%亚锰酸锂。

在上述的一种防裂抗爆的树脂砂轮中，，所述辅料为聚丙烯纤维、氧化铁、炭黑、着色剂和冰晶石。

在上述的一种防裂抗爆的树脂砂轮中，，所述聚丙烯纤维的直径为18μm～25μm，所述聚丙烯纤维的长度为3～5mm。

在上述的一种防裂抗爆的树脂砂轮中，，所述砂轮主体的厚度为0.5～1.3mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：该防裂抗爆的树脂砂轮在砂轮主体的磨削切割面上设有顺时针45°倾斜的细微条形槽和切割纹理或粗糙面，增强了砂轮表面的摩擦力和排屑量，同时细微的条形槽也有利于磨削切割工件时散发热量；砂轮主体中的聚丙烯纤维由于表面作了为微糙化处理，因此能迅速均匀地分散混料基体，在混料基体中形成的一种乱向支撑体系，分散了混料基体的定向应力，阻止混料基体中原裂缝的发生和发展，消除或减少原生微裂缝的数量和尺度，极大提高了混料基体的防裂抗爆能力，改善了混料基体的韧性，从而延长了混料基体的使用寿命。另外由于聚丙烯纤维本身具有一定的强度，因此聚丙烯纤维能均匀分散在混料基体中并形成锚固作用，其在瞬间可吸收一定的破坏能量，降低砂轮主体的脆性，提高砂轮主体的韧性；加入了硅、钒、锰等元素的编织成网状的耐高温钢丝作为砂轮主体的支撑骨架，进一步加强了混料基体的握裹力，提高了砂轮主体的强度，能有效地防止砂轮在高速旋转时发生爆裂。通过聚丙烯纤维、耐高温钢丝和特殊的混料基体的加强作用，该砂轮厚度可降低至0.5mm,因此可用于高精度的成型磨削工艺。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1-玻璃纤维网格布、2-高碳钢丝、3-混料基体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。以下具体实施方式只用于对本发明作详细说明，本发明的保护范围并不局限于所述具体实施例。

如图1所示，一种防裂抗爆的树脂砂轮,包括砂轮主体，所述砂轮主体的上、下表面设有涂覆有酚醛树脂的玻璃纤维网格布1，所述砂轮主体中还设有用于加强砂轮硬度和韧性的聚丙烯纤维和耐高温的高碳钢丝2，所述砂轮主体由65%～80%的磨料、10%～20%的结合剂和8%～18%的辅料组成的混料基体3经配混料工序、压模成型工序、烧结固化工序复合构成。

实施时，所述砂轮的磨削切割面上设有斜向45°倾斜的细微条形槽，该条纹槽用于砂轮在磨削作业时排出磨削面和工件加工部位间的磨削废屑，同时，还可导出磨削过程中产生的热量。玻璃纤维网格布的目数与混料基体的粒度相适配，使得两者之间可严密的复合在一起。砂轮主体的磨削切割面上还设有斜向的切割纹理或粗糙面以增强砂轮的切割力度。

实施时，所述聚丙烯纤维的直径为18μm～25μm，其长度为3～5mm，超细的聚丙烯纤维可用更小的掺量提供更高数量的加强筋。聚丙烯纤维的表面经过表面微糙化处理，能迅速均匀地分散混料基体，在混料基体中形成一种乱向支撑体系，分散混料基体的定向应力，阻止混料基体中原裂缝的发生和发展，消除或减少原生微裂缝的数量和尺度，提高了混料基体的防裂抗爆能力，改善了混料基体的韧性，加强了聚丙烯纤维在砂轮主体的混料基体中的分散性和聚丙烯纤维与混料基体的握裹力。

实施时，所述高碳钢丝由加入了按重量配比的1.3%Si、1.2%Mn或1.3%Si、0.05%V的高碳钢经拉丝工艺制成，其在高温情况下,仍具有较高的强度，通过编织成交叉绕折的金属网纺织在混料基体3中，进一步的加强了混料基体3的握裹力，极大的提高了砂轮主体的强度，在砂轮高速旋转时，能有效防止砂轮轮片因过大的离心力发生爆裂。

实施时，所述磨料包括主磨料和辅助磨料，其中，所述主磨料为单晶刚玉或半脆刚玉，所述辅助磨料为碳化硅、白刚玉或棕刚玉。所述结合剂为酚醛树脂。

实施时，所述结合剂中还加入有按重量配比的1%亚锰酸锂，加入亚锰酸锂能降低混料基体3在烧结成型时所需的温度，节约了能源和烧结成型的成本。

实施时，所述辅料为聚丙烯纤维、氧化铁、炭黑、着色剂和冰晶石，冰晶石熔点较低，可降低磨削热，防止砂轮主体过热。

实施时，所述砂轮主体的厚度为0.5～1.3mm，在精密磨削加工时可产生很窄的切口，既不会因过厚的砂轮切口造成钢材的浪费，同时又提高了磨削加工的精度。

本发明通过在砂轮主体中纺设经过特殊处理的聚丙烯纤维和耐高温的高碳钢丝使得砂轮在压模成型硬化过程中能分散了混合料的定向应力，消除或减少原生微裂缝的数量和尺度，提高了砂轮的韧性，在高温下还会产生大量气孔通道，有利于高温气体迅速排出，防止爆裂现象发生；交织绕折的网状高碳钢丝加强了混料的握裹力，提高了砂轮主体的强度。通过上述工艺生产的树脂砂轮厚度可以在0.5mm的超薄级别，在切割钢材时既不会因过厚的切口造成钢材原料的浪费，同时也提高了磨削加工的精度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内，本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种防裂抗爆的树脂砂轮,包括砂轮主体，所述砂轮主体的上、下表面设有涂覆有酚醛树脂的玻璃纤维网格布，其特征在于，所述砂轮主体中还设有用于加强砂轮硬度和韧性的聚丙烯纤维和耐高温的高碳钢丝，所述砂轮主体由65%～80%的磨料、10%～20%的结合剂和8%～18%的辅料组成的混料基体经配混料工序、压模成型工序、烧结固化工序复合构成。

2.根据权利要求1所述的一种防裂抗爆的树脂砂轮，其特征在于，所述聚丙烯纤维表面经过表面微糙化处理，用于加强聚丙烯纤维在砂轮主体的混料基体中的分散性和聚丙烯纤维与混料基体的握裹力。

3.根据权利要求1所述的一种防裂抗爆的树脂砂轮，其特征在于，所述高碳钢丝由加入了按重量配比的1.3%Si、1.2%Mn或1.3%Si、0.05%V的高碳钢经拉丝工艺制成。

4.根据权利要求1所述的一种防裂抗爆的树脂砂轮，其特征在于，所述磨料包括主磨料和辅助磨料，其中，所述主磨料为单晶刚玉或半脆刚玉，所述辅助磨料为碳化硅、白刚玉或棕刚玉。

5.根据权利要求1所述的一种防裂抗爆的树脂砂轮，其特征在于，所述结合剂为酚醛树脂。

6.根据权利要求1或5所述的一种防裂抗爆的树脂砂轮，其特征在于，所述结合剂中还加入有按重量配比的1%亚锰酸锂。

7.根据权利要求1所述的一种防裂抗爆的树脂砂轮，其特征在于，所述辅料为聚丙烯纤维、氧化铁、炭黑、着色剂和冰晶石。

8.根据权利要求1或2所述的一种防裂抗爆的树脂砂轮，其特征在于，所述聚丙烯纤维的直径为18μm～25μm，所述聚丙烯纤维的长度为3～5mm。

9.根据权利要求1所述的一种防裂抗爆的树脂砂轮，其特征在于，所述砂轮主体的厚度为0.5～1.3mm。

10.根据权利要求1所述的一种防裂抗爆的树脂砂轮，其特征在于，所述砂轮主体的表面设有顺时针45°倾斜的细微条形槽，所述玻璃纤维网格布的目数与混料基体的粒度相适配。