CN104339278A - 一种磨盘及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磨盘，具体说是一种用于软金属工件表面研磨加工的磨盘。本发明的磨盘以铁粉做为磨料，磨盘规格：外径500-900mm；厚度20-50mm；内孔径50-200mm，硬度为HRC45-60，具有良好的磨削性能，可直接对软金属进行研磨加工。并且，生产方法简便，易于实现，能够简化加工工艺，提升加工效果，从而提高生产效率。

Description

一种磨盘及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种磨盘，具体说是一种用于软金属工件表面研磨加工的磨盘。

技术背景

软金属具有良好的延展性，因而常用于制作发动机缸盖、泵阀等部件，从而保证产品良好的密封效果。但软金属的表面粗糙，难以加工。以铝制的发动机缸盖为例，其粗糙的表面容易导致发动机的功率下降，甚至发动机停止运转。软金属工件的常规加工方式是先进行铸件再切削加工，再粗磨，然后精磨，再之后是抛光。繁琐的加工过程导致产品的生产量较低。

发明内容：

为克服现有加工方法的不足，提高生产效率，本发明选用铁粉做为磨料，环氧树脂作为结合剂和湿润剂，提高磨盘的硬度至HRC45-60，从而提高磨盘的磨削性能，直接对软金属工件进行研磨加工，以简化生产工艺，提升加工效果，从而提高生产效率。并且，凡采用软金属（HRC66-72），如铝、黄铜等制作的发动机缸盖、泵阀的密封盖部件，还有铜制的密封圈都可以用此磨盘进行加工连接表面。

具体发明如下：

一种磨盘，为环状结构，其特征在于：

以铁粉做为磨料；

磨盘规格：外径500-900mm；厚度20-50mm；内孔径50-200mm；

所述磨盘的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a）混料：先将铁粉、湿润剂混合，再加入粉状酚醛树脂，混合制成为成型料；

b）成型：将8-77kg成型料投入到模套中，搅料、刮料，均匀后将隔垫放在料面上，再将成型压头放在隔垫上方，加热、加压、保温、保压，制得厚度为20-50mm的毛坯，卸模。

该制备方法还可以优化，于步骤b）成型之后增加步骤c）加工：当毛坯温度降到常温后，使毛坯与磨盘底板（圆环形，下面用一个圆环形的金属板托着，并与金属板粘合在一起。金属板与磨床主轴装在一起，带动磨盘转动起来）粘结固定，再用高精度立式磨床对磨盘工作面进行精加工，使磨盘表面平面度小于0.1mm。

所述铁粉优选150目、180目、200目、240目，进一步优选200目，因200目铁粉的打磨效果最好。

所述湿润剂为环氧树脂，亦有结合剂的作用。常规湿润剂的效果不好。

粉状酚醛树脂作为结合剂，能够使铁粉结合更紧密，易于成型。其颗粒度优选240目以下。

铁粉、环氧树脂、粉状酚醛树脂的重量百分比分别为：75-90%、5-12.5%、5-12.5%。

在步骤b）中，隔垫可以是纸或无纺布；温度为120-200℃，压强为200-300MPa,保温时间为2-4小时。

所述磨盘用于对软金属工件表面的研磨加工。

所述软金属为硬度在HRC66-72范围内的铝或铜，其中铜为黄铜或合金铜。

所述软金属工件为由铝制成的发动机缸盖、泵阀的密封盖或铜制的密封圈。

优点：

1.磨盘硬度为HRC45-60，磨削性能好，可直接对软金属进行研磨加工，加工后工件表面的粗糙度在Ra0.2-0.01范围内，如Ra0.16、Ra0.10或Ra0.05；

2.生产方法简便，易于实现；

3.简化加工工艺，提升加工效果，从而提高生产效率。

具体实施方式

实施例1

一、混料：

将占总重量75%的铁粉200目放入混料锅中，加入占总重量12.5%的环氧树脂启动混料机混制，再加入占总重量12.5%的粉状酚醛树脂混制，混制好的成型料过筛备用。

二、成型：

将8kg成型料投入到已组装好的模套中，升起成型模车转盘进行搅料、刮料，将成型料刮均后，停止并落下模车磨盘，将隔垫（用纸或无纺布均可）放在刮均的料面上，再将成型压头放在隔垫上，当电热板温度达到120℃时，启动压机进行加压，压强为280MPa,当毛坯厚度到达30mm时，进行保压，温度180℃时，保温2小时，停止加热，开始自然降温。成型压机要求压力在1600吨以上。得到规格为外径500，厚度20，内孔径200mm的磨盘（HRC50）。

实施例2

一、混料：

将占总重量80%的铁粉180目放入混料锅中，加入占总重量10%的环氧树脂启动混料机混制，再加入占总重量10%的粉状酚醛树脂混制，混制好的成型料过筛备用。

二、成型：

将77kg成型料投入到已组装好的模套中，升起成型模车转盘进行搅料、刮料，将成型料刮均后，停止并落下模车磨盘，将隔垫（用纸或无纺布均可）放在刮均的料面上，再将成型压头放在隔垫上，当电热板温度达到130℃时，启动压机进行加压，压强为250MPa,当毛坯厚度到达42mm时，进行保压，温度175℃时，保温2.5小时，停止加热，开始自然降温。成型压机要求压力在1600吨以上。

三、加工工艺：

1、当毛坯温度降到常温后，将毛坯与磨盘底板进行粘结。

2、将粘结好的磨盘放在高精度立式磨床上，对磨盘的工作面进行精加工，使磨盘表面的平面度为0.1mm，加工刃具要使用金刚石。

3、加工好的磨盘要对非工作面进行清理，得到规格为外径900，厚度50，内孔径50mm的磨盘（HRC55）。

实施例3

一、混料：

将占总重量90%的铁粉150目放入混料锅中，加入占总重量5%的环氧树脂启动混料机混制，再加入占总重量5%的粉状酚醛树脂混制，混制好的成型料过筛备用。

二、成型：

将45kg成型料投入到已组装好的模套中，升起成型模车转盘进行搅料、刮料，将成型料刮均后，停止并落下模车磨盘，将隔垫（用纸或无纺布均可）放在刮均的料面上，再将成型压头放在隔垫上，当电热板温度达到140℃时，启动压机进行加压，压强为200MPa,当毛坯厚度到达51mm时，进行保压，温度190℃时，保温3小时，停止加热，开始自然降温。成型压机要求压力在1600吨以上。

三、加工工艺：

1、当毛坯温度降到常温后，将毛坯与磨盘底板进行粘结。

2、将粘结好的磨盘放在高精度立式磨床上，对磨盘的工作面进行精加工，使磨盘表面的平面度为0.08mm，加工刃具要使用金刚石。

3、加工好的磨盘要对非工作面进行清理，得到规格为外径750，厚度50，内孔径200mm的磨盘（HRC60）。

实施例4

一、混料：

将占总重量85%的铁粉240目放入混料锅中，加入占总重量7.5%的环氧树脂启动混料机混制，再加入占总重量7.5%的粉状酚醛树脂混制，混制好的成型料过筛备用。

二、成型：

将50kg成型料投入到已组装好的模套中，升起成型模车转盘进行搅料、刮料，将成型料刮均后，停止并落下模车磨盘，将隔垫（用纸或无纺布均可）放在刮均的料面上，再将成型压头放在隔垫上，当电热板温度达到140℃时，启动压机进行加压，压强为300MPa,当毛坯厚度到达20mm时，进行保压，温度200℃时，保温4小时，停止加热，开始自然降温。成型压机要求压力在1600吨以上。

三、加工工艺：

1、当毛坯温度降到常温后，将毛坯与磨盘底板进行粘结。

2、将粘结好的磨盘放在高精度立式磨床上，对磨盘的工作面进行精加工，使磨盘表面的平面度为0.05mm，加工刃具要使用金刚石。

3、加工好的磨盘要对非工作面进行清理，得到规格为外径800，厚度20，内孔径200mm的磨盘（HRC45）。

应用例1

采用实施例4制得的规格为外径800，厚度20，内孔径200mm的磨盘（HRC45），用于加工打磨铝制发动机缸盖。加工后，发动机缸盖表面的粗糙度为Ra0.16。生产效率：36件/小时，耐磨度：45个班次。

Claims (9)

1.一种磨盘，为圆环状平板结构，其特征在于：

a)以铁粉做为磨料；

b)磨盘规格：外径500-900mm；厚度20-50mm；内孔径50-200mm。

2.一种权利要求1所述磨盘的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a）混料：先将铁粉、湿润剂混合，再加入粉状酚醛树脂，混合制成为成型料；

b）成型：将8-77kg成型料投入到模套中，搅料、刮料，均匀后将隔垫放在料面上，再将成型压头放在隔垫上方，加热、加压、保温、保压，制得厚度为20-50mm的毛坯，卸模。

3.权利要求2所述的制备方法，其特征在于，于步骤b）成型之后还包括步骤c）加工：当毛坯温度降到常温后，使毛坯与磨床上的磨盘底板粘结固定，再用高精度立式磨床对磨盘工作面进行精加工，使磨盘表面的平面度小于0.1mm。

4.权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤a）中，所述铁粉的粒度优选150目、180目、200目或240目，所述湿润剂为环氧树脂；

铁粉、环氧树脂、粉状酚醛树脂的重量百分比分别为：75-90%、5-12.5%、5-12.5%。

5.权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述铁粉的粒度为200目。

6.权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：

步骤b）中，隔垫可以是纸或无纺布；温度为120-200℃，压强为200-300MPa,保温时间为2-4小时。

7.一种权利要求1所述磨盘的应用，其特征在于，所述磨盘用于对软金属工件表面的研磨加工。

8.权利要求7所述磨盘的应用，其特征在于，所述软金属为硬度在HRC66-72范围内的铝或铜，其中铜为黄铜或合金铜。

9.一种权利要求7所述磨盘的应用，其特征在于，

所述软金属工件为由铝制成的发动机缸盖、泵阀的密封盖或铜制的密封圈。