CN109590916A - 一种树脂砂轮及其制备方法 - Google Patents

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邓彬
邹文俊
彭进
候永改
夏绍灵
张琪琳
邓全
邓全一
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Abstract

本发明属于磨具技术领域，具体涉及一种树脂砂轮及其制备方法。该树脂砂轮，包括玻璃纤维增强网片和设置在所述玻璃纤维增强网片两侧的切削体，所述切削体主要由下述重量份的原料制成：磨料100份、酚醛树脂液6‑8份、酚醛树脂粉12‑14份和填料12‑15份，所述磨料包括黑刚玉。该树脂砂轮采用了价格更低的黑刚玉和高温煅烧棕刚玉，降低了生产成本。

Description

一种树脂砂轮及其制备方法
技术领域
本发明属于磨具技术领域，具体涉及一种树脂砂轮及其制备方法。
背景技术
在国内经济高速发展情况下促使行业对于树脂砂轮要求更高效更快捷，同时原有的黑色和红色树脂砂轮片的工作效率不是很理想，造成工厂及使用客户生产效率降低，生产成本增加。
目前，国内生产的磨具大多以白刚玉为主要原料，白刚玉的氧化铝含量高达 99％以上，具有硬度高、切削性能好的优点，是目前树脂砂轮的重要组成部分。但白刚玉的价格较贵，进而使得树脂砂轮的生产成本高。
CN 108381410 A公开了一种绿色超薄树脂砂轮，包括增强玻璃纤维网片和切削体，该切削体中40％左右的磨料均为一级镀铱白刚玉，25％左右的磨料为一级锆刚玉，使得树脂砂轮的生产成本高。
发明内容
本发明提供一种树脂砂轮，以解决现有技术中树脂砂轮的生产成本高的问题。本发明还提供了上述树脂砂轮的制备方法。
本发明的树脂砂轮采用如下技术方案：一种树脂砂轮，包括玻璃纤维增强网片和设置在所述玻璃纤维增强网片两侧的切削体，所述切削体主要由下述重量份的原料制成：磨料100份、酚醛树脂液6-8份、酚醛树脂粉12-14 份和填料12-15份，所述磨料包括黑刚玉。所述酚醛树脂粉优选山东圣泉化工股份有限公司生产的2601A树脂粉(外观呈淡黄色粉末，流动度26-33、游离酚1.5-3％、水分0.5-0.7％)；所述树脂液优选山东圣泉化工股份有限公司生产的2556树脂液(外观呈棕红色液体，固体含量76-80％，粘度1100-1300， pH呈中性)，该2601A树脂粉的软化点低，易与树脂液融合，降低硬化温度，同时可增加30％-40％结合强度及粘结性能，可延长砂轮20％-30％的使用寿命。黑刚玉的Al2O3的含量为70-80％，并具有10％左右的Fe2O3存在，因而具有硬度适中、韧性高等性能。
优选的，所述磨料包括单晶刚玉20-30重量份、高温煅烧棕刚玉45-60 重量份、白刚玉10-20重量份和黑刚玉5-15重量份；
优选的，所述磨料包括单晶刚玉25重量份、高温煅烧棕刚玉50重量份、白刚玉15重量份和黑刚玉10重量份；其中所述单晶刚玉优选为24#单晶刚玉、高温煅烧棕刚玉优选为30#高温煅烧棕刚玉、白刚玉优选为30#白刚玉，黑刚玉优选为30#黑刚玉。
优选的，所述填料包括钾冰晶石、硫含量为50％-55％的复合填料和硫化铁。所述复合填料为KEP2复合填料，含有氯化钾和硫酸钾等高性能填料，该KEP2 复合填料由奥地利生产，通过上海罗得新材料有限公司引进使用。KEP2填料可起到更好的散热作用，防止树脂砂轮因高温而碳化，提高20％--30％的结合强度，同时提高砂轮产品的切割效率，更高效、更快捷。
优选的，所述冰晶石为K3ALF6，相对于K3ALF4具有更好的散热作用，有助于提高树脂砂轮的切割性能，延长砂轮使用寿命。
优选的，所述单晶刚玉为镀铱单晶刚玉。所述单晶刚玉优选采用上海圣戈班公司生产的单晶刚玉，其比普通单晶刚玉的抗冲击和抗压强度高 40％-50％，单品硬度提高60％-70％，产品韧性也有明显提高，同时又保证了产品的自锐性。
优选的，所述切削体还包括颜料，所述颜料为钛白粉和钛青绿，所述钛白粉的用量为1-3重量份，所述钛青绿的用量为0.1-1重量份，添加钛白粉和钛青绿后，树脂砂轮呈绿色。
上述任意一项所述的树脂砂轮的制备方法，包括如下步骤：
(1)混料：将所述磨料、树脂液、树脂粉和填料混合均匀；
(2)晾料：将步骤(1)所得物料置于温度为18-25℃，湿度为40-60 的环境中晾晒8-12h；
(3)过筛：将经步骤(2)处理得到的物料过10-15目筛网；
(4)成型：设置车床压力12-15MPa、预热至机床温度为35-45℃、烤网温度为100-130℃，将经步骤(3)处理得到的物料倒入车床模具摊铺均匀，放入玻璃纤维增强网片，经烤网将所述纤维增强网片烤软，经过压网把网布压平；再将经步骤(3)处理得到的物料倒入车床模具，摊匀；经机床压制保压，即得砂轮毛坯；
(5)硬化：将砂轮毛坯装入硬化炉，设置硬化炉的升温曲线：
第一阶段：60-90℃，每2h升温10℃，在80℃保温2h；
第二阶段：100-130℃，每1.5h升温10℃，在100℃和120℃各保温2h；
第三阶段：140-160℃，每小时升温10℃，在160℃保温5-6h；
降温至室温，即得所述树脂砂轮。
优选的，混料时先向所述磨料中加入树脂液搅拌均匀；将所述树脂粉和填料预混2-3min；再将磨料与树脂液的混合物与树脂粉和填料的混合物混合搅拌10-15min。采用上述方法，可使填料与磨料混合的更加均匀，也有助于树脂液和树脂粉充分接触。
优选的，降温时，先将上风门和左右门打开1/2，使硬化炉的温度降至 90-100℃；再将硬化炉的炉门打开1/4，降至室温。通过上述方法控制硬化炉的降温速率，有助于使树脂砂轮的性能维持最佳。
本发明的有益效果是：本发明采用价格更低的黑刚玉代替部分白刚玉，并采用了高温煅烧棕刚玉，降低了生产成本。此外，本发明的树脂砂轮用于切割时树脂砂轮的消耗更小，使用寿命更长。
本发明所采用的KEP2填料的硫含量达50％-55％，高于硫化铁和硫铁矿等产品中的硫含量(30％-40％)，可起到更好的散热作用，防止树脂砂轮因高温而碳化，可提高树脂砂轮20％-30％的结合强度，进而可提高树脂砂轮的切割效率，更高效更快捷。
本发明所使用的冰晶石为航天专用冰晶石K3ALF6，具有更好的散热效果，可更大程度的提高树脂砂轮的切割性能，延长的使用寿命。
本发明所采用的树脂粉(圣泉树脂粉2601A)的软化点低，易与本发明所选用的树脂液(圣泉树脂液2556#)融合，降低硬化温度，同时可使其结合强度和粘结性能增加30％-40％，使所述树脂砂轮的寿命延长20％-30％，解决树脂砂轮因硬化不完全而造成的砂轮寿命短的问题，同时可降低使用成本，增加产品的市场竞争力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的树脂砂轮的生产工艺流程示意图。
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。
实施例一：
混料：将磨料(单晶刚玉20重量份、高温煅烧棕刚玉60重量份、白刚玉 15重量份和黑刚玉5重量份)倒入逆流式混料锅的上锅内，加入树脂液6重量份搅拌均匀；然后在下锅加入树脂粉12重量份、填料(钾冰晶石3重量份、复合填料KEP2 5重量份、硫化铁6重量份)和颜料(钛白粉1份、钛青绿0.1份) 预混2--3分钟；再把上锅搅拌均匀的料倒入下锅进行混合，经过10--15分钟的混合搅拌均匀后出锅，过筛，放入准备好的料盒内，得成型料。
晾料：首先准备一个密封比较好的房间，里面要求加湿器、抽湿器和空调等，室内温度常年保持在18-25℃内，湿度保持在40-60％之间的恒湿，恒湿条件。把混好的成型料在该房间存放8-12小时，待树脂粉与树脂液完全反应。
过筛：把晾好的料通过一个摇摆式振动筛，用12目的不锈钢筛网把成型料筛开，颗粒均匀。然后把筛好的料送到成型车床旁边。
成型：先把成型车床打开，设定车床压力12-15MPa，预热机床，烤网打开，待机床温度达到35-45℃，烤网温度达到100-130℃的时候开始生产。第一步先把成型料倒入车床模具内摊均匀，然后放入一张玻璃纤维增强网片，经过烤网把网布烤软，再经过压网把网布压平，再倒第二次料，然后把料摊均匀，再放标签 (即商标)，孔环，经过机床压制保压，然后取出砂轮毛坯，再把砂轮毛坯进行静平衡检验，检验合格后进行叠装。
硬化：首先把叠放好的砂轮毛坯按顺序和操作标准装入硬化炉，要保证每一板砂轮与砂轮之间要通风顺畅，风速均匀，然后关上炉门，把硬化炉上风门和左右风门拉开1/3，设定好硬化炉的升温曲线，启动硬化炉，进行烤制。温度曲线为：
第一阶段：60-90℃，每2h升温10℃，在80℃保温2h；
第二阶段：100-130℃，每1.5h升温10℃，在100℃和120℃各保温2h；
第三阶段：140-160℃，每小时升温10℃，在160℃保温5-6h；
开始降温，把上风门和左右门打开1/2，把温度降到90—100℃，把炉门打开1/4待温度降至室温，把风机关了，打开炉门，然后出炉即得树脂砂轮；
检验：对出炉的树脂砂轮进行回转强度、产品颜色、平面度、静不衡检验和切削性能检验。
包装入库：经检验所得到的树脂砂轮合格，以5片/叠进行全封闭式过塑，装箱，放产品检验合格证，注明生产日期，进行打包入库并注明入库时间，做好记录。
实施例二：
采用下述原料按照实施例一的方法制备树脂砂轮：
磨料：24#单晶刚玉25重量份、30#高温煅烧棕刚玉50重量份、30#白刚玉 15重量份和30#黑刚玉10重量份
树脂液6重量份、树脂粉12重量份
填料：钾冰晶石2重量份、复合填料KEP2 5重量份、硫化铁5重量份
颜料：钛白粉2重量份、钛青绿0.5重量份
实施例三：
采用下述原料按照实施例一的方法制备树脂砂轮
磨料：24#单晶刚玉30重量份、30#高温煅烧棕刚玉45重量份、30#白刚玉 10重量份和30#黑刚玉15重量份
树脂液8重量份、树脂粉14重量份
填料：钾冰晶石5重量份、复合填料KEP2 5重量份、硫化铁5重量份
颜料：钛白粉3重量份、钛青绿1重量份
对比例一：
采用下述原料按照实施例一的方法制备树脂砂轮
磨料：24#单晶刚玉30重量份、30#高温煅烧棕刚玉45重量份、30#白刚玉 25重量份；
树脂液8重量份、树脂粉14重量份；
填料：钾冰晶石5重量份、复合填料KEP2 5重量份、硫化铁5重量份；
颜料：钛白粉3重量份、钛青绿1重量份。
制成405*3.2*32的绿色树脂砂轮。
对比例二：
采用下述原料按照实施例一的方法制备树脂砂轮
磨料：24#单晶刚玉30重量份、30#锆刚玉45重量份、30#白刚玉45重量份；
树脂液8重量份、树脂粉14重量份；
填料：钾冰晶石5重量份、复合填料KEP2 5重量份、硫化铁5重量份；
颜料：钛白粉3重量份、钛青绿1重量份。
制成405*3.2*32的绿色树脂砂轮。
对本发明和对比例一、对比例二的树脂砂轮的切割性能验证，并与国内知名品牌进行对比：
使用3000W三相交流切割机，对30mm铁棒进行切割，结果如下表1所示：
表1
从上表可知，本发明的绿色的树脂砂轮的性能优于市场上各知名品牌的相同信号的砂轮。且用黑刚玉替代部分白刚玉后，砂轮的性能更好。
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)

1.一种树脂砂轮，包括玻璃纤维增强网片和设置在所述玻璃纤维增强网片两侧的切削体，其特征在于，所述切削体的原料包括：磨料100重量份、酚醛树脂液6-8重量份、酚醛树脂粉12-14重量份和填料12-15重量份，所述磨料包括黑刚玉。
2.根据权利要求1所述的树脂砂轮，其特征在于，所述磨料包括单晶刚玉20-30重量份、高温煅烧棕刚玉45-60重量份、白刚玉10-20重量份和黑刚玉5-15重量份。
3.根据权利要求2所述的树脂砂轮，其特征在于：所述磨料包括单晶刚玉25重量份、高温煅烧棕刚玉50重量份、白刚玉15重量份和黑刚玉10重量份。
4.根据权利要求2所述的树脂砂轮，其特征在于，所述单晶刚玉为镀铱单晶刚玉。
5.根据权利要求1所述的树脂砂轮，其特征在于，所述填料包括钾冰晶石、硫含量为50％-55％的复合填料和硫化铁。
6.根据权利要求5所述的树脂砂轮，其特征值在于，所述钾冰晶石为K3ALF6。
7.根据权利要求1所述的树脂砂轮，其特征在于，所述切削体还包括颜料，所述颜料为钛白粉和钛青绿，所述钛白粉的用量为1-3重量份，所述钛青绿的用量为0.1-1重量份。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的树脂砂轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)混料：将所述磨料、酚醛树脂液、酚醛树脂粉和填料混合均匀；
(2)晾料：将步骤(1)所得物料置于温度为18-25℃，湿度为40-60％的环境中晾晒8-12h；
(3)过筛：将经步骤(2)处理得到的物料过10-15目筛网；
(4)成型：设置成型车床压力12-15MPa、预热至机床温度为35-45℃、烤网温度为100-130℃，将经步骤(3)处理得到的物料倒入车床模具摊铺均匀，放入所述玻璃纤维增强网片，再将经步骤(3)处理得到的物料倒入车床模具，摊匀；放孔环，经机床压制保压，即得砂轮毛坯；
(5)硬化：将砂轮毛坯装入硬化炉，设置硬化炉的升温曲线：
第一阶段：60-90℃，每2h升温10℃，在80℃保温2h；
第二阶段：100-130℃，每1.5h升温10℃，在100℃和120℃各保温2h；
第三阶段：140-160℃，每1h升温10℃，在160℃保温5-6h；
降温至室温，即得所述树脂砂轮。
9.根据权利要求8所述的树脂砂轮的制备方法，其特征在于，混料时先向所述磨料中加入树脂液搅拌均匀；将所述酚醛树脂粉和填料预混2-3min；再将磨料与酚醛树脂液的混合物与树脂粉和填料的混合物混合搅拌10-15min。
10.根据权利要求8所述的树脂砂轮的制备方法，其特征在于，降温时，先将所述硬化炉的上风门和左右门打开1/2，使硬化炉的温度降至90-100℃；再将硬化炉的炉门打开1/4，降至室温。
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