CN104625980A - 一种精密磨轧辊砂轮及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种精密磨轧辊砂轮的制备方法是：采用陶瓷球形磨料与酚醛树脂，硫化亚铁，重晶石，冰晶石，轻质氧化镁，立德粉的高强度和高性能高聚合物树脂结构、砂轮内部不同组织结构的复合技术，在磨削力的作用下，形成的点状磨削，小磨粒钝化不断脱落，它的钝化部分会沿着晶面分解，新的锋口随即出现并参与到切削作用中，自锐性的功效得以体现。会在整个磨削过程中保持一致的切除率、使工件表面达到一致的光洁度，一致的粗糙度，同时提供稳定的磨削，抗工件烧伤能力，大幅度提高工件磨削的速度、光洁度、高速磨削条件下始终处于优良的磨削状态，为普通砂轮的4-12倍，线速度每秒50-60米，并使大规格高厚度精密磨削轧辊砂轮设计得以实现。

Description

一种精密磨轧辊砂轮及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种砂轮领域，具体涉及一种树脂结合剂大直径，高厚度，高速精密磨轧辊砂轮及其制备方法。

背景技术

轧辊磨削工艺，主要用于钢铁、冶金、造纸等行业的轧辊的修磨，它磨削机理比一般外圆磨床运动复杂得多，除砂轮与工件(轧辊)作相对回转运动(主运动)外，还要求砂轮、工件二者作相对纵向运动同时，作一定径向相对位移，而且这个径向位移不同于磨削锥度复合运动。轧辊磨削精度和表面质量除了依靠精良轧辊磨床工作精度之外，主要还取决于对特定加工轧辊选用与之相匹配砂轮和实现磨削工艺的参数。现有技术由于磨削区域无数磨削点瞬时高温形成热聚集现象，在磨削和冷却过程中，被磨辊子极薄一层表面与辊子内部造成很高温度差，形成磨削热应力。特别是大直径，高厚度砂轮，精磨时砂轮磨削时间要短，损耗大；磨削发热，微刃性差，磨削时发生自励现象，磨削热应力超过辊子材料强度，辊子表面即会产生裂纹；划痕，磨削温度超过辊子材料临界温度，则辊面发生磨削烧伤。因此，制约了做轧辊磨削的高速高效精密磨削和轧辊砂轮在钢铁工业的应用。

发明内容

本发明为了克服现有的技术砂轮由于轧辊砂轮耐磨性差，组织密度均匀一致、硬度不均匀，平衡性能超差的不足，不能实现大直径，高厚度砂轮高速精密磨自动化磨轧辊的缺陷，提供一种发热小，微刃性好，耐磨性能优越，组织密度均匀性及平衡性能，实现大直径，高厚度，高速精密磨，并便于用户自动化的一种精密磨轧辊砂轮。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大直径，高厚度，高速精密磨轧辊砂轮，采用陶瓷球形磨料与酚醛树脂，硫化亚铁，重晶石，冰晶石，轻质氧化镁，立德粉混合后，压制、固化而成。

上述组分的重量百分比为：

所述陶瓷球形磨料是：一种是由亚微米级的磨料晶体颗粒经陶瓷凝胶化后，干燥，固化，再破碎，最后烧结而成通过把多层小磨料颗粒粘在一起形成一个磨粒，成团状球形颗粒磨料(这些磨粒材质是氧化铝(白刚玉)或碳化硅)。

上述100#，等在本行业中具有明确的含义，即指材料的粒度。

本发明形成的组织结构设计，综合应用硫化亚铁，重晶石，冰晶石，轻质氧化镁，立德粉与酚醛树脂高强度和高性能高聚合物树脂结构、砂轮内部不同组织结构的复合技术，在磨削力的作用下，结合剂把持磨粒集团磨料在磨具磨削的过程当中颗粒就一点一点磨损，形成的多层磨削，小磨粒钝化不断脱落，新的磨粒不断露出，会在整个磨削过程中保持一致的切除率、使工件表面达到一致的光洁度，一致的粗糙度，同时提供稳定的磨削，磨料颗粒形状的存在形式-这种独特的形式不仅能解决在高磨削力的情况下使用，还能在较小磨削力情况下产生较好的自锐性，当磨料受到磨削力作用时，它的钝化部分会沿着晶面分解，新的锋口随即出现并参与到切削作用中，自锐性的功效得以体现。

本发明所述砂轮制作时，分别按配方称量准确，用双层逆流混料机混合均匀，过筛，根据每片砂轮的规格和硬度，成型组织密度称取成型料，将成型料至1500吨成型机组转动的模具内，摊料并刮平，进压机压制，脱模后，置于硬化垫板上，在固化炉内按一定硬化曲线硬化，结束后，精加工，检验，合格的制品还需按国家规定标准检查。

具体制备方法如下：

1)配料混料，混料设备：上下双锅逆流混料机，按配方称取磨削材料，倒入上锅，开动搅拌机，加入湿润剂酚醛树脂液，搅拌3—5min，使之与磨料充分湿润，开动搅拌机，加入酚醛树脂，硫化亚铁，重晶石，冰晶石，轻质氧化镁，立德粉，搅拌5-10min，将上锅料倒入下锅，搅拌5—10min即成可转入下道成型工序的砂轮成型料。

2)成型：按照所制备砂轮具体规格计算，称取应投料，在砂轮成型机组上定模压制成型，投料采用计算机控制投料速度，投料量与成型机组上带动磨具转动的投料转盘装置同步，实现均匀投料；压制均匀的投入转动中的砂轮模具中，并刮平，将砂轮连同模具送入砂轮压机压制，与砂轮接触的下端面一侧带聚氨酯橡胶弹性结构的冷压上模板、热压上模板、下模板组成，其特征在于：上模板的一端浇注一层5mmde聚氨酯橡胶弹层结构的端面，安装时，模套安装于成型机组的操作台上，下模板位于模套底部，模芯位于模套中心，模芯与模套中间为砂轮成型料，上模板置于模套上部；投料结束后，盖上上模板，上模板聚氨酯橡胶弹性结构的端面向下与砂轮成型料接触，上模板上部加定压压头，压头与压机连接。

砂轮成型压力：16.5—20Mpa，分两次施压，第一次为总压力的1／4—1／3，然后去掉磨具垫铁，按总压力施压，并保持1分钟。冷压成型后，卸去磨具上模板、模环，模芯部分，再次开动成型转盘，用刀口尺刮去砂轮坯料上端面由于组织密度不均匀通过聚氨酯橡胶弹性结构上模板留在坯料上端的凹凸部分，保证砂轮组织密度均匀一致，转下道工序。

3)硬化：进热风循环固化炉热固，固化。

本发明运用上模板聚氨酯橡胶结构的下端面与砂轮成型料在一定压力下，不同密度的组织将留余至制品的上端面，冷压成型后，上模板、模环，模芯部分，用刀口尺刮去砂轮坯料上端面由于组织密度不均匀通过聚氨酯橡胶弹性结构冷压上模板留下的凹凸部分，方便的实现制品内部组织密度均匀一致，且结构简单。

本发明的有益效果是，由陶瓷球形的磨料，硫铁矿、轻质氧化镁，重晶石，为主要材料组成砂轮专用改性高聚合物基酚醛树脂结合剂大幅度提高材料的抗拉抗折强度，形成点状磨削，会在整个磨削过程中保持一致的切除率、一致的粗糙度、一致的光洁度，冰晶石、轻质氧化镁在磨削过程中其到优良的成核与润滑性能，磨削时，工件与砂轮接触的周边空间内，由于高速磨削，发热过程中，材料释放出的硫化物混合气体发生电离，使工件磨削接触部位金属表面化学键断裂，同时使冰晶石等物质氟化盐分解，吸收磨削产生大量的热量，抗工件烧伤能力，大幅度提高工件磨削的速度、光洁度、高速重负荷磨削条件下始终处于优良的磨削状态，持久性可达普通砂轮的4—12倍，线速度每秒50-60米，并使大规格高厚度精密磨削轧辊砂轮设计得以实现，

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述。

实施实例1，本实施实例的精密磨轧辊砂轮成品规格(mm)(砂轮外径×厚度×孔径)1066×150×508，砂轮毛坯规格：1150×169×500，粒度：100#，使用线速度：60M／s，成品硬度：N级，密度：2.46，投料单重，332kg，由下述重量百分比的物质制成：

按本发明制作，具体操作为；

1)配料混料，混料设备：上下双锅逆流混料机，按配方称取磨削材料，倒入逆流混料机上锅，开动搅拌机，加入湿润剂酚醛树脂液，搅拌3-5min，使之与磨料充分湿润，同时开动搅拌机下锅，加入酚醛树脂，硫化亚铁，重晶石，冰晶石，轻质氧化镁，立德粉，搅拌5-10min，使其混合均匀，将上锅料倒入下锅，搅拌5-10min即成可转入下道成型工序的砂轮成型料。

2)成型：将成型料过16#筛，将成型料松散，按照所制备砂轮具体规格计算，称取应投料，在砂轮成型机组上定模压制成型，投料采用计算机控制投料速度，投料量与成型机组上带动磨具转动的投料转盘装置同步，实现均匀投料；压制均匀的投入转动中的砂轮模具中，并刮平，将砂轮连同模具送入砂轮压机压制，与砂轮接触的下端面一侧带聚氨酯橡胶弹性结构的冷压上模板、热压上模板、下模板组成，其特征在于：模套安装于成型机组的操作台上，下模板位于模套底部，模芯位于模套中心，模芯与模套中间为砂轮成型料，上模板置于模套上部；投料结束后，盖上上模板，上模板聚氨酯橡胶弹性结构的端面向下与砂轮成型料接触，上模板上部加定压压头，压头与压机连接。

在1500吨砂轮成型机组成型，砂轮成型压力：17.5Mpa，分两次施压，第一次为总压力的1／4—1／3，然后去掉磨具垫铁，按总压力施压，压制规定厚度，并保持1分钟，

冷压成型后，卸去冷压成型的上模板、模环，模芯部分，用刀口尺刮去砂轮坯料上端面由于组织密度不均匀通过聚氨酯橡胶弹性结构冷压上模板留下的凹凸部分，转下道工序。

3)硬化：进热风循环固化炉热固，固化。

硬化曲线选用最高温度190℃升温曲线24小时硬化曲线，曲线为：

①，室温→70℃1小时；        ②，70℃→80℃1小时，

③，80℃→130℃10小时        ④，130℃→190℃6小时

⑤，190℃保温6小时，冷却.出炉。

4)，精加工及检验

对硬化完成后的砂轮进行机械加工使之达到标准规定的尺寸和行位公差，使用的设备包括：金加工车床，砂轮平面磨床，多功能砂轮车床等；合格的制品还需按国家规定标准检查。

按以上配方制造的规格1066×150×508，精密磨轧辊砂轮，在某钢厂磨不锈钢热轧轧辊，使用线速度50m／s，表面粗糙度Ra：≤0.19磨削比：≥1：38，国外某公司同类产品同等条件下磨削比：1：21.5，表面粗糙度Ra：0.2。

实施实例2，本实施实例的精密磨轧辊砂轮成品规格(mm)(砂轮外径×厚度×孔径)1066×150×508，砂轮毛坯规格：1150×169×500，粒度：100#，使用线速度：60M／s，成品硬度：K级，密度：2.46，投料单重，332kg，由下述重量百分比的物质制成：

具体操作为；

1)配料混料，混料设备：上下双锅逆流混料机，按配方称取磨削材料，倒入逆流混料机上锅，开动搅拌机，加入湿润剂酚醛树脂液，搅拌3-5min，使之与磨料充分湿润，同时开动搅拌机下锅，加入酚醛树脂，硫化亚铁，重晶石，冰晶石，轻质氧化镁，立德粉，搅拌5-10min，使其混合均匀，将上锅料倒入下锅，搅拌5-10min即成可转入下道成型工序的砂轮成型料。

2)成型：将成型料过16#筛，将成型料松散，按照所制备砂轮具体规格计算，称取应投料，在砂轮成型机组上定模压制成型，投料采用计算机控制投料速度，投料量与成型机组上带动磨具转动的投料转盘装置同步，实现均匀投料；压制均匀的投入转动中的砂轮模具中，并刮平，将砂轮连同模具送入砂轮压机压制，与砂轮接触的下端面一侧带聚氨酯橡胶弹性结构的冷压上模板、热压上模板、下模板组成，其特征在于：模套安装于成型机组的操作台上，下模板位于模套底部，模芯位于模套中心，模芯与模套中间为砂轮成型料，上模板置于模套上部；投料结束后，盖上上模板，上模板聚氨酯橡胶弹性结构的端面向下与砂轮成型料接触，上模板上部加定压压头，压头与压机连接。

在1500吨砂轮成型机组成型，砂轮成型压力：20Mpa，分两次施压，第一次为总压力的1／4—1／3，然后去掉磨具垫铁，按总压力施压，压制规定厚度，并保持1分钟，冷压成型后，卸去冷压成型的上模板、模环，模芯部分，用刀口尺刮去砂轮坯料上端面由于组织密度不均匀通过聚氨酯橡胶弹性结构冷压上模板留下的凹凸部分，转下道工序。

3)硬化：进热风循环固化炉热固，固化。

硬化曲线选用最高温度190℃升温曲线24小时硬化曲线，同实施实例1。

4)，精加工及检验

对硬化完成后的砂轮进行机械加工使之达到标准规定的尺寸和行位公差，使用的设备包括：金加工车床，砂轮平面磨床，多功能砂轮车床等；合格的制品还需按国家规定标准检查。

按以上配方制造的规格1066×150×508，精密磨轧辊砂轮，在某不锈钢厂磨削经冷轧轧辊，使用线速度50m／s，表面粗糙度Ra：≤0.18磨削比：≥1：36，国外某公司同类产品同等条件下磨削比：1：21，表面粗糙度Ra：0.19。

Claims (2)

1.一种精密磨轧辊砂轮及其制备方法，其特征是，由采用陶瓷球形磨料与酚醛树脂，硫化亚铁，重晶石，冰晶石，轻质氧化镁，立德粉混合后，压制、固化而成。各组分的重量百分比为： 

。

2.一种权利要求一所述砂轮具体制备方法，其特征是： 

1)配料混料，混料设备：上下双锅逆流混料机，按配方称取磨削材料，倒入上锅，开动搅拌机，加入湿润剂酚醛树脂液，搅拌3—5min，使之与磨料充分湿润，开动搅拌机，加入酚醛树脂，硫化亚铁，重晶石，冰晶石，轻质氧化镁，立德粉，搅拌5-10min，将上锅料倒入下锅，搅拌5-10min即成可转入下道成型工序的砂轮成型料。 

2)成型：按照所制备砂轮具体规格计算，称取应投料，在砂轮成型机组上定模压制成型，投料采用计算机控制投料速度，投料量与成型机组上带动磨具转动的投料转盘装置同步，均匀的投入转动中的砂轮模具中，并刮平，将砂轮连同模具送入砂轮压机压制，模具特征在于：上模板的一端浇注一层聚氨酯橡胶弹层结构的端面，安装时，模套安装于成型机组的操作台上，下模板位于模套底部，模芯位于模套中心，模芯与模套中间为砂轮成型料，上模板置于模套上部；投料结束后，盖上上模板，上模板聚氨酯橡胶弹性结构的端面向下与砂轮成型料接触，上模板上部加定压压头，压头与压机连接。 

砂轮成型压力：16.5-20Mpa，分两次施压，第一次为总压力的1／4—1／3，然后去掉磨具垫铁，按总压力施压，并保持1分钟。冷压成型后，卸去磨具上模板、模环，模芯部分，再次开动成型转盘，用刀口尺刮去砂轮坯料上端面由于组织密度不均匀通过聚氨酯橡胶弹性结构上模板留在坯料上端的凹凸部分，保证砂轮组织密度均匀一致。 

3)硬化：进热风循环固化炉热固、固化，硬化曲线选用最高温度190℃升温曲线24小时硬化曲线。