專利名稱：一種高速樹脂重負荷磨削砂輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高速樹脂重負荷磨削砂輪及其制備方法。
背景技術：
目前，鋼材企業(yè)鋼坯修磨作業(yè)使用的一般為普通砂輪，工人的勞動強度大，操作環(huán)境條件惡劣，影響工人的人身健康等，砂輪硬度均勻性、幾何尺寸、精度差，很難達到80米/ 秒以上，不能適應自動化磨削和定時定量磨削，砂輪修整次數(shù)多，工序復雜。消耗大，其質量遠遠不能滿足高端特鋼企業(yè)需求，也不能適應鋼鐵行業(yè)等鋼坯、鋼材的磨削，國內部分廠家也做了一些改進，但效果不明顯。

發(fā)明內容
本發(fā)明采用一種高速樹脂重負荷磨削砂輪。解決了鋼坯修磨的機械化和磨削效率問題，新型砂輪磨削負荷大，便于實現(xiàn)機械化和自動化操作，因而磨削效率大大提高，每小時磨除金屬量可高達500 800Kg，新型砂輪采用一種以高聚合高性能大型結構復合材料改性樹脂結合劑與專用高端磨削材料復合，再在特定的工藝采用冷熱壓成型固化反應，實現(xiàn)高強度聚合物基結合劑雙相增強新型復合結構的高速樹脂重負荷磨削砂輪。技術參數(shù)或者指標1)使用線速度90-100m/s，2)靜平衡系數(shù)彡0. 32，3)壓力:800-1000kgf,4)同軸度彡0. 5mm, 5)硬度均勻性彡0. 3h，(H為相差值，6)磨削效率 55。在重負荷下，抗拉抗折強度大，磨削范圍要求適應性廣，在干磨或濕磨條件下，適應多種材質的磨削，磨削率要求高，線速度快，一次磨削率達Icm厚度，磨削鋼坯成本會大大降低，為原來的五分之一。它與普通磨削相比，可以提高生效率3-6倍；由于磨削速度的提高，工件表面在磨粒犁耕后所形成的隆起高度減小，因而使磨削的表面粗糙度減??；砂輪的壽命提高1倍左右；磨削力提高50%，加工的精度相應也提高。本項目技術具有以下優(yōu)點一是在使用常規(guī)方法和設備的情況下，工藝簡單，容易實現(xiàn)批量生產。二是材料綜合力學性能優(yōu)良，其材料抗拉強度保持在較高水平上；同時采用高端磨料和工程高性能聚合物結構，延伸率保持在較高的水平上，解決了現(xiàn)有技術中雖提高抗拉強度，但延伸率降低之難點。適應我國鋼鐵工業(yè)的現(xiàn)代化生產滿足我國鋼鐵工業(yè)日益發(fā)展的需要。本發(fā)明要解決的技術問題是，高速樹脂重負荷磨削砂輪由邊際磨削區(qū)、芯部區(qū)、鑄鐵鑲孔、局部加強鋼環(huán)所組成，具有如下特點A、采用磨削層、芯部料、孔芯不同的組織結構雙重復合工藝設計，制成于不同于普通砂輪結構的高速樹脂鋼坯修磨砂輪，提高結合強度使用線速度提高到90-100m/s，提高磨削比，磨削比彡1 55。B、低成本高性能聚合物基復合材料復合與成型加工技術加強了磨料和結合劑之間的把持力及內部結構，氣孔率適宜、自銳性好，不燒傷工件，同時提高了磨具內部的硬度均勻性等項指標。
C、綜合應用了高強度和高性能高聚合物樹脂結構、砂輪內部不同組織結構的復合技術。再在特定的工藝采用大噸位成型機組冷熱壓成型固化反應，實現(xiàn)高強度聚合物基結合劑雙相增強新型復合材料。一是在使用常規(guī)方法和設備的情況下，工藝簡單，容易實現(xiàn)批量生產。二是材料綜合力學性能優(yōu)良，其材料抗拉強度保持在較高水平上；同時采用高端磨料和工程高性能聚合物結構，強度、硬度、硬度的均勻性、線速度，磨削范圍、磨削比大幅度優(yōu)于現(xiàn)有市場產品，延伸率保持在較高的水平上，特別便于用戶自動化，解決了現(xiàn)有技術中雖提高抗拉強度，但磨削比延伸率降低之難點。本發(fā)明的技術方案之一，具備優(yōu)越抗拉抗折強度，高結合度砂輪的新型的的高性能高聚合物基改性酚醛樹脂砂輪專用結合劑和外層磨削層、芯部料和孔芯三部分系統(tǒng)不同功能結構部分的配方設計及其制備方法。1，材料選用(1)專用結合劑主材料一高聚合物基改性酚醛樹脂制備方法含烏洛托品的酚醛樹脂90 %，新酚樹脂6 %，聚砜樹脂4%，酚醛樹脂的技術要求游離酚含量彡5 %，烏洛托品含量7. 5% _9%，流長 35-55mm,軟化點冬季 100°C _105°C 夏季 100°C -108°C,180# 篩余物 < 0. 2%，含水量 (2% .新酚樹脂技術要求游離酚含量彡3 %，烏洛托品含量7. 5% -9%，軟化點 IOO0C _105°C夏季 IOO0C _108°C，密度 1. 65g/cm3,180# 篩余物< 0. 2%聚砜樹脂技術要求略帶琥珀色的線型聚合物。相對密度1.24，吸水性 (24h)0. 22%,成型收縮率0.7%，熔融溫度190°C，玻璃化溫度150°C，熱變形溫度 (1. 82MPa) 174°C，拉伸強度71. 54MPa。彎曲強度105. 8MPa，壓縮強度95. IMPa,拉伸模量 2. 56Pa，缺口沖擊強度 6. 9-7. 8kJ/m2，體積電阻率 10θ15Ω ？ cm。180# 篩余物<0. 2%將上述原材料按比例分別稱量，置鐘形混料機均勻混合60min.過80#篩后，備用。高聚合物基改性酚醛樹脂大幅度提高了結合劑的耐用度和強度，而且熱穩(wěn)定性好耐熱性高，化學穩(wěn)定性好，制品尺寸穩(wěn)定，強度提高40 60%，耐熱性提高20 %，抗拉抗折提高 40%以上。(2)磨削材料選用與預處理設計選用的磨削材料需經過預處理，高速樹脂重負荷磨鋼坯砂輪磨削材料的選用和預處理方法。氧化鋯剛玉磨料(ZA)和經過整理的燒結剛玉磨料組成磨削粒，燒結剛玉磨料是將微細棕剛玉磨粒經特殊制粒技術，制成規(guī)定規(guī)格的圓柱形體磨削粒再經過煅燒燒結，使其煅燒后的磨料不變形，熱膨脹變形小，增強了磨粒和結合劑的結合強度，同時大顆粒磨粒更加適應于成品鋼材加工過程的粗磨修磨，由于燒結剛玉磨料是由諾干個微細磨料燒結而成，磨削時形成一個個鋒利的磨削刃，大幅度增強了磨具的磨削效率，和磨具的抗燒傷能力，和高強度把持力高聚合物酚醛樹脂結合劑復合工藝技術，為高速重負荷磨削砂輪技術指標的實現(xiàn)奠定立了基礎。原材料磨料、纖維、鋼環(huán)均用偶聯(lián)劑KH550處理，其予處理工藝原理是將一種增強材料均勻地復膜與高檔磨料、纖維、鋼環(huán)上，以增強和結合劑之間的結合強度和復合性能。分別將原材料磨料，補強材料纖維，置逆流混料機中，開動攪拌機，加入1 3比例的偶聯(lián)劑KH550與工業(yè)乙醇的混合溶液75ml，攪拌5min后，出鍋，置干燥箱以120°C干燥Ih后，所處理的材料表面形成偶聯(lián)劑KH550復膜即可，備用。2、配方制備砂輪使用的重量百分比原料有表2-1邊際結合劑料配方
材料V%體積百分比比重重量W%重量百分比29-310樹脂粉(含烏)551.270.698531.5黃鐵礦174.960.843238.0SiC (400#)10.53.170.332915.0石灰53.250.16257.3縮丁醛(代莎冉)111.100.1215.5硫酸鋅1.25 (其一)3.540.04432 (二者其一)硫化鋅4.10.0513二鹽基亞磷酸鉛0.256.10.01530.7理論r2.22合計100100
表2-2芯部結合劑料配方
材料v%體積百分比比重重量w%重量百分比29-310樹脂粉(含烏)650.825536.1黃鐵礦24.81.230153.8.縮丁醛(代莎冉)4.850.05342.3石灰5.20.1697.4二鹽基亞磷酸鉛0.150.00920.4理論r2.29合計100100砂輪配方表2-3邊際料配方
材料V%體積百分比W%重量百分比ΖΑ #50%56718#25%10#25%結合劑4429糠醛2.6ml/kg 干料2.6ml/kg 干料二丁酯3.6 ml/kg 干料3.6 ml/kg 干料纖維(處理)1%干料1%干料理論r成3.27g/cm33.27g/cm3表2-4芯部料配方
權利要求
1. 一種高速樹脂重負荷磨削砂輪及其制備方法，由邊際磨削區(qū)、芯部區(qū)、鑄鐵鑲孔、局部加強鋼環(huán)所組成，其特征在于該砂輪加工方法為(1)按外層磨削層、芯部料和孔芯三部分系統(tǒng)分別設計專用配方，制備制備砂輪使用的百分比或體積百分比原料有A，高性能改性高聚合物基酚醛樹脂重量百分比原料有含烏洛托品的酚醛樹脂90%， 新酚樹脂6%，聚砜樹脂4% ； B，邊際料配方邊際料結合劑配方邊際料成型料配方原料體積S分比重量百分比原料體積百分比重量百分比29-310樹脂粉(含烏)5531. 5ZA6#50%5671黃鐵礦1738.08#25%SiC (400 )10. 515. 010#25%石灰57. 3結合劑4429縮丁醛(代莎冉)115. 5糠醛2. 6ml/kg 干料硫酸鋅1.25 (二者其一)2 (二者其一)二丁酯3.6 ral/kg 干料硫化鋅纖維(處理)議干料二鹽基亞磷酸鉛0. 250. 7理論r成3. 27g/cm3C，芯部料配方芯部料結合劑配方芯部料成型料配方原料 .體積百分比軍量百分比原料體積百分比重量百分比29-310樹脂粉(含烏)6536. 1黑 sic30#25%6269. 3黃鐵礦24.853. 8.36#25%縮丁醛(代莎冉)4. 852. 346tt25%石灰5. 27.460tt25%二鹽基亞磷酸鉛0. 150.4結合劑3830. 7理論r糠醛+煤焦油0. 8ral/kg 干料合計100100二丁酯3. 8 ml/kg 干料纖維(處理)1%干料理論r成2. 74g/cm3D，砂輪內部鑲孔為鑄鐵材料，在其外圓要對表面拉毛處理，以加強和芯部料的結合強度。(2)制備工藝步驟A，混配料按上述配方表分別配制結合劑用改性增強酚醛樹脂，稱取上述配制好的改性增強酚醛樹脂按上述配方表分別配制邊際料結合劑和芯部料結合劑，配制好結合劑后， 即可進行砂輪成型料的配制。B，成型在500噸砂輪成型壓機上用冷壓成型，安置好成型模具后裝好砂輪鑄件鑲孔， 按以下基礎成型單重分別稱料依次投入芯部料和成型料，抽去芯部料和成型料之間的隔膜，分兩次施壓，成型壓力17. 5Mpa，第一次為總壓力的1/4-1/3，然后去掉磨具墊鐵，按總壓力施壓，并保持1分鐘。連同整套磨具通過傳送系統(tǒng)送至3000噸砂輪壓機上熱壓固化，壓強40 50Mpa，分兩次施壓，至規(guī)定溫度后完成磨具的初步固化，熱壓溫度溫度160士5°C， 成型時間40分鐘。脫模，轉下道工序。成型單重:
全文摘要
一種用高速樹脂重負荷磨削砂輪及其制備方法，方法是以酚醛樹脂、新酚樹脂、聚砜樹脂脂制備的高性能改性高聚合物基酚醛樹脂砂輪專用結合劑、與磨削材料鋯剛玉、氧化鋁燒結剛玉、黑碳化硅；填充料黃鐵礦、冰晶石、碳酸鈣(石灰)，補強材料混合細粒度磨料、纖維、鋼環(huán)(局部補強)等四部分材料，按外層磨削層、芯部料和孔芯三部分系統(tǒng)分別設計專用配方，采用雙相增強復合技術和結構制備成的高速樹脂重負荷磨削砂輪。大幅度提高砂輪的抗拉抗折強度和磨削率，在重負荷下，磨削范圍條件適應性廣，線速度快，一次磨削率達1cm厚度，較好的解決了現(xiàn)有砂輪不能適應鋼坯、鋼材的重負荷磨削之難點，滿足鋼鐵工業(yè)日益發(fā)展的需要。
文檔編號B24D3/28GK102161183SQ201010517018
公開日2011年8月24日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權日2010年10月25日
發(fā)明者萬隆, 包東風, 徐會銘, 王友堂, 葛宗榮, 陳瑞和 申請人:江蘇華東砂輪有限公司