CN115338783A - 一种使用寿命长的砂轮磨具及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用寿命长的砂轮磨具及其制备工艺，包括步骤一，原料称取；步骤二，金刚石处理；步骤三，磨料制备；步骤四，填料处理；步骤五，混合搅拌；步骤六，模压煅烧；步骤七，高温烧结；本发明对金刚石球磨制成金刚石微粉，随后在金刚石微粉表面镀上镍层，在保证了金刚石硬度的情况下，有效的降低了金刚石微粉的导热系数，避免了金刚石导热造成的树脂碳化的情况，减少了磨料脱落的情况，采用改性耐热酚醛树脂和聚酰亚胺树脂按照1∶1的重量份数混合作为结合剂，提升了树脂结合剂的耐热性；采用铜粉、碳化硅微粉、氧化铬和冰晶石混合作为填料，冰晶石和铜粉在熔融状态下吸热储热，大大延长了磨具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及磨具技术领域，具体为一种使用寿命长的砂轮磨具及其制备工艺。
背景技术
磨具是用以磨削、研磨和抛光的工具，大部分的磨具是用磨料加上结合剂制成的人造磨具，也有用天然矿岩直接加工成的天然磨具，磨具的种类繁多，砂轮是其中较为常见的一种模具，现有的树脂的粘结能力较差，尤其高温下难以保证磨料的牢固结合，降低了磨具原料的结合强度，同时为了保证模具的硬度，大多加入金刚石作为砂轮磨具的原料，然而金刚石的导热系数大，使用过程中导热极快，容易造成树脂温度过高碳化的情况，从而出现磨料和填料脱落的情况，同时填料的种类较多，大多填料作用多为增加粘结力和结构强度，然而磨削热会造成粘结力下降的情况，缩短了设备的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用寿命长的砂轮磨具及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种使用寿命长的砂轮磨具，配方包括：金刚石、氧化钛、白刚玉、填料和结合剂，各组分的重量份数分别是：15-30份的金刚石、5-10份的氧化钛、3-5份的白刚玉、10-40份的填料和30-50份的结合剂。
优选的，所述填料为铜粉、碳化硅微粉、氧化铬和冰晶石按照1∶1∶1∶1的重量份数的比例混合而成。
优选的，所述结合剂为改性耐热酚醛树脂和聚酰亚胺树脂按照1∶1的重量份数的比例混合而成。
一种使用寿命长的砂轮磨具的制备工艺，包括步骤一，原料称取；步骤二，金刚石处理；步骤三，磨料制备；步骤四，填料处理；步骤五，混合搅拌；步骤六，模压煅烧；步骤七，高温烧结；
其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取15-30份的金刚石、5-10份的氧化钛、3-5份的白刚玉、10-40份的填料和30-50份的结合剂；
其中上述步骤二中，取用步骤一中称取的金刚石，将金刚石在高速球磨机中球磨成金刚石粉末，随后超声10-12h，利用清水冲洗干净后干燥，最后在催化剂的催化下进行化学镀镍，在金刚石微粉的表面均匀地镀上一层镍金属层，镀镍完成后备用；
其中上述步骤三中，当步骤二中的镀镍完成后，将步骤二中处理完后完成的金刚石、步骤一中称取的氧化钛和白刚玉投入到高速混合机中，混合均匀后制成磨料备用；
其中上述步骤四中，当步骤三中的磨料制备完成后，取用步骤一中称取的填料，将填料在高温炉中进行熔化，并且搅拌均匀，捞净其中的浮渣，完成填料的处理，随后冷却至室温备用；
其中上述步骤五中，当步骤四中的填料处理完成后，将步骤一中称取的结合剂、步骤三中制成的磨料以及步骤四中处理完成的填料投入到高速混合机中进行混合，混合均匀后制成混合料备用；
其中上述步骤六中，当步骤五中的混合料制备完成后，取用煅烧炉，预热之后将步骤五中制成的混合料投入到煅烧炉中进行高温煅烧，完成后冷却、粉碎、过筛，得到煅烧料备用；
其中上述步骤七中，当步骤六中的煅烧料制备完成后，利用模具将煅烧料干压成坯体，随后将模具投入到高温烧结炉中进行高温烧结，自然冷却后得到使用寿命长的砂轮磨具。
优选的，所述步骤三中，高速混合机的转速为1200-1500r/min，混合的时长为30-40min。
优选的，所述步骤四中，高温炉的温度为1300-1500℃，搅拌时间为10-15min。
优选的，所述步骤五中，高速混合机的转速为1000-1200r/min，混合时间为40-60min。
优选的，所述步骤六中，煅烧炉的温度为1250-1300℃，煅烧的时间为1-1.5h。
优选的，所述步骤七中，高温烧结炉的温度为800-900℃，烧结的时间为2-3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明对金刚石球磨制成金刚石微粉，随后在金刚石微粉表面镀上镍层，在保证了金刚石硬度的情况下，有效的降低了金刚石微粉的导热系数，避免了金刚石导热造成的树脂碳化的情况，减少了磨料脱落的情况，同时提升了磨料与树脂的粘结力；
2.本发明采用改性耐热酚醛树脂和聚酰亚胺树脂按照1∶1的重量份数混合作为结合剂，提升了树脂结合剂的耐热性，并且提升了粘结力，避免磨料过早脱落；
3.本发明采用铜粉、碳化硅微粉、氧化铬和冰晶石混合作为填料，冰晶石和铜粉在熔融状态下吸热储热，有效地避免了磨削热对树脂粘结力的破坏，大大延长了磨具的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
请参阅图1，本发明提供的一种技术方案：
实施例1：
一种使用寿命长的砂轮磨具，配方包括：金刚石、氧化钛、白刚玉、填料和结合剂，各组分的重量份数分别是：15份的金刚石、5份的氧化钛、3份的白刚玉、10份的填料和30份的结合剂，且填料为铜粉、碳化硅微粉、氧化铬和冰晶石按照1∶1∶1∶1的重量份数的比例混合而成，结合剂为改性耐热酚醛树脂和聚酰亚胺树脂按照1∶1的重量份数的比例混合而成。
一种使用寿命长的砂轮磨具的制备工艺，包括步骤一，原料称取；步骤二，金刚石处理；步骤三，磨料制备；步骤四，填料处理；步骤五，混合搅拌；步骤六，模压煅烧；步骤七，高温烧结；
其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取15份的金刚石、5份的氧化钛、3份的白刚玉、10份的填料和30份的结合剂；
其中上述步骤二中，取用步骤一中称取的金刚石，将金刚石在高速球磨机中球磨成金刚石粉末，随后超声10h，利用清水冲洗干净后干燥，最后在催化剂的催化下进行化学镀镍，在金刚石微粉的表面均匀地镀上一层镍金属层，镀镍完成后备用；
其中上述步骤三中，当步骤二中的镀镍完成后，将步骤二中处理完后完成的金刚石、步骤一中称取的氧化钛和白刚玉投入到高速混合机中，且高速混合机的转速为1500r/min，混合的时长为40min，混合均匀后制成磨料备用；
其中上述步骤四中，当步骤三中的磨料制备完成后，取用步骤一中称取的填料，将填料在高温炉中进行熔化，并且搅拌均匀，且高温炉的温度为1350℃，搅拌时间为10min，捞净其中的浮渣，完成填料的处理，随后冷却至室温备用；
其中上述步骤五中，当步骤四中的填料处理完成后，将步骤一中称取的结合剂、步骤三中制成的磨料以及步骤四中处理完成的填料投入到高速混合机中进行混合，且高速混合机的转速为1000r/min，混合时间为40min，混合均匀后制成混合料备用；
其中上述步骤六中，当步骤五中的混合料制备完成后，取用煅烧炉，预热之后将步骤五中制成的混合料投入到煅烧炉中进行高温煅烧，且煅烧炉的温度为1250℃，煅烧的时间为1h，完成后冷却、粉碎、过筛，得到煅烧料备用；
其中上述步骤七中，当步骤六中的煅烧料制备完成后，利用模具将煅烧料干压成坯体，随后将模具投入到高温烧结炉中进行高温烧结，高温烧结炉的温度为850℃，烧结的时间为2h，自然冷却后得到使用寿命长的砂轮磨具。
实施例2：
一种使用寿命长的砂轮磨具，配方包括：金刚石、氧化钛、白刚玉、填料和结合剂，各组分的重量份数分别是：20份的金刚石、8份的氧化钛、4份的白刚玉、30份的填料和40份的结合剂，且填料为铜粉、碳化硅微粉、氧化铬和冰晶石按照1∶1∶1∶1的重量份数的比例混合而成，结合剂为改性耐热酚醛树脂和聚酰亚胺树脂按照1∶1的重量份数的比例混合而成。
一种使用寿命长的砂轮磨具的制备工艺，包括步骤一，原料称取；步骤二，金刚石处理；步骤三，磨料制备；步骤四，填料处理；步骤五，混合搅拌；步骤六，模压煅烧；步骤七，高温烧结；
其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取20份的金刚石、8份的氧化钛、4份的白刚玉、30份的填料和40份的结合剂；
其中上述步骤二中，取用步骤一中称取的金刚石，将金刚石在高速球磨机中球磨成金刚石粉末，随后超声10h，利用清水冲洗干净后干燥，最后在催化剂的催化下进行化学镀镍，在金刚石微粉的表面均匀地镀上一层镍金属层，镀镍完成后备用；
其中上述步骤三中，当步骤二中的镀镍完成后，将步骤二中处理完后完成的金刚石、步骤一中称取的氧化钛和白刚玉投入到高速混合机中，且高速混合机的转速为1500r/min，混合的时长为40min，混合均匀后制成磨料备用；
其中上述步骤四中，当步骤三中的磨料制备完成后，取用步骤一中称取的填料，将填料在高温炉中进行熔化，并且搅拌均匀，且高温炉的温度为1350℃，搅拌时间为10min，捞净其中的浮渣，完成填料的处理，随后冷却至室温备用；
其中上述步骤五中，当步骤四中的填料处理完成后，将步骤一中称取的结合剂、步骤三中制成的磨料以及步骤四中处理完成的填料投入到高速混合机中进行混合，且高速混合机的转速为1000r/min，混合时间为40min，混合均匀后制成混合料备用；
其中上述步骤六中，当步骤五中的混合料制备完成后，取用煅烧炉，预热之后将步骤五中制成的混合料投入到煅烧炉中进行高温煅烧，且煅烧炉的温度为1250℃，煅烧的时间为1h，完成后冷却、粉碎、过筛，得到煅烧料备用；
其中上述步骤七中，当步骤六中的煅烧料制备完成后，利用模具将煅烧料干压成坯体，随后将模具投入到高温烧结炉中进行高温烧结，高温烧结炉的温度为850℃，烧结的时间为2h，自然冷却后得到使用寿命长的砂轮磨具。
实施例3：
一种使用寿命长的砂轮磨具，配方包括：金刚石、氧化钛、白刚玉、填料和结合剂，各组分的重量份数分别是：30份的金刚石、10份的氧化钛、5份的白刚玉、40份的填料和50份的结合剂，且填料为铜粉、碳化硅微粉、氧化铬和冰晶石按照1∶1∶1∶1的重量份数的比例混合而成，结合剂为改性耐热酚醛树脂和聚酰亚胺树脂按照1∶1的重量份数的比例混合而成。
一种使用寿命长的砂轮磨具的制备工艺，包括步骤一，原料称取；步骤二，金刚石处理；步骤三，磨料制备；步骤四，填料处理；步骤五，混合搅拌；步骤六，模压煅烧；步骤七，高温烧结；
其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取30份的金刚石、10份的氧化钛、5份的白刚玉、40份的填料和50份的结合剂；
其中上述步骤二中，取用步骤一中称取的金刚石，将金刚石在高速球磨机中球磨成金刚石粉末，随后超声10h，利用清水冲洗干净后干燥，最后在催化剂的催化下进行化学镀镍，在金刚石微粉的表面均匀地镀上一层镍金属层，镀镍完成后备用；
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其中上述步骤四中，当步骤三中的磨料制备完成后，取用步骤一中称取的填料，将填料在高温炉中进行熔化，并且搅拌均匀，且高温炉的温度为1350℃，搅拌时间为10min，捞净其中的浮渣，完成填料的处理，随后冷却至室温备用；
其中上述步骤五中，当步骤四中的填料处理完成后，将步骤一中称取的结合剂、步骤三中制成的磨料以及步骤四中处理完成的填料投入到高速混合机中进行混合，且高速混合机的转速为1000r/min，混合时间为40min，混合均匀后制成混合料备用；
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其中上述步骤七中，当步骤六中的煅烧料制备完成后，利用模具将煅烧料干压成坯体，随后将模具投入到高温烧结炉中进行高温烧结，高温烧结炉的温度为850℃，烧结的时间为2h，自然冷却后得到使用寿命长的砂轮磨具。
各实施例性质对比如下表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 金刚石（份） | 15 | 20 | 30 |
| 氧化钛（份） | 5 | 8 | 10 |
| 白刚玉（份） | 3 | 4 | 5 |
| 填料（份） | 10 | 30 | 40 |
| 结合剂（份） | 30 | 40 | 50 |
| 使用寿命 | 延长18% | 延长19% | 延长20% |
基于上述，本发明在制备过程中，对金刚石进行球磨制成金刚石微粉，便于与树脂结合剂的粘结，同时对金刚石微粉进行镀镍处理，在保证金刚石硬度的情况下，大大缩小了金刚石的导热系数，有效地避免了金刚石导热造成的树脂碳化的情况出现，减少了磨料脱落的情况，同时采用改性耐热酚醛树脂和聚酰亚胺树脂按照1∶1的重量份数的比例混合制成结合剂，提升了树脂结合剂的耐热能力，并且提升了结合力，并且采用铜粉、碳化硅微粉、氧化铬和冰晶石按照1∶1∶1∶1的重量份数的比例混合制成填料，通过铜粉和冰晶石在高温下的熔融吸热储热，有效地避免了磨削热对树脂粘结力的破坏，大大延长了磨具的使用寿命。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种使用寿命长的砂轮磨具，配方包括：金刚石、氧化钛、白刚玉、填料和结合剂，其特征在于：各组分的重量份数分别是：15-30份的金刚石、5-10份的氧化钛、3-5份的白刚玉、10-40份的填料和30-50份的结合剂。
2.根据权利要求1所述的一种使用寿命长的砂轮磨具，其特征在于：所述填料为铜粉、碳化硅微粉、氧化铬和冰晶石按照1∶1∶1∶1的重量份数的比例混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种使用寿命长的砂轮磨具，其特征在于：所述结合剂为改性耐热酚醛树脂和聚酰亚胺树脂按照1∶1的重量份数的比例混合而成。
4.一种使用寿命长的砂轮磨具的制备工艺，包括步骤一，原料称取；步骤二，金刚石处理；步骤三，磨料制备；步骤四，填料处理；步骤五，混合搅拌；步骤六，模压煅烧；步骤七，高温烧结；其特征在于：
其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取15-30份的金刚石、5-10份的氧化钛、3-5份的白刚玉、10-40份的填料和30-50份的结合剂；
其中上述步骤二中，取用步骤一中称取的金刚石，将金刚石在高速球磨机中球磨成金刚石粉末，随后超声10-12h，利用清水冲洗干净后干燥，最后在催化剂的催化下进行化学镀镍，在金刚石微粉的表面均匀地镀上一层镍金属层，镀镍完成后备用；
其中上述步骤三中，当步骤二中的镀镍完成后，将步骤二中处理完后完成的金刚石、步骤一中称取的氧化钛和白刚玉投入到高速混合机中，混合均匀后制成磨料备用；
其中上述步骤四中，当步骤三中的磨料制备完成后，取用步骤一中称取的填料，将填料在高温炉中进行熔化，并且搅拌均匀，捞净其中的浮渣，完成填料的处理，随后冷却至室温备用；
其中上述步骤五中，当步骤四中的填料处理完成后，将步骤一中称取的结合剂、步骤三中制成的磨料以及步骤四中处理完成的填料投入到高速混合机中进行混合，混合均匀后制成混合料备用；
其中上述步骤六中，当步骤五中的混合料制备完成后，取用煅烧炉，预热之后将步骤五中制成的混合料投入到煅烧炉中进行高温煅烧，完成后冷却、粉碎、过筛，得到煅烧料备用；
其中上述步骤七中，当步骤六中的煅烧料制备完成后，利用模具将煅烧料干压成坯体，随后将模具投入到高温烧结炉中进行高温烧结，自然冷却后得到使用寿命长的砂轮磨具。
5.根据权利要求4所述的一种使用寿命长的砂轮磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤三中，高速混合机的转速为1200-1500r/min，混合的时长为30-40min。
6.根据权利要求4所述的一种使用寿命长的砂轮磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤四中，高温炉的温度为1300-1500℃，搅拌时间为10-15min。
7.根据权利要求4所述的一种使用寿命长的砂轮磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤五中，高速混合机的转速为1000-1200r/min，混合时间为40-60min。
8.根据权利要求4所述的一种使用寿命长的砂轮磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤六中，煅烧炉的温度为1250-1300℃，煅烧的时间为1-1.5h。
9.根据权利要求4所述的一种使用寿命长的砂轮磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤七中，高温烧结炉的温度为800-900℃，烧结的时间为2-3h。
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