CN113664736B - 树脂结合剂固结磨具的制备方法及其制备的固结磨具 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种树脂结合剂固结磨具的制备方法，包括成型料制备步骤，冷压成型步骤，预固化步骤，热压成型步骤，在热压处理中间隔进行排气处理以及固化步骤。采用冷压成型工艺使砂轮初步成型，根据树脂结合剂特性采用与其相匹配的预固化方式，使结合剂凝胶化交联符合，并实现结合剂与磨料预固化，保证了砂轮磨削功能部组织内部高度均衡一致，不仅解决了固化均衡性差的技术问题，而且形成多层细微磨料结构﹑实现密集点状磨削，实现了砂轮高锋利度，磨削比达到1：160以上；在热压处理过程中间隔进行排气处理，使树脂结合剂固化过程中产生的废气及时排出固结磨具组织，有效避免在固结磨具组织中产生气孔，提高了固结磨具的硬度和机械强度。
Description
技术领域
本发明涉及固结磨具制备技术领域，特别是涉及一种树脂结合剂固结磨具的制备方法及其制备的固结磨具。
背景技术
树脂结合剂砂轮制造工艺流程包括成型料混料、冷热压成型、固化、精加工工序，其中，成型及固化工序为砂轮的关键工序和特殊工序，这两部工序是制备砂轮的实现技术性能指标的主要技术要素，传统的成型及固化工艺，制备的砂轮硬度不高，热压过程中有部分结合剂在大压力的情况下，气体废气从砂轮坯件中逸出，逸出造成的气孔既降低了砂轮硬度，也降低了砂轮的机械强度，易破裂；固化不均衡，导致砂轮组织内部难以均衡一致，固化率难以均衡、完全不仅造成了材料浪费，制约了砂轮的使用性能，并且不适宜用于大规格、精密磨、高速重负荷磨削砂轮的制造，制约了砂轮的应用范围。
发明内容
基于此，有必要针对传统的树脂结合剂固结磨具制备工艺热压及固化工序容易导致固结磨具机械强度低、固化均衡性差的技术问题，提供一种树脂结合剂固结磨具的制备方法及其制备的固结磨具。
本发明提出的一种树脂结合剂固结磨具的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
成型料制备步骤，按配方比提供成型料组分并混合处理，制得所述成型料；
冷压成型步骤，将所述成型料加入固结磨具的模具中并冷压处理，制得冷压成型坯组件，其中，所述冷压处理的压力为17.0Mpa～20.0Mpa，所述冷压处理标准为将冷压成型坯冷压至成品厚度的1.1～1.3倍；预固化步骤，将所述冷压成型坯组件进行预固化处理，制得预固化成型坯组件；
热压成型步骤，将所述预固化成型坯组件进行热压处理，在所述热压处理过程中间隔进行排气处理，制得热压成型坯组件；
固化步骤，将所述热压成型坯组件进行固化处理，制得树脂结合剂固结磨具。
在其中一个实施例中，在所述预固化步骤中，所述预固化处理为分阶段加热预固化，所述分阶段加热固化的条件如下：
第一阶段以60℃→80℃的温度条件下加热30min～60min；
第二阶段以80℃→100℃的温度条件下加热30min～60min；
第三阶段以100℃→120℃的温度条件下加热30min～60min；
第四阶段以120℃→130℃的温度条件下加热30min～60min。
在其中一个实施例中，在所述热压成型步骤中，热压处理为从18Mpa～20Mpa升压至20Mpa～25Mpa，从120℃～130℃以0.5℃/min～1.5℃/min的升温速率升温至180℃～200℃，在所述升温升压过程中间隔进行排气处理。
在其中一个实施例中，在所述热压成型步骤中，温度每升高10℃～20℃，停止热压并启动排气处理2min～8min。
在其中一个实施例中，在所述固化步骤中，所述固化处理为于220℃～230℃的温度条件、20Mpa～25Mpa的压力条件下保温保压1h～4h。
在其中一个实施例中，在所述冷压成型步骤中，成型料分批次加入所述固结磨具的模具中，冷压处理根据所述成型料的加入批次分次进行冷压处理。
在其中一个实施例中，所述成型料包括以下重量份数的组分：
在其中一个实施例中，所述辅助料包括石膏粉以及硫化亚铁，所述石膏粉与所述硫化亚铁的重量比为(3：10)～(10：3)。
在其中一个实施例中，所述树脂结合剂包括酚醛树脂、改性酚醛树脂、聚酰亚胺树脂中的任意一种或几种，所述润湿剂包括糠醛、酚醛树脂液中的任意一种或两种。
本发明还提出了一种树脂结合剂固结磨具，所述树脂结合剂固结磨具采用如上所述的树脂结合剂固结磨具的制备方法制备而成。
上述树脂结合剂固结磨具的制备方法，采用冷压成型工艺使砂轮初步成型，进而根据树脂结合剂特性采用与其相匹配的阶段式加热预固化方式，使结合剂凝胶化交联符合，并实现结合剂与磨料预固化，保证了砂轮磨削功能部组织内部高度均衡一致，不仅解决了固化均衡性差的技术问题，而且形成多层细微磨料结构﹑实现密集点状磨削，实现了砂轮高锋利度，磨削比达到1：160以上，满足高速重负荷磨削的需求；同时，在热压处理过程中间隔进行排气处理，能够使热压过程中树脂结合剂固化过程中产生的气体废气及时排出固结磨具组织，能够有效避免在固结磨具组织中产生气孔，提高了固结磨具的硬度以及机械强度；此外，依据精度控制技术对高速超重负荷磨削砂轮的产业化生产进行了整体结构优化设计，使制备的高速超重负荷磨削砂轮不平衡系数不大于0.40，砂轮最小直径达到250mm，最大砂轮直径达到900mm～11 00mm。
附图说明
图1为本发明树脂结合剂固结磨具的制备方法流程示意图；
图2为本发明树脂结合剂固结磨具的制备方法使用的模套及压头结构示意图；
图3为本发明树脂结合剂固结磨具的制备方法使用的模芯结构示意图；
图4为本发明树脂结合剂固结磨具的制备方法使用的冷压上模板结构示意图；
图5为本发明树脂结合剂固结磨具的制备方法使用的热压上模板及下模板结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提出的一实施例的树脂结合剂固结磨具的制备方法，请参阅图1所示，该制备方法包括以下步骤：
成型料制备步骤S100，按配方比提供成型料组分并混合处理，制得所述成型料；
冷压成型步骤S200，将所述成型料加入固结磨具的模具中并冷压处理，制得冷压成型坯组件，其中，所述冷压处理的压力为17.0Mpa～20.0Mpa；所述冷压处理标准为将冷压成型坯冷压至成品厚度的1.1～1.3倍；
预固化步骤S300，将所述冷压成型坯组件进行预固化处理，制得预固化成型坯组件；
热压成型步骤S400，将所述预固化成型坯组件进行热压处理，在所述热压处理过程中间隔进行排气处理，制得热压成型坯组件；
固化步骤S500，将所述热压成型坯组件进行固化处理，制得树脂结合剂固结磨具。
上述树脂结合剂固结磨具的制备方法，采用冷压成型工艺使砂轮初步成型，进而根据树脂结合剂特性采用与其相匹配的阶段式加热预固化方式，使结合剂凝胶化交联符合，并实现结合剂与磨料预固化，保证了砂轮磨削功能部组织内部高度均衡一致，不仅解决了固化均衡性差的技术问题，而且形成多层细微磨料结构﹑实现密集点状磨削，实现了砂轮高锋利度，磨削比达到1：160以上，满足高速重负荷磨削的需求；同时，在热压处理过程中间隔进行排气处理，能够使热压过程中树脂结合剂固化过程中产生的气体废气及时排出固结磨具组织，能够有效避免在固结磨具组织中产生气孔，提高了固结磨具的硬度以及机械强度；此外，依据精度控制技术对高速超重负荷磨削砂轮的产业化生产进行了整体结构优化设计，使制备的高速超重负荷磨削砂轮不平衡系数不大于0.40，砂轮最小直径达到250mm，最大砂轮直径达到900mm～11 00mm。
更进一步地，本发明的树脂结合剂固结磨具的制备方法工艺简单易操作，对环境友好，适合产业化，生产的树脂结合剂固结磨具硬度高，磨粒锋利，更符合大规格、精密磨、高速重负荷磨削的使用要求。
作为一种可选实施方式，上述树脂结合剂固结磨具的成型料包括以下重量份数的组分：
进一步地，作为一种可选实施方式，该固结磨具还设有加强功能部以增强固结磨具的机械强度和适用范围，优选的，加强功能部可以是与固结磨具相匹配的若干钢环；可选的，钢环的数量与直径大小可以根据固结磨具的厚度以及直径大小进行选择。
作为一种可选实施方式，成型料中的磨料为磨料颗粒，磨料颗粒的粒度组成根据高速超重负荷磨削砂轮的磨削目的进行选择，例如可以是：6#50％、8#25％、10#25％，也可以是6#25％、8#50％、10#25％，又可以是10#25％、16#50％、20#25％。在该实施方式中，根据磨削特钢钢坯的需求确定磨料粒度的组成，其中，粒度标号符合GB2477-83磨料粒度及其组成中的记载的粒度号及其组成。
作为一种可选实施方式，成型料中的磨料选自陶瓷微晶锆刚玉、陶瓷微晶烧结刚玉、碳化硅中的任意一种或几种。
作为一种可选实施方式，成型料中的辅助料包括石膏粉以及硫化亚铁。石膏粉与所述化亚铁的重量比为(3：10)～(10：3)，即在成型料中，包括以下重量份数的组份作为辅助料：
石膏粉 1.5～5重量份；
硫化亚铁 1.5～5重量份。
在本发明的成型料中，石膏粉能够在固结磨具制备中提高自身强度，缩短硬化时间，防止起泡、膨胀产生废品，从而增加树脂的结合强度；硫化亚铁在固结磨具/砂轮磨削时，在工件与砂轮接触的周边空间内，由于高速磨削、发热过程中，成型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，提高工件抗烧伤能力，并且还能起到促进固化和改善磨削性能。
作为一种可选实施方式，树脂结合剂包括酚醛树脂、改性酚醛树脂、聚酰亚胺树脂中的任意一种或几种。
其中，可选的，润湿剂为糠醛和/或酚醛树脂液。
其中，可选的，在成型料制备步骤中，使用上下双锅逆流混料机进行混合处理，在该步骤中，首先按配方比称取成型料的磨料加入启动搅拌状态的上下双锅逆流混料机的上锅中，加入硅烷偶联剂以及润湿剂搅拌混合5min～10min；按配方比称取树脂结合剂和辅助料加入启动搅拌状态的上下双锅逆流混料机的下锅中，搅拌混合5min～10min后，将上下双锅逆流混料机的上锅中的混合物转入上下双锅逆流混料机的下锅中继续搅拌混合5min～10min，制得成型料备用。
进一步地，作为一种优选实施方式，在冷压成型步骤中，成型料分批次加入所述固结磨具的模具中，冷压处理根据所述成型料的加入批次分次进行冷压处理。
可选地，在冷压成型步骤中，将成型料按照一定的单重，用定模法冷压成型。定模法成型模具与普通砂轮模具不同，本发明根据制备固结磨具的尺寸，设计采用适合定模成型的专用的模具，请参阅图2至图5所示，优选的，模具由压头100、适应定模成型冷热压两层结构的模套和模芯、上模板、下模板组成。其中，模环、模芯由保持内径一致的上下两部分组成，模套上下两部分分别为冷压模套210和热压模套220，模芯上下两部分分别为冷压模芯310和热压模芯320，冷压模套210和热压模套220以及冷压模芯310和热压模芯320各通过在接口处车加工一凹凸端面连接，冷压成型结束后上部移出冷压模套210和冷压模芯310，保留下部热压模套220和热压模芯320，直至成型固化结束脱模。上模板分为冷压上模板400和热压上模板500，冷压上模板400和热压上模板500为两块结构不同的相同直径的金属模板组成，冷压上模板400下部贴有聚氨酯弹性材料的弹性部410，热压上模板500未设置聚氨酯弹性材料；此外，下模板与热压上模板500结构可以完全相同，同样也未设置聚氨酯弹性材料。冷压成型结束，刮去由于投料时，轻微投料时的刮料不均衡，压制时冷压上模板400与砂轮坯料接触端面为弹性聚氨酯材料，弹性聚氨酯面留下刮料不均衡，实现保持砂轮内部组织密度均匀；冷压成型结束后移出上部冷压模环210、冷压模芯310，将冷压上模板400换成热压上模板500，连同下部热压模套220、热压模芯320及下模板及其组成的模具中的冷压成型后的坯料，转下道工序。
在冷压成型步骤S300中，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，模芯与模套中间装填成型料，冷压上模板400置于模套上部；冷压时冷压上模板400带由聚氨酯结构弹性面410与成型料相邻接，冷压上模板400上部为压头100，压头100与压机连接。
其中，装填成型料时，按照所制备的砂轮具体规格计算砂轮的单重并称取相应的成型料，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模具转动的投料转盘装置同步，实现均匀投料；成型机组的砂轮成型机摊料转盘采用摩擦传动方式，避免采用齿轮传动或其他方式传动，以消除传动抖动使成型料产生组织密度不均匀，使成型料在模具内均匀分布，装填完成后安装冷压上模板400，连同砂轮成型模具进压机压制成型上下两面均匀受压，使冷压成型坯密度均匀，符合质量要求。
优选的，冷压成型步骤的具体实施方式如下：
根据作为补强功能部的补强钢环数量等份成型料并分次投料，施压，按照上述过程在成型机组操作台上安装模具并装填一等份成型料后，放置补强钢环后再装填一等份的成型料后进行冷压处理，在常规低吨位冷压砂轮成型机组操作台上冷压成型，冷压成型采用定模成型，即，在一定压力条件下压制到模具定摸厚度一定的尺寸，其厚度优选为成品规定厚度的1.2倍，并保持1min。压力17.0Mpa～20.0Mpa，例如可以是17.0Mpa、17.5Mpa、18.0Mpa、18.5Mpa、19.0Mpa、19.5Mpa、20.0Mpa等。施压后移至操作台，去掉模具垫铁，卸去冷压成型的冷压上模板400，再次开动操作台转盘，用刀口尺刮去坯体与上模板接触的下不平的端面，砂轮坯料上端面由于组织密度不均匀留在上模板的聚氨酯弹性结构的凹凸部分，留待下次投料合并投入。冷压成型步骤S300完成后，移除冷压上模板、冷压模套以及冷压模芯，装上热压上模板500备用。
作为一种可选实施方式，在所述预固化步骤中，所述预固化处理为分阶段加热预固化，所述分阶段加热固化的条件如下：
第一阶段以60℃～80℃的温度条件下加热30min～60min；
第二阶段以80℃～100℃的温度条件下加热30min～60min；
第三阶段以100℃～120℃的温度条件下加热30min～60min；
第四阶段以120℃～130℃的温度条件下加热30min～60min。
优选的，在该实施方式中，将更换为热压上模板的模具整体置于预固化炉中按照上述分阶段加热预固化的条件进行预固化。
通过根据树脂结合剂特性设计初步固化曲线温度，采用分段加热预固化使冷压成型坯组件中的结合剂完全凝胶化，结合剂凝胶化交联复合，并实现结合剂与磨料预固化，在预固化过程中缓慢排出反应气体，保证了砂轮组织内部高度均衡一致，从而形成多层细微磨料结构、实现密集点状磨削，实现了砂轮高锋利度，磨削比达到1：160以上，满足高速重负荷磨削的需求。
作为一种可选实施方式，在所述热压成型步骤中，热压处理为从18Mpa～20Mpa升压至20Mpa～25Mpa，从120℃～130℃以0.5℃/min～1.5℃/min的升温速率升温至180℃～190℃，在所述升温升压过程中间隔进行排气处理。优选的，热压处理过程中，温度每升高10℃～20℃，停止热压并启动排气处理2min～8min。。更优选的，热压处理过程中，温度每升高15℃，停止热压并启动排气处理5min。
例如，在热压成型步骤中，将模具放置在热压机中，整个过程在密闭环境中完成，随着温度和压力的升高，温度每升高15℃，停止热压并启动排气处理5min，每如此循环，由120℃～130℃升温至180℃～190℃，约需要停压排气处理3次，最终，温度上升至180℃～190℃，压力上升至20Mpa～25Mpa，压制规定的定模尺寸。
在该实施例中，根据树脂结合剂的特性选用适合的热压压力以及热压固化曲线温度，使树脂结合剂逐渐固化，在固化过程中，由于进行了间隔停压排气，能够使树脂结合剂固化产生的废气及时排出，避免废气在固结磨具组织中蓄积产生大气孔影响固结磨具的硬度和机械强度。
作为一种可选实施方式，在所述固化步骤中，所述固化处理为于220℃～230℃的温度条件、20Mpa～25Mpa的压力条件下保温保压1h～4h。
进一步地，在固化步骤后，停止加压，关闭加热系统，开启热压成型机组出模系统，将模具从热压机内取出，坯料出模。
实施例1
规格为610mm×75mm×203.4mm(砂轮外径×厚度×孔径)的树脂结合剂固结磨具的制备。
备料：准备50.29kg的陶瓷微晶锆刚玉磨料(粒度组成：6#25％、8#50％、10#25％)、1.48kg的石膏粉、1.48kg的硫化铁、9.7kg的酚醛树脂、0.06kg的偶联剂、1.79Kg的润湿剂以及钢环2只备用的。
成型料制备：将磨料加入启动搅拌状态的上下双锅逆流混料机的上锅中，加入偶联剂以及润湿剂搅拌混合5min～10min；将酚醛树脂、石膏粉以及硫化铁加入启动搅拌状态的上下双锅逆流混料机的下锅中，搅拌混合5min～10min后，将上下双锅逆流混料机的上锅中的混合物转入上下双锅逆流混料机的下锅中继续搅拌混合5min～10min，制得成型料备用。
冷压成型：使用500吨砂轮成型机组进行冷压成型，将制备的成型料过16#筛，使成型料呈松散状态，按照制备砂轮具体规格计算成型料的投料量为64.8kg，并称取相应重量的成型料。将成型料分为三等份，将一等份21.6kg的成型料加入到模具中并放置一个加强钢环，再将一等份21.6kg的成型料加入到模具中，并放置剩余的另一个加强钢环，再将一等份21.6kg的成型料加入到模具中，装上冷压上模板以18Mpa的压力压至规定厚度90mm并保持1min，完成冷压成型。去掉磨具垫铁，卸去冷压上模板﹑模环，模芯部分，装上热压上模板，转下道工序。
预固化：使用固化炉进行预固化，将上述冷压成型后冷压成型坯连同模具放置到固化炉内分段加热预固化，第一阶段室温至60℃的温度加热30min；第二阶段80℃的温度加热30min；第三阶段100℃的温度加热30min；第四阶段以120℃的温度加热30min。
热压成型：使用1500吨砂轮成型机组进行热压成型，将预固化后的预固化砂轮坯连通模具放置到热压机内，将压力上升到20Mpa，温度从初始的130℃逐渐升温高到200℃，温度以每分钟升高1℃的速度升高，整个过程在密闭的环境中完成，温度每升高15℃，启动排气程序，关闭压机压制系统，停止加压5min，便于固化反应气体从模具模板与模环处排出，如此反复启动排气程序三次直至升温至200℃。
固化步骤，热压成型升温至200℃时即刻进入固化处理，即仍使用1500吨砂轮成型机组进行固化步骤。保持热压成型结束时的压力20Mpa，调整温度至220℃，维持1.0h；至规定时间完成砂轮固化，砂轮固化后，停止加压，关闭加热系统，开启热压成型机组出模系统，将模具从热压机内取出，采用保温材料包裹模具，使模具缓慢冷却，待模具冷却后，坯料出模，拆除保温材料。
按以上方法制备的树脂结合剂固结磨具，在磨削SUS304不锈钢钢坯时,使用线速度80m/s，重负荷耐压达到15000N以上，磨削比达到1:163以上，静平衡系数为0.25。相比于国外某公司同类产品磨削比提高25％，静平衡性能提升37.5％，机械强度即回转强度提高了30％。
实施例2
规格为915mm×125mm×305mm(砂轮外径×厚度×孔径)的树脂结合剂固结磨具的制备。
备料：准备181.35kg的陶瓷微晶烧结刚玉磨料(粒度组成：6#25％、8#50％、10#25％)、5.66kg的石膏粉、5.66kg的硫化铁、33.97kg的酚醛树脂、0.56kg的偶联剂、6.8Kg的润湿剂以及钢环2只备用的。
成型料制备：将磨料加入启动搅拌状态的上下双锅逆流混料机的上锅中，加入偶联剂以及润湿剂搅拌混合5min～10min；将酚醛树脂、石膏粉以及硫化铁加入启动搅拌状态的上下双锅逆流混料机的下锅中，搅拌混合5min～10min后，将上下双锅逆流混料机的上锅中的混合物转入上下双锅逆流混料机的下锅中继续搅拌混合5min～10min，制得成型料备用。
冷压成型：使用800吨砂轮成型机组进行冷压成型，将制备的成型料过16#筛，使成型料呈松散状态，按照制备砂轮具体规格计算成型料的投料量为234kg，并称取相应重量的成型料。将成型料分为三等份，将一等份78kg的成型料加入到模具中并放置一个加强钢环，再将一等份78kg的成型料加入到模具中，并放置剩余的另一个加强钢环，再将一等份78kg的成型料加入到模具中，装上冷压上模板以18Mpa的压力压至规定厚度140mm并保持1min，完成冷压成型。去掉磨具垫铁，卸去冷压上模板﹑模环，模芯部分，装上热压上模板，转下道工序。
预固化：使用固化炉进行预固化，将上述冷压成型后冷压成型坯连同模具放置到固化炉内分段加热预固化，第一阶段以80℃的温度条件下加热30min，第二阶段以100℃的温度条件下加热30min，第三阶段以120℃的温度条件下加热60min，第四阶段以130℃的温度条件下加热60min。
热压成型：使用1500吨砂轮成型机组进行热压成型，将预固化后的预固化砂轮坯连通模具放置到热压机内，将压力上升到20Mpa，温度从初始的130℃逐渐升温高到230℃，温度以每分钟升高1℃的速度升高，整个过程在密闭的环境中完成，温度每升高15℃，启动排气程序，关闭压机研制系统，停止加压，便于固化反应气体从模具模板与模环处排出，如此反复启动排气程序三次直至升温至230℃。
固化步骤，热压成型升温至230℃时即刻进入固化处理，即仍使用1500吨砂轮成型机组进行固化步骤。保持热压成型结束时的压力20Mpa，调整温度至220℃，维持3.0h；至规定时间完成砂轮固化，砂轮固化后，停止加压，关闭加热系统，开启热压成型机组出模系统，将模具从热压机内取出，采用保温材料包裹模具，使模具缓慢冷却，待模具冷却后，坯料出模，拆除保温材料。
按以上方法制备的树脂结合剂固结磨具，在磨削SUS410L不锈钢钢坯时,使用线速度80m/s，重负荷耐压达到15000N以上，磨削比达到1:163以上，静平衡系数为0.25。相比于国外某公司同类产品，相同磨削方式和磨削工件温度条件下磨削比提高25％，静平衡性能提升37.5％，机械强度即回转强度提高了30％。
实施例3
实施例3的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于实施例3的冷压成型步骤中，加强钢环为3个，成型料分为六等份进行分次冷压。
实施例4
实施例4的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于实施例4的预固化步骤中，将冷压成型后冷压成型坯连同模具放置到固化炉内加热预固化，第一阶段以60℃的温度条件下加热30min；第二阶段以80℃的温度条件下加热30min；第三阶段以100℃的温度条件下加热30min；第四阶段以120℃的温度条件下加热30min。
实施例5
实施例5的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于实施例5的预固化步骤中，将冷压成型后冷压成型坯连同模具放置到固化炉内加热预固化，第一阶段以80℃的温度条件下加热60min；第二阶段以100℃的温度条件下加热60min；第三阶段以120℃的温度条件下加热60min；第四阶段以130℃的温度条件下加热60min。
实施例6
实施例6的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于实施例6的热压成型步骤中，热压处理为从18Mpa升压至20Mpa，从120℃以0.5℃/min的升温速率升温至180℃，温度每升高15℃，启动排气程序，关闭压机研制系统，停止加压5min，如此反复启动排气程序直至升温至180℃。
实施例7
实施例7的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于实施例7的热压成型步骤中，热压处理为从20Mpa升压至25Mpa，从130℃以1.5℃/min的升温速率升温至200℃，温度每升高15℃，启动排气程序，关闭压机研制系统，停止加压5min，如此反复启动排气程序直至升温至200℃。
实施例8
实施例8的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于实施例8的固化步骤中，固化处理为于220℃的温度条件、20Mpa的压力条件下保温保压1h。
实施例9
实施例9的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于实施例9的固化步骤中，固化处理为于230℃的温度条件、25Mpa的压力条件下保温保压4h。
实施例3至9制备的树脂结合剂固结磨具用于磨削与实施例1相同的不锈钢钢坯，性能指标如表1所示。
表1实施例3至9制备的树脂结合剂固结磨具性能指标
| 性能指标 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
| 耐高温温度(℃) | 610 | 605 | 620 | 625 | 605 |
| 使用线速度(m/s) | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 磨削压力(N) | 15000 | 15000 | 15000 | 15000 | 15000 |
| 磨削比 | 164.65 | 163.5 | 165 | 164 | 165.2 |
| 不平衡系数 | 0.3 | 0.25 | 0.28 | 0.24 | 0.25 |
| 回转强度(m/s) | 138.4 | 138.6 | 138.7 | 138.5 | 138.7 |
对比例1
对比例1的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于对比例1的冷压成型中，将成型料分为四等份，将一等份16kg的成型料加入到模具中并放置一个加强钢环，再将二等份32kg的成型料加入到模具中，放置一个加强钢环后将一等份16kg的成型料加入到模具中，一次冷压成型，以18Mpa的压力压至规定厚度90mm并保持1min。
对比例2
对比例2的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于对比例2的预固化步骤中，将冷压成型后冷压成型坯连同模具放置到固化炉内加热预固化，以60℃的温度条件下加热120min。
对比例3
对比例3的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于对比例3的预固化步骤中，将冷压成型后冷压成型坯连同模具放置到固化炉内加热预固化，以120℃的温度条件下加热240min。
对比例4
对比例4的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于对比例4的热压成型步骤中，热压处理为从18Mpa升压至20Mpa，从120℃以0.5℃/min的升温速率升温至180℃。
对比例5
对比例5的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于对比例5的热压成型步骤中，热压处理为从20Mpa升压至25Mpa，从130℃以1.5℃/min的升温速率升温至200℃。
对比例6
对比例6的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于对比例6的固化步骤中，固化处理为于250℃的温度条件、20Mpa的压力条件下保温保压1h。
对比例7
对比例7的树脂结合剂固结磨具的成品规格、投料组成及制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于对比例7未进行预固化步骤。
对比例1至7制备的树脂结合剂固结磨具用于磨削与实施例1相同的不锈钢钢坯，性能指标如表2所示。
表2对比例1至7制备的树脂结合剂固结磨具性能指标
| 性能指标 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 | 对比例7 |
| 耐高温温度(℃) | 610 | 605 | 620 | 625 | 605 | 610 | 615 |
| 使用线速度(m/s) | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 磨削压力(N) | 15000 | 15000 | 15000 | 15000 | 15000 | 15000 | 15000 |
| 磨削比 | 164.6 | 163.51 | 165.3 | 165.4 | 166.1 | 165.2 | 164.3 |
| 不平衡系数 | 0.28 | 0.25 | 0.23 | 0.29 | 0.28 | 0.27 | 0.26 |
| 回转强度(m/s) | 138.4 | 138.6 | 138.7 | 138.5 | 138.7 | 138.4 | 138.5 |
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种树脂结合剂固结磨具的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
成型料制备步骤，按配方比提供成型料组分并混合处理，制得所述成型料；
冷压成型步骤，将所述成型料加入固结磨具的模具中并冷压定模成型处理，制得冷压成型坯组件，其中，冷压处理的压力为17.0 Mpa~20.0 Mpa；冷压处理标准为将冷压成型坯组件冷压至成品厚度的1.1~1.3倍；预固化步骤，将所述冷压成型坯组件进行预固化处理，制得预固化成型坯组件；
热压成型步骤，将所述预固化成型坯组件进行热压处理，在所述热压处理过程中间隔进行排气处理，制得热压成型坯组件；
固化步骤，将所述热压成型坯组件进行固化处理，制得树脂结合剂固结磨具；
在所述预固化步骤中，所述预固化处理为分阶段加热预固化，所述分阶段加热预固化的条件如下：
第一阶段以60℃~80℃的温度条件下加热30 min~60 min；
第二阶段以80℃~100℃的温度条件下加热30 min~60 min；
第三阶段以100℃~120℃的温度条件下加热30 min~60 min；
第四阶段以120℃~130℃的温度条件下加热30 min~60 min；
在所述热压成型步骤中，热压处理为从18 Mpa~20 Mpa升压至20 Mpa~25 Mpa，从120℃~130℃以0.5 ℃/min~1.5 ℃/min的升温速率升温至180℃~200℃，在所述升温升压过程中间隔进行排气处理；
在所述热压成型步骤中，温度每升高10℃~20℃，停止热压并启动排气处理2 min~8min；
在所述固化步骤中，所述固化处理为于220℃~230℃的温度条件、20 Mpa~25 Mpa的压力条件下保温保压1 h~4 h；
在所述冷压成型步骤中，成型料分批次加入所述固结磨具的模具中，冷压处理根据所述成型料的加入批次分次进行冷压处理；
所述成型料包括以下重量份数的组分：
磨料 80~90重量份；
辅助料 5~10重量份；
树脂结合剂 5~15重量份；
润湿剂 1～5重量份；以及，
硅烷偶联剂 0.1～0.5重量份；
所述辅助料包括石膏粉以及硫化亚铁，所述石膏粉与所述硫化亚铁的重量比为（3：10）～（10：3）。
2.根据权利要求1所述的树脂结合剂固结磨具的制备方法，其特征在于，所述树脂结合剂包括酚醛树脂、改性酚醛树脂、聚酰亚胺树脂中的任意一种或几种，所述润湿剂包括糠醛、酚醛树脂液中的任意一种或两种。
3.一种树脂结合剂固结磨具，其特征在于，所述树脂结合剂固结磨具采用如权利要求1至2任意一项所述的树脂结合剂固结磨具的制备方法制备而成。
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