CN109590915A - 一种钹型树脂砂轮及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及树脂砂轮技术领域，具体涉及一种钹型树脂砂轮及其制备方法。该钹型树脂砂轮，所述钹型树脂砂轮包括磨削体和纤维增强网片，所述磨削体≧2层，所述磨削体之间通过纤维增强网隔开，所述磨削体包括粗磨削体和细磨削体，所述粗磨削体的原料包括粗磨料、酚醛树脂粉、酚醛树脂液和粗磨削体填料，所述细磨削体的原料包括细磨料、酚醛树脂粉、酚醛树脂液和细磨削体填料。该钹型树脂砂轮的磨削性能好，经本发明的钹型树脂砂轮处理的工件表面平整，不会对工件造成损伤且生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及树脂砂轮技术领域，具体涉及一种钹型树脂砂轮及其制备方法。
背景技术
钹型树脂砂轮在建筑、汽车制造、造船、航天机械加工以及五金制造等行业均有广泛应用，主要用于对工件表面上的焊疤及工作表面的粗糙度进行打磨、抛光等处理。随着社会工业化的加速发展，市场竞争的加剧，工人工资待遇的提高，以及用户对于产品要求的提高，这些现状的影响下，行业现有的钹型树脂砂轮的缺陷及不足更加突出，主要体现在这些方面：
(1)目前市场中所用的钹型砂轮一般都采用较粗粒度的棕刚玉及其他刚玉磨料制成，虽然磨料粒度越粗，锋利度越好，但是磨痕和振动力也会越大，造成磨削后的工件表面粗糙度及平整度变差，同时产品使用及操作时手感舒适度会下降。
(2)若钹型树脂砂轮采用粒度偏细的磨料，则磨料越细，磨痕越小，振动力也就越小，磨削的锋利度降低。
随着现代工业的发展，对工件表面的粗糙度和平整度要求的提高，市场竞争更加激烈，更加完善，企业更加注重生产效率，降低生产成本，为了解决这些问题，市场急需一种新型的钹型树脂砂轮，既能快速的打磨工件，又能保证工件表面光洁度和平整性，同时又没有震动，保持操作和使用的舒适性。
CN105563355A一种用于工件表面快速打磨的砂轮及其制备方法，公开了一种砂轮，包括下述重量份的原料：一级棕刚玉20-30份、一级镀铱白刚玉15-20份、一级单晶刚玉35-45份、一级锆刚玉10-15份、酚醛树脂液5-6份、酚醛树脂粉12.5-13.5份、钾冰晶石4-7份、钠冰晶石3-4份、立德粉1-2份、氧化铁红0.1-0.3份、硫酸钙晶须5-7份和硫化铁2-4份。该砂轮的材料去除率高、表面粗糙度低、磨削比高，但是该发明所采用的磨料的价格高，会造成生产成本的升高。
发明内容
本发明提供一种由粗磨削体和细磨削体组合而成的钹型树脂砂轮，以解决现有技术中的问题，且生产成本更低。
本发明还提供了上述钹型树脂砂轮的制备方法。
本发明的钹型树脂砂轮采用如下技术方案：一种钹型树脂砂轮，所述钹型树脂砂轮包括磨削体和纤维增强网片，所述磨削体磨削体≧2层，所述磨削体之间通过纤维增强网隔开，所述磨削体包括粗磨削体和细磨削体，所述粗磨削体的原料包括粗磨料、酚醛树脂粉、酚醛树脂液和粗磨削体填料，所述细磨削体的原料包括细磨料、酚醛树脂粉、酚醛树脂液和细磨削体填料。
优选的，所述钹型树脂砂轮包括两层粗磨削体和一层细磨削体，所述细磨削体设置在所述钹型树脂砂轮的外侧。
优选的，所述粗磨削体由包括下述重量份的原料制成：粗磨料85-105份、酚醛树脂粉13-14份、酚醛树脂液5-6份和粗磨削体填料10-14份。
优选的，所述粗磨削体填料包括钾冰晶石5-6份和硫化铁5-8份，所述粗磨料包括一级棕刚玉35-40份、白刚玉20-25份、单晶刚玉20-25份和造孔刚玉10-15份。其中，所述单晶刚玉优先选用上海圣戈班公司生产的镀铱单晶刚玉，其为AL2O3：99％-99.72％；韧性：64.9％；抗压强度：30.7N、硬度：9级(0.9)莫氏硬度的单晶刚玉，单晶刚玉具有高硬度，同时又有很好的脆性和自锐性，用于干磨和易变形易烧伤工件的磨削加工的材料；如：淬火钢、工具钢、不锈钢、高速钢及其他合金钢等具有良好的磨削效果。造孔刚玉(氧化铝空心球)优先选用由洛阳伊川东风磨料公司生产的造孔刚玉，造孔刚玉是一种新型高隔热材料，在砂轮工作中起到隔热效果，保护砂轮不被碳化，增加砂轮强度，同时在磨削时容易散热及排除铁屑等废料堵塞。酚醛树脂液优先选用山东圣泉新材料有限公司生产的PF-2508型树脂液；PF-2508树脂液固含量73-78％；水分8％-10％；游离酚含量10-15％；粘度700-900mpa.s/25℃，PM值8-8.5，外观为棕色透明液体，该PF-2508型树脂液具有良好的低温固化的性能，在155℃相当于别的产品180---200℃的固化性能，可提高砂轮产品的锋利度，增加工作效率。酚醛树脂粉优先选用由江苏常熟东南塑料厂生产的2202号树脂粉；2202号树脂粉具有以下特性：流动度30—40；乌洛托品含量8-9％(低于行业所用树脂粉11-13％，有助于增强产品磨削时的舒适性和平衡性)；游离酚≤3％；水分≤2％，外观：淡黄色粉末。山东圣泉的PF-2508型树脂液和东南塑料厂生产的2202号树脂粉之间有良好的相容性，可以很好的相互溶解，避免在混料的过程中由于树脂液和树脂粉不能充分混合而粘附在混料容器的器壁上造成废料的产生。采用山东圣泉的PF-2508型树脂液和东南塑料厂生产的2202号树脂粉可使废料的产生量减少50％左右。
优选的，所述一级棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉和造孔刚玉的粒度为国标30目。
优选的，所述细磨削体由包括下述重量份的原料制成：细磨料85-100份，酚醛树脂粉16-17份，酚醛树脂液5-6份和细磨削体填料8份。
优选的，所述细磨削体填料包括钾冰晶石5份和重晶石3份，所述细磨料包括二级棕刚玉60-70份和石榴石25-30份。
优选的，所述二级棕刚玉和石榴石的粒度为国标60-70目。
上述任意一项的钹型树脂砂轮的制备方法，包括如下步骤：(1)混料：将所述粗磨料和酚醛树脂粉混合均匀，加入酚醛树脂液，搅拌均匀，加入所述粗磨削体填料搅拌均匀；将所述细磨料和酚醛树脂粉混合均匀，加入所述树脂液，搅拌均匀，加入所述细磨削体填料搅拌均匀，备用；
(2)晾料：将经步骤(1)处理后得到的粗磨料和细磨料分别置于温度为18-25℃，湿度为40％-60％的环境中放置8-12h；
(3)过筛：将经步骤(2)处理得到的物料过10-16目筛网，并送至成型机；
(4)成型：将成型机预热至50-60℃，设置压机压力为5-10MPa，烤网温度为120-130℃，将所述磨削体和纤维增强网压制在一起，得到砂轮毛坯；
(5)硬化：将步骤(4)制得的砂轮毛坯装入硬化炉，按照下述升温曲线进行升温：
低温段：60-70℃，每2h升温10℃；
中温段：80-90℃，每1.5h升温10℃；
高温段：以每1h升温10℃的速度升温至175℃，保温5-6h；
降温，即得所述钹型砂轮。
优选的，降温时，当温度降到70-90℃时，将所述硬化炉的炉门和侧门打开，关闭风机，在空气中自然降温。
按照上述制备方法生产所述钹型树脂砂轮的生产线。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的钹型树脂砂轮由粗磨削体、细磨削体和纤维增强网片复合而成，既可保持所述钹型树脂砂轮的锋利度，同时，细磨削体可起到减少振动，保证工件表面光洁度和平整性，保持操作和使用舒适性的作用。本发明通过对所述钹型树脂砂轮的结构进行改进，可有效降低对所采用的原料的要求，在降低生产成本的同时，保持良好的使用性能。
(2)本发明采用造孔刚玉来代替部分棕刚玉，可起到扩大砂轮产品的气孔率、增强产品散热性能、提高产品使用寿命和使用效率的作用。
(3)本发明采用石榴石代替部分棕刚玉，在不影响产品磨削性能的前提下可有效降低生产成本，提高产品的市场竞争力。
附图说明
图1为本发明的钹型树脂砂轮的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一、具体实施例：
实施例一：
按照下述步骤制备钹型树脂砂轮：
(1)混料：
对粗磨削体的原料进行混料：将所述粗磨料(一级棕刚玉35重量份、白刚玉20重量份、单晶刚玉20重量份、造孔刚玉10重量份)和酚醛树脂粉13重量份倒入混料锅内，搅动2-3分钟，混合均匀，加入酚醛树脂液5重量份，搅拌10分钟至均匀，把搅拌好的物料倒入下混料锅，向下混料锅加入粗磨削体填料(钾冰晶石5重量份、硫化铁5重量份)搅拌均匀，备用；
对细磨削体的原料进行混料：将所述细磨料(二级棕刚玉60重量份、石榴石25重量份)和酚醛树脂粉16重量份倒入混料锅内，搅动2-3分钟，混合均匀，加入所述树脂液5重量份，搅拌10分钟至均匀，把搅拌好的物料倒入下混料锅，向下混料锅加入所述细磨削体填料(钾冰晶石5重量份、重晶石3重量份)搅拌均匀，备用；
(2)晾料：将经步骤(1)处理后得到的粗磨料和细磨料分别置于温度为18℃，湿度为40％的环境中放置8h；
(3)过筛：将经步骤(2)处理得到的物料经过摇摆式振动筛，采用12目网布进行过筛，把晒好的物料送至成型机；
(4)成型：采用36工位自动成型机进行成型，首先将成型机预热至50-60℃，设置压机压力为10MPa，烤网温度为120-130℃，将机器打开预热循环10-15分钟；先向模具内倒入所述细磨削体，经刮板摊铺均匀，放入一张纤维增强网，经烤网将纤维增强网烤软，经过压阀，将纤维增强网和细磨削体粘在一起；再向模具内倒入粗磨削体，用刮板摊铺均匀，再放入一张纤维增强网，经过烤网烤软和压阀压制；最后再向模具内倒入粗磨削体，摊铺均匀；放入孔环，预压，卸磨，放入商标，经过压制，得到砂轮毛坯；
(5)硬化：首先设置好硬化炉的升温曲线，把砂轮毛坯通过铝板隔开，穿成串，经过弹簧加压，均匀的把串好的砂轮毛坯装入硬化炉内，开启风机，按照下述升温曲线进行升温：
低温段：60-70℃，每2h升温10℃；
中温段：80-90℃，每1.5h升温10℃；
高温段：以每1h升温10℃的速度升温至175℃，保温5-6h；
降温至80℃时打开炉门和侧门，关闭风机和电源，在空气中降温至室温，出炉，即得钹型树脂砂轮。
(6)检验和包装：对从硬化炉中取出的钹型树脂砂轮进行外观亮度、组织均匀度、回转强度检验合格后，再进行产品实用性检验，对产品的磨削性能进行检验；检验合格后，按照25片/叠进行过塑、装盒、装箱，按批次入库。
实施例二
按照下述步骤制备钹型树脂砂轮：
(1)混料：
对粗磨削体的原料进行混料：将所述粗磨料(一级棕刚玉38重量份、白刚玉23重量份、单晶刚玉22重量份、造孔刚玉13重量份)和酚醛树脂粉13.5重量份倒入混料锅内，搅动2-3分钟，混合均匀，加入酚醛树脂液5.5重量份，搅拌10分钟至均匀，把搅拌好的物料倒入下混料锅，向下混料锅加入粗磨削体填料(钾冰晶石5.5重量份、硫化铁6重量份)搅拌均匀，备用；
对细磨削体的原料进行混料：将所述细磨料(二级棕刚玉65重量份、石榴石28重量份)和酚醛树脂粉16.5重量份倒入混料锅内，搅动2-3分钟，混合均匀，加入所述树脂液5.5重量份，搅拌10分钟至均匀，把搅拌好的物料倒入下混料锅，向下混料锅加入所述细磨削体填料(钾冰晶石5重量份、重晶石3重量份)搅拌均匀，备用；
(6)晾料：将经步骤(1)处理后得到的粗磨料和细磨料分别置于温度为22℃，湿度为50％的环境中放置10h；
(7)过筛：将经步骤(2)处理得到的物料经过摇摆式振动筛，采用12目网布进行过筛，把晒好的物料送至成型机；
(8)成型：采用36工位自动成型机进行成型，首先将成型机预热至50-60℃，设置压机压力为5MPa，烤网温度为120-130℃，将机器打开预热循环10-15分钟；先向模具内倒入细磨削体，经刮板摊铺均匀，放入一张纤维增强网，经烤网将纤维增强网烤软，经过压阀，将纤维增强网和细磨削体粘在一起；再向模具内倒入粗磨削体，用刮板摊铺均匀，再放入一张纤维增强网，经过烤网烤软和压阀压制；最后再向模具内倒入粗磨削体，摊铺均匀；放入孔环，预压，卸磨，放入商标，经过压制，得到砂轮毛坯；
(5)硬化：首先设置好硬化炉的升温曲线，把砂轮毛坯通过铝板隔开，穿成串，经过弹簧加压，均匀的把串好的砂轮毛坯装入硬化炉内，开启风机，按照下述升温曲线进行升温：
低温段：60-70℃，每2h升温10℃；
中温段：80-90℃，每1.5h升温10℃；
高温段：以每1h升温10℃的速度升温至175℃，保温5-6h；
降温至80℃时打开炉门和侧门，关闭风机和电源，在空气中降温至室温，出炉，即得所述钹型树脂砂轮。
(6)检验和包装：对从硬化炉中取出的钹型树脂砂轮进行外观亮度、组织均匀度、回转强度检验合格后，再进行产品实用性检验，对产品的磨削性能进行检验；检验合格后，按照25片/叠进行过塑、装盒、装箱，按批次入库。
实施例三：
按照下述步骤制备钹型树脂砂轮：
(1)混料：
对粗磨削体的原料进行混料：将所述粗磨料(一级棕刚玉40重量份、白刚玉25重量份、单晶刚玉25重量份、造孔刚玉15重量份)和酚醛树脂粉14重量份倒入混料锅内，搅动2-3分钟，混合均匀，加入酚醛树脂液6重量份，搅拌10分钟至均匀，把搅拌好的物料倒入下混料锅，向下混料锅加入粗磨削体填料(钾冰晶石6重量份、硫化铁8重量份)搅拌均匀，备用；
对细磨削体的原料进行混料：将所述细磨料(二级棕刚玉70重量份、石榴石30重量份)和酚醛树脂粉17重量份倒入混料锅内，搅动2-3分钟，混合均匀，加入所述树脂液6重量份，搅拌10分钟至均匀，把搅拌好的物料倒入下混料锅，向下混料锅加入所述细磨削体填料(钾冰晶石5重量份、重晶石3重量份)搅拌均匀，备用；
(2)晾料：将经步骤(1)处理后得到的粗磨料和细磨料分别置于温度为25℃，湿度为60％的环境中放置12h；
(3)过筛：将经步骤(2)处理得到的物料经过摇摆式振动筛，采用12目网布进行过筛，把晒好的物料送至成型机；
(4)成型：采用36工位自动成型机进行成型，首先将成型机预热至50-60℃设置压机压力为8MPa，烤网温度为120-130℃，将机器打开预热循环10-15分钟；先向模具内倒入细磨削体，经刮板摊铺均匀，放入一张纤维增强网，经烤网将纤维增强网烤软，经过压阀，将纤维增强网和细磨削体粘在一起；再向模具内倒入粗磨削体，用刮板摊铺均匀，再放入一张纤维增强网，经过烤网烤软和压阀压制；最后再向模具内倒入粗磨削体，摊铺均匀；放入孔环，预压，卸磨，放入商标，经过压制，得到砂轮毛坯；
(5)硬化：首先设置好硬化炉的升温曲线，把砂轮毛坯通过铝板隔开，穿成串，经过弹簧加压，均匀的把串好的砂轮毛坯装入硬化炉内，开启风机，按照下述升温曲线进行升温：
低温段：60-70℃，每2h升温10℃；
中温段：80-90℃，每1.5h升温10℃；
高温段：以每1h升温10℃的速度升温至175℃，保温5-6h；
降温至80℃时打开炉门和侧门，关闭风机和电源，在空气中降温至室温，出炉，即得所述钹型树脂砂轮。
(6)检验和包装：对从硬化炉中取出的钹型树脂砂轮进行外观亮度、组织均匀度、回转强度检验合格后，再进行产品实用性检验，对产品的磨削性能进行检验；检验合格后，按照25片/叠进行过塑、装盒、装箱，按批次入库。
二、本发明的钹型树脂砂轮的磨削性能验证，并与国内知名品牌的相同型号的产品进行对比：
采用880W 100型得威角磨机，对45#钢进行打磨；产品型号:直径100mm、孔径16mm、厚度6mm。
详见下表表1：
从上表1可知，本发明的钹型树脂砂轮的磨削比至少高于同行业20％(8.4/6.99＝120.2％)以上；对工件材料去除效率(锋利度)高于同行业10％(105/95＝110.5％)以上；砂轮自身消耗最小，使用寿命长；加工后的工件表面光泽度和平整度好，无磨痕，本发明的钹型树脂砂轮的综合性能最好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钹型树脂砂轮，其特征在于，所述钹型树脂砂轮包括磨削体和纤维增强网片，所述磨削体≧2层，所述磨削体之间通过纤维增强网隔开，所述磨削体包括粗磨削体和细磨削体，所述粗磨削体的原料包括粗磨料、酚醛树脂粉、酚醛树脂液和粗磨削体填料，所述细磨削体的原料包括细磨料、酚醛树脂粉、酚醛树脂液和细磨削体填料。
2.根据权利要求1所述的钹型树脂砂轮，其特征在于，所述钹型树脂砂轮包括两层粗磨削体和一层细磨削体，所述细磨削体设置在所述钹型树脂砂轮的外侧。
3.根据权利要求1或2所述的钹型树脂砂轮，其特征在于，所述粗磨削体由包括下述重量份的原料制成：粗磨料85-105份、酚醛树脂粉13-14份、酚醛树脂液5-6份和粗磨削体填料10-14份。
4.根据权利要求3所述的钹型树脂砂轮，其特征在于，所述粗磨削体填料包括钾冰晶石5-6份和硫化铁5-8份，所述粗磨料包括一级棕刚玉35-40份、白刚玉20-25份、单晶刚玉20-25份和造孔刚玉10-15份。
5.根据权利要求4所述的钹型树脂砂轮，其特征在于，所述一级棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉和造孔刚玉的粒度为国标30目。
6.根据权利要求1或2所述的钹型树脂砂轮，其特征在于，所述细磨削体由包括下述重量份的原料制成：细磨料85-100份，酚醛树脂粉16-17份，酚醛树脂液5-6份和细磨削体填料8份。
7.根据权利要求6所述的钹型树脂砂轮，其特征在于，所述细磨削体填料包括钾冰晶石5份和重晶石3份，所述细磨料包括二级棕刚玉60-70份和石榴石25-30份。
8.根据权利要求7所述的钹型树脂砂轮，其特征在于，所述二级棕刚玉和石榴石的粒度为国标60-70目。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的钹型树脂砂轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将所述粗磨料和酚醛树脂粉混合均匀，加入酚醛树脂液，搅拌均匀，加入所述粗磨削体填料搅拌均匀；将所述细磨料和酚醛树脂粉混合均匀，加入所述树脂液，搅拌均匀，加入所述细磨削体填料搅拌均匀，备用；
(2)晾料：将经步骤(1)处理后得到的粗磨料和细磨料分别置于温度为18-25℃，湿度为40％-60％的环境中放置8-12h；
(3)过筛：将经步骤(2)处理得到的物料过10-16目筛网，并送至成型机；
(4)成型：将成型机预热至50-60℃，设置压机压力为5-10MPa，烤网温度为120-130℃，将所述磨削体和纤维增强网压制在一起，得到砂轮毛坯；
(5)硬化：将步骤(4)制得的砂轮毛坯装入硬化炉，按照下述升温曲线进行升温：
低温段：60-70℃，每2h升温10℃；
中温段：80-90℃，每1.5h升温10℃；
高温段：以每1h升温10℃的速度升温至175℃，保温5-6h；
降温，即得所述钹型砂轮。
10.一种钹型树脂砂轮的生产线，所述生产线按照如权利要求9所述的方法生产钹型树脂砂轮。
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