CN110977795A - 一种热固性酚醛树脂切割砂轮及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热固性酚醛树脂切割砂轮及其制备方法，属于切割砂轮生产技术领域，切割砂轮包括磨削体、嵌入磨削体内部的加强网片，按重量百分数计，磨削体的原料包括原料A、原料B；原料A包括微晶刚玉、棕刚玉、冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、超细粉、石膏、润湿剂；原料B为热固性酚醛树脂粉，热固性酚醛树脂粉的添加量为原料A总重量的20‑30%。该切割砂轮，通过原料之间的协同作用，使切割砂轮具有较高的锋利度、磨削效率，同时还具有较高的回转强度，提高了切割砂轮的使用寿命。该切割砂轮制备方法，不仅使切割砂轮制备稳定，而且增加原料之间的结合强度，提高切割砂轮的使用效果。

Description

一种热固性酚醛树脂切割砂轮及其制备方法
技术领域
本发明涉及切割砂轮生产技术领域，更具体的说，它涉及一种热固性酚醛树脂切割砂轮及其制备方法。
背景技术
砂轮是磨削的主要工具，其是由磨料、填料、结合剂构成的多孔物质，被广泛的应用于冶金、建筑、铁路等领域，主要用于钢管、型管、钢筋的切割和打磨。目前，在砂轮切割金属的过程中，为了增加砂轮的磨消润滑，并减少砂轮的磨损量，一般在砂轮的原料中加入硫铁矿，硫铁矿的主要成分为二硫化铁，加入二硫化铁虽然可以减少砂轮的磨损量，但是二硫化铁很容易被空气中的氧气所氧化，产生二氧化硫和三氧化二铁，二氧化硫遇水形成亚硫酸，亚硫酸具有腐蚀性，对金属造成腐蚀，并使断面出现毛刺等现象，同时三氧化二铁脱离砂轮并掉落下来，使砂轮形成孔隙，降低砂轮的锋利度。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种热固性酚醛树脂切割砂轮，通过原料之间的协同作用，使切割砂轮具有较高的锋利度、磨削效率，而且还具有较高的回转强度，提高了切割砂轮的使用寿命，同时金属的切割断面无烧伤、无毛刺现象，使切割砂轮具有良好的使用效果。
本发明的目的二在于提供一种制备上述热固性酚醛树脂切割砂轮的方法，不仅使切割砂轮制备稳定，而且在原料A中加入热固性酚醛树脂粉，便于原料的控制，同时由于将混料静置12-24h，能够使原料进行充分混合、反应，增加原料之间的结合强度。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，包括磨削体、嵌入磨削体内部的加强网片；按重量百分数计，所述磨削体的原料包括原料A、原料B；
所述原料A包括微晶刚玉15-30％、棕刚玉40-60％、冰晶石5.5-8％、锰铝尖晶石3.3-5％、碳化硼1.8-2.9％、超细粉1.8-3.2％、石膏3.5-6.5％、润湿剂5-7％；
所述原料B为热固性酚醛树脂粉，所述热固性酚醛树脂粉的添加量为原料A总重量的20-30％。
通过采用上述技术方案，原料之间的协同作用，使切割砂轮具有较高的锋利度、磨削效率，而且还具有较高的回转强度，提高了切割砂轮的使用寿命，同时金属的切割断面无烧伤、无毛刺现象，使切割砂轮具有良好的使用效果
较优选地，所述原料A包括微晶刚玉20％、棕刚玉53％、冰晶石7％、锰铝尖晶石4％、碳化硼2.4％、超细粉2.6％、石膏5％、润湿剂6％；所述原料B为热固性酚醛树脂粉，所述热固性酚醛树脂粉的添加量为原料A总重量的25％。
通过采用上述技术方案，对切割砂轮的原料进一步优化，提高切割砂轮的锋利度、磨削效率，使切割砂轮具有良好的使用效果。
较优选地，所述磨削体的原料还包括原料C，原料C为含碳树脂粉，所述含碳树脂粉的添加量为原料A总重量的6-10％。
通过采用上述技术方案，含碳树脂粉中含有高残碳量，在含碳树脂粉固化后，形成炭结合网络，有效提高了切割砂轮的锋利度、磨削效率，并提高原料之间的结合强度，增加切割砂轮的使用寿命。
较优选地，所述超细粉为二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，由于二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉表面含有大量的羟基，随着固化温度的不断上升，二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉和热固性酚醛树脂粉进行结合，提高切割砂轮原料之间的结合强度，进而提高切割砂轮的锋利度、磨削效率。
较优选地，所述超细粉的粒度D70小于等于3μm。
通过采用上述技术方案，对超细粉的粒度进行优化，不仅增加超细粉的表面积，增加了超细粉表面的活性位点，使超细粉具有较高的反应活性，而且增加超细粉和热固性酚醛树脂之间的接触面积，促进原料之间的反应和自结合，增强原料之间的结合强度，提高切割砂轮的锋利度、磨削效率，同时还可以使原料保持良好的流动性，便于切割砂轮的机压成型。
较优选地，所述加强网片为钢纤维网片。
通过采用上述技术方案，钢纤维网片不仅增加了切割砂轮的强度，而且由于钢纤维网片具有良好的散热效果，能够将切割砂轮在切割金属时产生的热量进行快速的散热，降低金属断面出现烧伤的情况。
较优选地，所述加强网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直。
通过采用上述技术方案，加强网片的两侧有上层磨削本体、下层磨削本体，位于加强网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内，位于加强网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，尖刺增加了加强网片和磨削本体之间的接触面积，并增加了加强网片和磨削体的结合强度，降低上层磨削本体、下层磨削本体出现分层的情况，而且还进一步提高了切割砂轮的散热效果。
较优选地，按重量份数计，所述微晶刚玉的级配为：15-10mm 3-6份、10-8mm 8-15份、8-5mm 4-9份。
较优选地，按重量份数计，所述棕刚玉的级配为：10-8mm 6-9份、8-5mm 12-18份、5-3mm 16-24份、3mm-0mm 6-9份。
通过采用上述技术方案，对微晶刚玉、棕刚玉的级配进行优化，使原料保持良好的流动性，便于原料的成型，同时还提高了切割砂轮的体积密度、堆积密度，进而提高了切割砂轮的致密性、结合强度。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种制备上述热固性酚醛树脂切割砂轮的方法，包括如下步骤：
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、超细粉、石膏、含碳树脂粉，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置12-24h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，进行扫平处理，然后将加强网片水平放置在混料A的表面，之后将混料B放入模具中，进行扫平处理，然后将模盖放入模具中，机压成型，得到砂轮胚；
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理10-20h，升温至90-100℃，保温处理2-3h，继续升温至110-120℃，保温处理3-6h，继续升温至150-160℃，保温处理 10-12h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
通过采用上述技术方案，在原料A中加入热固性酚醛树脂粉，热固性酚醛树脂粉可以根据原料A的流动性需求进行添加，便于原料配比的控制，由于将混料静置12-24h，然后将混料分为混料A、混料B，能够使混料进行充分混合、反应，增加切割砂轮之间的结合强度，由于混料A的重量为混料总重量的50％，使加强网片位于切割砂轮的中间，增加切割砂轮的强度，砂轮胚固化采用逐步升温的方式，便于原料之间的反应和自结合，增加原料之间的结合强度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明的热固性酚醛树脂切割砂轮，通过原料之间的协同作用，使切割砂轮具有较高的锋利度、磨削效率，而且还具有较高的回转强度，提高了切割砂轮的使用寿命，同时金属的切割断面无烧伤、无毛刺现象，使切割砂轮具有良好的使用效果。
第二、冰晶石具有良好的散热性，有效提高切割砂轮的散热效果；锰铝尖晶石具有良好的高温结构柔韧性，降低切割砂轮的脆性；碳化硼具有良好的硬度和耐磨性，增加磨料的耐磨性；超细粉表面含有大量的羟基，超细粉和酚醛树脂进行结合，提高切割砂轮的结合强度；石膏不仅增加了原料之间的结合强度，而且减少了原料的固化时间；润湿剂对酚醛树脂具有润湿和分散的效果，使酚醛树脂均匀的分布的原料中，便于酚醛树脂和原料进行反应和自结合；同时通过碳化硼、超细粉、石膏之间的协同作用，提高切割砂轮原料的结合强度、耐磨性，使切割砂轮具有良好的锋利度和磨削效率。
第三、在切割砂轮中加入含碳树脂粉，含碳树脂粉中含有高残碳量，在含碳树脂粉固化后，形成炭结合网络，有效提高了切割砂轮的锋利度、磨削效率，并提高原料之间的结合强度，增加切割砂轮的使用寿命。
第四、本发明的制备热固性酚醛树脂切割砂轮的方法，热固性酚醛树脂粉可以根据原料A的流动性需求进行添加，便于原料配比的控制，同时由于将混料静置12-24h，能够使原料进行充分混合、反应，增加原料之间的结合强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
表1实施例中切割砂轮的各原料含量(单位：kg)
Figure RE-GDA0002384765190000041
实施例1
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉、石膏，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 4kg、10-8mm 9kg、 8-5mm 5kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 8kg、8-5mm 16kg、 5-3mm 22kg、3mm-0mm 9kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；二氧化硅超细粉中SiO2的重量含量为97％，二氧化硅超细粉的粒度D70小于等于3μm；氧化铝超细粉中Al2O3的重量含量为99.5％，氧化铝超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；润湿剂选自GLYDOLN2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置12h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理10h，升温至100℃，保温处理2h，继续升温至120℃，保温处理3h，继续升温至160℃，保温处理10h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
实施例2
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉、石膏，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 5kg、10-8mm 13kg、 8-5mm 7kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 6kg、8-5mm 14kg、 5-3mm 18kg、3mm-0mm 7kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；二氧化硅超细粉中SiO2的重量含量为97％，二氧化硅超细粉的粒度D70小于等于3μm；氧化铝超细粉中Al2O3的重量含量为99.5％，氧化铝超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；润湿剂选自GLYDOLN2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置20h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；
其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理20h，升温至90℃，保温处理3h，继续升温至110℃，保温处理6h，继续升温至150℃，保温处理12h，然后降温至 60℃，脱模，得到切割砂轮。
实施例3
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉、石膏，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 4kg、10-8mm 10kg、 8-5mm 6kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 8kg、8-5mm 16kg、 5-3mm 21kg、3mm-0mm 8kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；二氧化硅超细粉中SiO2的重量含量为97％，二氧化硅超细粉的粒度D70小于等于3μm；氧化铝超细粉中Al2O3的重量含量为99.5％，氧化铝超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；润湿剂选自GLYDOLN2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置20h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；
其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理15h，升温至95℃，保温处理2.5h，继续升温至115℃，保温处理5h，继续升温至155℃，保温处理11h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
实施例4
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉、石膏，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 6kg、10-8mm 15kg、 8-5mm 9kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 6kg、8-5mm 14kg、 5-3mm 18kg、3mm-0mm 7kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；二氧化硅超细粉中SiO2的重量含量为97％，二氧化硅超细粉的粒度D70小于等于3μm；氧化铝超细粉中Al2O3的重量含量为99.5％，氧化铝超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；润湿剂选自GLYDOLN2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置22h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；
其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理20h，升温至90℃，保温处理2h，继续升温至110℃，保温处理5h，继续升温至160℃，保温处理10h，然后降温至 60℃，脱模，得到切割砂轮。
实施例5
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉、石膏，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 3kg、10-8mm 8kg、 8-5mm 4kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 9kg、8-5mm 18kg、 5-3mm 24kg、3mm-0mm 9kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；二氧化硅超细粉中SiO2的重量含量为97％，二氧化硅超细粉的粒度D70小于等于3μm；氧化铝超细粉中Al2O3的重量含量为99.5％，氧化铝超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；润湿剂选自GLYDOLN2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置24h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理15h，升温至95℃，保温处理2.5h，继续升温至115℃，保温处理4h，继续升温至155℃，保温处理11h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
实施例6
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉、石膏，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 6kg、10-8mm 15kg、 8-5mm 9kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 6kg、8-5mm 12kg、 5-3mm 16kg、3mm-0mm 6kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；二氧化硅超细粉中SiO2的重量含量为97％，二氧化硅超细粉的粒度D70小于等于3μm；氧化铝超细粉中Al2O3的重量含量为99.5％，氧化铝超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；润湿剂选自GLYDOLN2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置12h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；
其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理18h，升温至100℃，保温处理3h，继续升温至110℃，保温处理5h，继续升温至150℃，保温处理12h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
实施例7
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、二氧化硅超细粉、石膏，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 4kg、10-8mm 10kg、 8-5mm 6kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 8kg、8-5mm 16kg、 5-3mm 21kg、3mm-0mm 8kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；二氧化硅超细粉中SiO2的重量含量为97％，二氧化硅超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；润湿剂选自GLYDOL N2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置20h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；
其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理15h，升温至95℃，保温处理2.5h，继续升温至115℃，保温处理5h，继续升温至155℃，保温处理11h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
实施例8
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、氧化铝超细粉、石膏，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 4kg、10-8mm 10kg、 8-5mm 6kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 8kg、8-5mm 16kg、 5-3mm 21kg、3mm-0mm 8kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；氧化铝超细粉中Al2O3的重量含量为99.5％，氧化铝超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；润湿剂选自GLYDOLN2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置20h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；
其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理15h，升温至95℃，保温处理2.5h，继续升温至115℃，保温处理5h，继续升温至155℃，保温处理11h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
实施例9
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉、石膏、含碳树脂粉，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 4kg、10-8mm 10kg、 8-5mm 6kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 8kg、8-5mm 16kg、 5-3mm 21kg、3mm-0mm 8kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；二氧化硅超细粉中SiO2的重量含量为97％，二氧化硅超细粉的粒度D70小于等于3μm；氧化铝超细粉中Al2O3的重量含量为99.5％，氧化铝超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；含碳树脂粉选自carbores-T60，含碳树脂粉中残碳重量含量为80％，粒度小于等于0.074mm；润湿剂选自GLYDOL N2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置20h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；
其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理15h，升温至95℃，保温处理2.5h，继续升温至115℃，保温处理5h，继续升温至155℃，保温处理11h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
实施例10
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉、石膏、含碳树脂粉，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 4kg、10-8mm 10kg、 8-5mm 6kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 8kg、8-5mm 16kg、 5-3mm 21kg、3mm-0mm 8kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；二氧化硅超细粉中SiO2的重量含量为97％，二氧化硅超细粉的粒度D70小于等于3μm；氧化铝超细粉中Al2O3的重量含量为99.5％，氧化铝超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；含碳树脂粉选自carbores-T60，含碳树脂粉中残碳重量含量为80％，粒度小于等于0.074mm；润湿剂选自GLYDOL N2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置20h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；
其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理15h，升温至95℃，保温处理2.5h，继续升温至115℃，保温处理5h，继续升温至155℃，保温处理11h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
实施例11
一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其原料配比见表1。
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉、石膏、含碳树脂粉，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
其中，微晶刚玉中Al2O3的重量含量为95.5％，微晶刚玉的级配为：15-10mm 4kg、10-8mm 10kg、 8-5mm 6kg；棕刚玉中Al2O3的重量含量为95％，棕刚玉的级配为：10-8mm 8kg、8-5mm 16kg、 5-3mm 21kg、3mm-0mm 8kg；冰晶石中Na3AlF6的重量含量为97％，粒度小于等于0.074mm；锰铝尖晶石中MnAl2O4的重量含量为90％，粒度小于等于0.074mm；碳化硼中B4C的重量含量为90％，粒度小于等于1mm；二氧化硅超细粉中SiO2的重量含量为97％，二氧化硅超细粉的粒度D70小于等于3μm；氧化铝超细粉中Al2O3的重量含量为99.5％，氧化铝超细粉的粒度D70小于等于3μm；石膏选自潞城市泰山石膏建材有限公司；含碳树脂粉选自carbores-T60，含碳树脂粉中残碳重量含量为80％，粒度小于等于0.074mm；润湿剂选自GLYDOL N2002。
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置20h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50％；其中，热固性酚醛树脂粉选自PF-4165，其固含量为80％。
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，将混料A的表面进行扫平处理，使混料A均匀的平铺在模具内，混料A在模具内形成下层磨削本体，然后将加强网片放置在下层磨削本体的顶面，加强网片与模具相适配，加强网片设置为钢纤维网片，钢纤维网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直，尖刺也是由钢纤维制成，且尖刺和加强网片一体成型设置，之后将混料B放入模具中，将混料B的表面进行扫平处理，混料B 均匀的平铺在模具内，混料B在模具内形成上层磨削本体，钢纤维网片嵌入于上层磨削本体、下层磨削本体之间，多个尖刺均匀分布在钢纤维网片的顶面和底面，且位于钢纤维网片底面的多个尖刺伸入下层磨削本体内，位于钢纤维网片顶面的多个尖刺伸入上层磨削本体内。然后将模盖放入模具中，并使模盖盖在上层磨削本体顶面，机压成型，得到砂轮胚。
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理15h，升温至95℃，保温处理2.5h，继续升温至115℃，保温处理5h，继续升温至155℃，保温处理11h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
对比例1
采用市场普通市售薄片切割砂轮。
对比例2
本对比例和实施例3的区别之处在于，原料A中未添加碳化硼。
对比例3
本对比例和实施例3的区别之处在于，原料A中未添加超细粉。
对比例4
本对比例和实施例3的区别之处在于，原料A中未添加碳化硼、超细粉、石膏。
将实施例1-11和对比例1-4加工成相同尺寸的切割砂轮，利用切割砂轮切割钢棒，进行下述性能检测，检测结果如表2所示。
其中，切割砂轮直径为105mm、孔直径为16mm、厚度为1mm；
钢棒为304不锈钢棒，钢棒的直径为12mm；
回转强度为切割砂轮表面出现破裂的线速度；
锋利度为切割金属质量和砂轮损耗质量之比；
磨削效率为切割金属质量和切割时间之比。
表2检测结果
Figure RE-GDA0002384765190000171
从表2中可以看出，本发明制备得到的切割砂轮，通过原料之间的协同作用，提高了切割砂轮的锋利度和磨削效率，锋利度最高达到3.38g/g，磨削效率最高达到0.306g/s，同时还使切割砂轮具有良好的回转强度，回转强度最高达到124m/s，且304不锈钢棒的切割断面无烧伤、无毛刺现象，使切割砂轮具有良好的使用效果。
通过对比实施例3和对比例2-4，可以看出，在切割砂轮的原料中加入碳化硼，碳化硼具有良好的硬度和耐磨性，增加磨料的耐磨性，在切割砂轮的原料中加入超细粉，超细粉表面含有大量的羟基，超细粉和酚醛树脂进行结合，提高切割砂轮的结合强度，通过碳化硼、超细粉之间的协同作用，提高切割砂轮原料的结合强度、耐磨性，使切割砂轮具有良好的锋利度和磨削效率。
通过对比实施例3和实施例9-11，可以看出，在切割砂轮的原料中加入含碳树脂粉，能够明显降低砂轮损耗质量，提高切割砂轮的锋利度和磨削效率，这主要是由于含碳树脂粉中含有高残碳量，在其固化过程中，形成炭结合网络，并增加原料之间的结合强度，提高切割砂轮的使用寿命。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其特征在于：包括磨削体、嵌入磨削体内部的加强网片；按重量百分数计，所述磨削体的原料包括原料A、原料B；
所述原料A包括微晶刚玉15-30%、棕刚玉40-60%、冰晶石5.5-8%、锰铝尖晶石3.3-5%、碳化硼1.8-2.9%、超细粉1.8-3.2%、石膏3.5-6.5%、润湿剂5-7%；
所述原料B为热固性酚醛树脂粉，所述热固性酚醛树脂粉的添加量为原料A总重量的20-30%。
2.根据权利要求1所述的一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其特征在于：所述原料A包括微晶刚玉20%、棕刚玉53%、冰晶石7%、锰铝尖晶石4%、碳化硼2.4%、超细粉2.6%、石膏5%、润湿剂6%；所述原料B为热固性酚醛树脂粉，所述热固性酚醛树脂粉的添加量为原料A总重量的25%。
3.根据权利要求1所述的一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其特征在于：所述磨削体的原料还包括原料C，原料C为含碳树脂粉，所述含碳树脂粉的添加量为原料A总重量的6-10%。
4.根据权利要求1所述的一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其特征在于：所述超细粉为二氧化硅超细粉、氧化铝超细粉中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其特征在于：所述超细粉的粒度D70小于等于3μm。
6.根据权利要求1所述的一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其特征在于：所述加强网片为钢纤维网片。
7.根据权利要求6所述的一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其特征在于：所述加强网片的两个侧面分别均匀固设有多个尖刺，尖刺和加强网片侧面垂直。
8.根据权利要求1所述的一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其特征在于：按重量份数计，所述微晶刚玉的级配为：15-10mm 3-6份、10-8mm 8-15份、8-5mm 4-9份。
9.根据权利要求1所述的一种热固性酚醛树脂切割砂轮，其特征在于：按重量份数计，所述棕刚玉的级配为：10-8mm 6-9份、8-5mm 12-18份、5-3mm 16-24份、3mm-0mm 6-9份。
10.一种制备如权利要求1-9中任意一项所述的热固性酚醛树脂切割砂轮的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、原料A配料
在不断搅拌的条件下，将微晶刚玉、棕刚玉混合均匀，然后加入冰晶石、锰铝尖晶石、碳化硼、超细粉、石膏、含碳树脂粉，混合均匀，之后加入润湿剂，并混合均匀，得到原料A；
S2、混料
在不断搅拌的条件下，将热固性酚醛树脂粉加入原料A中，混合均匀，得到混料，静置12-24h，然后将混料分为两份，分别为混料A、混料B，其中混料A的重量为混料总重量的50%；
S3、初成型
在温度为60℃的条件下，将混料A放入模具中，进行扫平处理，然后将加强网片水平放置在混料A的表面，之后将混料B放入模具中，进行扫平处理，然后将模盖放入模具中，机压成型，得到砂轮胚；
S4、烘干固化
在温度为60℃的条件下，对砂轮胚连同模具、模盖一起，保温处理10-20h，升温至90-100℃，保温处理2-3h，继续升温至110-120℃，保温处理3-6h，继续升温至150-160℃，保温处理10-12h，然后降温至60℃，脱模，得到切割砂轮。
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