專利名稱：一種樹脂打磨砂輪及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磨具領(lǐng)域，涉及一種樹脂打磨砂輪及其制備方法。
背景技術(shù)：
砂輪是磨削的主要工具，它是由磨料和結(jié)合劑構(gòu)成的多孔物體。其中磨料、結(jié)合劑和孔隙是砂輪的三個基本組成要素。隨著磨料、結(jié)合劑及砂輪制造工藝等的不同，砂輪特性可能差別很大，對磨削加工的精度、粗糙度和生產(chǎn)效率有著重要的影響。因此，必須根據(jù)具體條件選用合適的砂輪。樹脂砂輪即結(jié)合劑為樹脂的砂輪，具有磨削力小、磨削溫度低、自銳性好、磨削效率高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃等硬脆性材料的磨削加工中。為了使樹脂砂輪在切割或打磨過程中能起到磨削潤滑的作用，用于制備砂輪的填料中必須有一定比例含量的潤滑劑和穩(wěn)定劑。現(xiàn)有的樹脂砂輪主要用黃鐵礦作為潤滑劑， 但黃鐵礦的主要成分是二硫化鐵，它在空氣中易氧化成三氧化二鐵和二氧化硫，而二氧化硫氣體無論對人體還是對環(huán)境都是有害的，而且也容易腐蝕被切削或打磨的金屬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種其潤滑劑對人體對環(huán)境無害的樹脂打磨砂輪及其制備方法。本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)提供一種樹脂打磨砂輪，所述樹脂打磨砂輪包括磨削體和置于所述磨削體內(nèi)部、以增強(qiáng)所述磨削體回轉(zhuǎn)強(qiáng)度的加強(qiáng)片，所述磨削體的磨料為白剛玉，結(jié)合劑為酚醛樹脂液和酚醛樹脂粉，填料為冰晶石和聚四氟乙烯粉， 且上述各原料的重量配比為
白剛玉90丨 105酚醛樹脂液2-份酚醛樹脂粉6-"25份冰晶石'10份聚四氟乙烯粉1 份。本發(fā)明還提供一種依據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂打磨砂輪的制備方法，其特征在于，包括如下步驟配料稱取原料，所述原料及其重量配比為白剛玉90 105份、酚醛樹脂液2 8 份、酚醛樹脂粉6 25份、冰晶石1 10份、聚四氟乙烯粉1 5份；混料先將白剛玉放入酚醛樹脂液中浸潤，然后將酚醛樹脂粉、冰晶石以及聚四氟乙烯粉與浸潤后的白剛玉均勻混合；過篩將混料得到的原料顆粒通過篩子篩選，通過8 12目的顆粒即作為用于成型的成型料；成型稱取合適重量的成型料，將其放入成型模具中攤平，并在成型料中放入加強(qiáng)片使所述加強(qiáng)片水平地完全埋入所述成型料中，壓制成型得到砂輪坯，成型料即固化形成磨削體；烘干將所述砂輪坯在烘箱中烘干，且烘箱內(nèi)的溫度自室溫梯度升溫至175 190°C后保溫5 8小時然后冷卻至室溫，即得到砂輪成品。采用本發(fā)明的樹脂打磨砂輪及其制備方法，在砂輪的原料中，白剛玉致密、硬度高，通過酚醛樹脂來粘接從而具有磨削力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，砂輪在切割金屬的過程中放出大量的熱量，若不及時散發(fā)就會容易發(fā)生燒片現(xiàn)象；而冰晶石恰好能起到降低切削溫度的作用。另外，本發(fā)明引入聚四氟乙烯粉取代黃鐵礦作為潤滑劑，利用聚四氟乙烯的潤滑、減少摩擦的作用，提高砂輪的自銳性；而聚四氟乙烯不會腐蝕被加工的金屬，同時作為高分子結(jié)構(gòu)還能夠很好地與酚醛樹脂結(jié)合形成新的分子鏈，從而增強(qiáng)砂輪的強(qiáng)度，磨削過程也不會產(chǎn)生有害氣體因而不會污染環(huán)境。因此，本發(fā)明的原料配方具有諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明的樹脂打磨砂輪為平行砂輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的樹脂打磨砂輪為鈸型砂輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的樹脂打磨砂輪的制備方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。如圖1、圖2所示，本發(fā)明的樹脂打磨砂輪包括磨削體1和加強(qiáng)片2。其中，磨削體1是砂輪實(shí)現(xiàn)磨削功能的主體，其原料包括由磨料、填料和結(jié)合劑， 本發(fā)明所選的磨料為白剛玉，填料為冰晶石和聚四氟乙烯粉，結(jié)合劑選擇酚醛樹脂液和酚醛樹脂粉，它們的重量配比(重量份數(shù))依次是白剛玉90 105份、酚醛樹脂液2 8份、 酚醛樹脂粉6 25份、冰晶石1 10份、聚四氟乙烯粉1 5份。填料中還可包括重量份數(shù)為0. 5 2的著色料，例如!^e2O3或炭黑或者二者均有。在一配比方案中，上述原料的重量配比為白剛玉90份、酚醛樹脂液2份，酚醛樹脂粉6份、冰晶石1份、聚四氟乙烯粉1份、炭黑2份。在另一配比方案中，上述原料的重量配比為白剛玉105份、酚醛樹脂液8份，酚醛樹脂粉25份、冰晶石10份、聚四氟乙烯粉5份。在其他配比方案中，各原料的重量配比為白剛玉102份、酚醛樹脂液5份，酚醛樹脂粉10份、冰晶石2份、聚四氟乙烯粉4份、!^e2O3含0. 5份。優(yōu)選后，各重量比重為白剛玉95 100份、酚醛樹脂液3 5份、酚醛樹脂粉 12 20份、冰晶石3 5份、聚四氟乙烯粉1 2份、Fe2O3或炭黑0. 5 2份。例如，各原料的重量配比為白剛玉100份、酚醛樹脂液4份，酚醛樹脂粉15份、冰晶石4份、聚四氟乙烯粉2份、炭黑1份。
在上述原料中，白剛玉致密、硬度高，通過酚醛樹脂來粘接從而具有磨削力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，砂輪在切割金屬的過程中放出大量的熱量，若不及時散發(fā)就會容易發(fā)生燒片現(xiàn)象；而冰晶石恰好能起到降低切削溫度的作用。另外，本發(fā)明引入聚四氟乙烯粉取代黃鐵礦作為潤滑劑，利用聚四氟乙烯的潤滑、減少摩擦的作用，提高砂輪的自銳性；而聚四氟乙烯不會腐蝕被加工的金屬，同時作為高分子結(jié)構(gòu)還能夠很好地與酚醛樹脂結(jié)合形成新的分子鏈，從而增強(qiáng)砂輪的強(qiáng)度，磨削過程也不會產(chǎn)生有害氣體因而不會污染環(huán)境。因此，本發(fā)明的原料配方具有諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。加強(qiáng)片2位于磨削體1內(nèi)部，也即在制造過程中先鋪上一層上述原料、蓋上加強(qiáng)片 2，然后再鋪上一層原料將加強(qiáng)片2完全蓋住得到的。加強(qiáng)片2可以只有一片，也可以有多片，它們與原料依次層疊排布，即一層原料一層加強(qiáng)片地循環(huán)。多層原料整體構(gòu)成磨削體1， 將加強(qiáng)片夾在中間。在磨削體1內(nèi)放置加強(qiáng)片2，是為了提高砂輪的回轉(zhuǎn)強(qiáng)度，回轉(zhuǎn)強(qiáng)度是砂輪的一個非常重要的參數(shù)之一，是指砂輪旋轉(zhuǎn)時在離心力作用下抵抗破裂的能力，當(dāng)回轉(zhuǎn)強(qiáng)度不合格將導(dǎo)致砂輪在切割或打磨時破碎，會對使用者或設(shè)備造成危險存在安全隱患。本發(fā)明的加強(qiáng)片2采用玻璃纖維片，是由玻璃纖維布兩面涂覆酚醛樹脂后放入烘箱中在110 130°C 溫度下烘烤1 10分鐘制得的，具有很好的抗拉、抗彎強(qiáng)度。上述具有加強(qiáng)片2的樹脂打磨砂輪的制備方法如圖3所示，包括配料、混料、過篩、 成型和硬化幾個步驟。具體地，本文將通過以下兩個實(shí)施例來描述本發(fā)明的制備方法。實(shí)施例1本實(shí)施例要制備的樹脂打磨砂輪為平形砂輪，如圖1所示。首先，稱取具有一定重量配比的原料來進(jìn)行配料，原料種類及其重量份數(shù)分別為白剛玉93份、酚醛樹脂液4份、酚醛樹脂粉16份、冰晶石8份、聚四氟乙烯粉2份。白剛玉為M 30目粒度，聚四氟乙烯粉的平均粒徑在3 30 μ m之間。然后，將白剛玉放入到酚醛樹脂液中浸潤，攪拌充分，使白剛玉的顆粒表面充分地粘附著酚醛樹脂液。浸潤充分后，將酚醛樹脂粉、冰晶石和聚四氟乙烯粉與白剛玉混合，同時繼續(xù)攪拌，直至三種原料充分混合均勻。將混合后的原料顆粒過篩，篩子的篩孔為8 12目，過篩的顆粒用來做成型料。稱取制作三個樹脂打磨砂輪所需的成型料，當(dāng)然也可每填鋪完一個再稱取另一個砂輪所需的成型料，這里可靈活掌握。先將半個砂輪所需的成型料倒入成型機(jī)的成型模具中，攤開并用刮尺等工具刮平，隨后在成型料上蓋上上述玻璃纖維加強(qiáng)片，再放入另一半個砂輪所需的成型料，同樣攤開刮平，這樣一個砂輪所需的所有原材料均放置完成。在這個已完成的砂輪原材料上蓋上模板，最后將整個模具送入成型機(jī)內(nèi)壓制，壓制成砂輪坯。將這些獨(dú)立的砂輪坯用隔網(wǎng)和鋁板隔開，送入烘箱中硬化，烘箱內(nèi)的溫度自室溫梯度上升，每升10°C保溫100分鐘，直至升溫至180°C后保溫360分鐘，然后空冷至室溫。取出，即得到砂輪成品。實(shí)施例2本實(shí)施例要制備的樹脂打磨砂輪為鈸型砂輪，如圖2所示。同樣，首先進(jìn)行配料，原料種類及其重量份數(shù)分別為白剛玉90份、酚醛樹脂液6份、酚醛樹脂粉20份、冰晶石2份、聚四氟乙烯粉5份、碳黑2份。然后，采用與第一實(shí)施例完全相同的方式混料、過篩。鈸型砂輪的成型步驟與平行砂輪的成型步驟略有不同。同樣例如一次成型三個砂輪，先稱取三份成型料，每份剛好等于或略多于制造一個砂輪所需的重量。同樣在成型模具中先鋪入半份成型料并攤平，蓋加強(qiáng)片，再鋪另半份成型料并攤平，即一個砂輪的原材料鋪設(shè)完成，蓋上模蓋，將模具推入成型機(jī)內(nèi)壓制成型，壓制成砂輪胚體。將砂輪胚體用同砂輪胚體相同形狀的鋁板隔開，鋁板的上、下表面具有與鈸型砂輪的下、上表面相同的曲面形狀。是因?yàn)殁撔蜕拜喚哂斜绕叫紊拜啅?fù)雜得多的表面形狀，加蓋鋁板是為了起支撐作用防止硬化時變形，確保每一個砂輪都在硬化時保持相同的曲面形狀。同樣，壓制成型后的砂輪坯送入烘箱硬化，烘箱自室溫升至110°C時每提高10°C 保溫100分鐘，110°C升至120°C后保溫200分鐘，120°C升至200°C時每提高10°C保溫100 分鐘。取出，即得砂輪制品。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了砂輪、隔網(wǎng)、加強(qiáng)片、鋁板等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種樹脂打磨砂輪，其特征在于，包括磨削體和置于所述磨削體內(nèi)部、以增強(qiáng)所述磨削體回轉(zhuǎn)強(qiáng)度的加強(qiáng)片，所述磨削體的磨料為白剛玉，結(jié)合劑為酚醛樹脂液和酚醛樹脂粉， 填料為冰晶石和聚四氟乙烯粉，且上述各原料的重量配比為白剛玉90 105份酚醛樹脂液2 8份酚醛樹脂粉6 25份冰晶石1 10份聚四氟乙烯粉1 5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂打磨砂輪，其特征在于，所述磨削體的原料及其重量配比為白剛玉95 100份酚醛樹脂液3 5份酚醛樹脂粉12 20份冰晶石3 5份聚四氟乙烯粉1 2份。
3.一種依據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂打磨砂輪的制備方法，其特征在于，包括如下步驟配料稱取原料，所述原料及其重量配比為白剛玉90 105份、酚醛樹脂液2 8份、酚醛樹脂粉6 25份、冰晶石1 10份、聚四氟乙烯粉1 5份；混料先將白剛玉放入酚醛樹脂液中浸潤，然后將酚醛樹脂粉、冰晶石以及聚四氟乙烯粉與浸潤后的白剛玉均勻混合；過篩將混料得到的原料顆粒通過篩子篩選，通過8 12目篩孔的顆粒即作為用于成型的成型料；成型稱取合適重量的成型料，將其放入成型模具中攤平，并在成型料中放入加強(qiáng)片使所述加強(qiáng)片水平地完全埋入所述成型料中，壓制成型得到砂輪坯，成型料即固化形成磨削體；烘干將所述砂輪坯在烘箱中烘干，且烘箱內(nèi)的溫度自室溫梯度升溫至175 190°C后保溫5 8小時然后冷卻至室溫，即得到砂輪成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，配料步驟中，所述原料還包括重量配比為0. 5 2的著色料，所述著色料為!^e2O3和/或炭黑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，配料步驟中，所述白剛玉為M 30 目粒度，所述聚四氟乙烯粉的平均粒徑在3 30 μ m之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，成型步驟中，所述加強(qiáng)片為玻璃纖維片，所述玻璃纖維片是由玻璃纖維布兩面涂覆酚醛樹脂后放入烘箱中在110 130°C溫度下烘烤1 10分鐘制得的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，成型步驟中，所述成型料的重量為多個砂輪所需成型料的重量，用于成型一個砂輪的成型料鋪滿攤平后蓋上隔網(wǎng)，再放入成型另一個砂輪的成型料，從而依靠隔網(wǎng)將不同砂輪的成型料完全隔開，每個砂輪的成型料中都埋入有加強(qiáng)片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述樹脂打磨砂輪為平行砂輪，在成型步驟中，在所述成型模具的型腔內(nèi)按照一層成型料一個隔網(wǎng)依次循環(huán)的順序鋪好后，在頂部加壓鋁板，送入成型機(jī)內(nèi)壓制成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述樹脂打磨砂輪為鈸型砂輪，在成型步驟中，每份用于成型一個砂輪的成型料上鋪一個隔網(wǎng)并在隔網(wǎng)上壓鋁板，然后再放置成型另一個砂輪的成型料后同樣鋪隔網(wǎng)加鋁板，依次循環(huán)數(shù)次后，模具型腔基本填滿，整體送入成型機(jī)內(nèi)壓制成型。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，烘干步驟中，所述梯度升溫是自室溫升至110°c時每提高10°C保溫100分鐘，110°C升至120°C后保溫200分鐘，120°C升至 175 190°C時每提高10°C保溫100分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種樹脂打磨砂輪及其制備方法，屬于磨具領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的樹脂砂輪的潤滑劑黃鐵礦產(chǎn)生有害二氧化硫的問題。本發(fā)明的樹脂砂輪所述樹脂打磨砂輪包括磨削體和置于所述磨削體內(nèi)部、以增強(qiáng)所述磨削體回轉(zhuǎn)強(qiáng)度的加強(qiáng)片，所述磨削體的磨料為白剛玉，結(jié)合劑為酚醛樹脂液和酚醛樹脂粉，填料為冰晶石和聚四氟乙烯粉，且對應(yīng)的質(zhì)量配比為白剛玉90～105、酚醛樹脂液2～8、酚醛樹脂粉6～25、冰晶石1～10、聚四氟乙烯粉1～5。本發(fā)明還提供上述樹脂砂輪的制備方法。本發(fā)明的砂輪用聚四氟乙烯粉作為潤滑劑替代黃鐵礦，使用過程中不會產(chǎn)生二氧化硫也無其他污染。
文檔編號B24D3/28GK102363287SQ201110329228
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者俞建成, 張和平, 李保國 申請人:寧波大華砂輪有限公司