大直徑高速切割與高速重負荷磨削樹脂砂輪的製作方法
2023-05-05 01:08:31
專利名稱：大直徑高速切割與高速重負荷磨削樹脂砂輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機加工用切割與磨削砂輪，特別是用於大直徑高速切割與高速重
負荷磨削的樹脂砂輪。
背景技術：
大直徑高速切割樹脂砂輪是指直徑在①1000mm ①1800mm之間，厚度為10mm 16mm，工作速度為80m/s 120m/s的玻璃纖維網布增強樹脂切割砂輪，其中選用的樹脂具 有較好的耐熱性。該砂輪主要用於鋼鐵企業生產定長線型材料的切割，切割時鋼材的溫度 在40(TC 60(TC之間，切割速度V^ 100m/s。在這種工作條件下，切割砂輪應具備強度高， 耐熱性好，切割鋒利，導熱、散熱性好，砂輪耐用度高等特點。 目前，國內大直徑高速切割樹脂砂輪主要採用鋯剛玉、棕剛玉、單晶剛玉、碳化矽 等品種的磨料，以酚醛樹脂為粘結劑，選用FeS2、石膏、冰晶石等材料作填料，經壓制、固化 而成。由於酚醛樹脂耐熱性差，起始分解溫度在36(TC左右，因此，在切割熱線型材時，熱燒 蝕嚴重，磨粒脫落快，砂輪磨耗大，特別是在切割①100mm以上的大直徑熱線型材時，國內 砂輪無法使用， 一直採用的是國外進口產品，價格昂貴。 高速重負荷磨削樹脂砂輪是指直徑在①500mm ①1100mm之間，厚度為35mm 120mm，工作速度為80m/s 120m/s的玻璃纖維及鋼圈增強樹脂砂輪，使用壓力為2000N IOOOON，其中選用的樹脂具有較好的耐熱性。該砂輪主要用於鋼鐵企業生產的鋼錠、鋼坯、 鋼板等材料的磨削。砂輪應具備強度高，耐熱性好，磨削鋒利，導熱、散熱性好，砂輪耐用度 高等特點，而使用的磨料要具備較高的韌性。 目前，國內主要採用鋯剛玉、棕剛玉、礬土燒結剛玉、微晶剛玉、單晶鋼玉、碳化矽 等品種的磨料，以酚醛樹脂、新酚樹脂、硼酚醛樹脂、聚氨脂樹脂或混合樹脂等作為粘結劑， 選用FeS2、石膏、冰晶石、食鹽等材料作填料，經壓制、固化而成。由於重負荷磨削砂輪磨削 壓力較大，因此，在磨削過程中，熱燒蝕嚴重，磨粒脫落快，砂輪磨耗大，國內砂輪普遍存在 不耐用的問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有砂輪在高溫、高速、重負荷條件下工作過程 中易燒蝕、磨粒脫落快、砂輪磨耗大的缺陷，提供一種散熱性能好、耐磨性和使用壽命提高、 磨料韌性增強的大直徑高速切割與高速重負荷磨削樹脂砂輪。 本發明的技術方案是大直徑高速切割與高速重負荷磨削樹脂砂輪，由磨料、 填料和樹脂組合後壓制、固化而成，其改進之處是所述磨料為經1100°C 140(TC高溫或 70(TC 100(TC中溫鍛燒、外表有金屬、金屬氧化物或兩者混合物鍍層的鍍衣鍛燒棕剛玉， 所述填料由導熱填料和活性填料組成，所述樹脂由酚醛樹脂液和酚醛樹脂粉組成，上述磨 料、填料和樹脂在三種組分總量中的重量百分比為磨料60% 72% ，填料18% 25% ，樹 脂8% 18%。
進一步的方案是所述鍍衣鍛燒棕剛玉的鍍層為Ni、 Cu、 Sn、 Fe、 Co、 Cr、 Ti、 Feo、 Fe02、Fe203中的一種或幾種混合物的鍍層；所述導熱填料為Cu、Al、Fe、SiC、石墨中的一種； 所述活性填料為FeS2、 A12S3、 ZnS、 ZrF4、 CaF2、 Na2AlF6、 Na2SiF6、 K2SiF6中的一種。
砂輪在高速切割或高速重負荷磨削過程中，磨粒與工件的接觸點會產生大量的 熱，使接觸點的溫度急劇升高，如果熱量不能迅速散發，會造成樹脂燒蝕，磨粒脫落，致使砂 輪耐磨性和使用壽命降低，很快報廢。本發明選用鍍衣棕剛玉作為磨料，因磨料表面金屬鍍 層導熱係數高，加之砂輪中導熱填料的作用，使磨粒與工件接觸點產生的熱量得以迅速傳 遞，在砂輪高速旋轉中與空氣發生熱交換，從而使砂輪工作部位溫度很快降低，不會造成樹 脂燒蝕和磨料脫落，達到提高砂輪耐磨性和使用壽命的顯著效果。試用證明，本發明的大 直徑高速切割樹脂砂輪耐用熱溫度大於600°C ，在切割長6m、①100mm以上的大直徑線型鋼 材時，其切割鋼材量大於90000kg，切割長6m、①70mm以下的線型鋼材時，切割鋼材量大於 120000kg。本發明的高速重負荷磨削樹脂砂輪磨削壽命從原有的60 90min提高到100 120min。另外，棕剛玉經過高溫(1100°C 1400°C )或中溫(700°C IIO(TC )鍛燒後，其 球磨韌性明顯提高，以棕剛玉F24磨料為例，未經鍛燒的球磨韌性為45X 54X，鍛燒後的 球磨韌性為65% 80%，磨料韌性的提高使砂輪工作性能更好，更加耐用。
具體實施例方式
下面通過實施例進一步說明本發明。
實施例一 按如下組分和用量(重量百分比)備料 鍍Cu鍛燒棕剛玉F16 15 鍍Cu鍛燒棕剛玉F20 35 鍍Cu鍛燒棕剛玉F24 10 導熱填料A1粉 10 活性填料K2SiF6 15 酚醛樹脂液 6 酚醛樹脂粉 9 上述棕剛玉磨料按現有工藝鍍衣處理和高溫鍛燒後獲得，按上述用量比將不同粒 度的磨料、填料混合均勻，然後加入酚醛樹脂液混勻，過篩，再加入酚醛樹脂粉混合均勻過 篩，放置8 48h，經攤料，加玻璃纖維網布後，在6000t壓機上壓製成型，經185t:固化，即 得成品。 實施例二 按如下組分和用量(重量百分比)備料 鍍Ni鍛燒棕剛玉F16 13 鍍Ni鍛燒棕剛玉F20 40 鍍Ni鍛燒棕剛玉F24 12 導熱±真料SiC 12 活性填料Na2SiF6 8 酚醛樹脂液 5 酚醛樹脂粉 10 上述棕剛玉磨料按現有工藝鍍衣處理和中溫鍛燒後獲得，砂輪製作工藝同例一。
實施例三按如下組分和用量(重量百分比)備料 鍍Fe2o3鍛燒棕剛玉F16子 16 鍍Fe2o3鍛燒棕剛玉F20 38 鍍Fe2o3鍛燒棕剛玉F24 18 導熱填料Fe粉 10 活性填料A12S3 8 酚醛樹脂液 4 酚醛樹脂粉 6 上述棕剛玉磨料按現有工藝鍍衣處理和中溫鍛燒後獲得，砂輪製作工藝同例一。
按照例一、例二、例三的組分和工藝可以做成①1000mm ①1800mm，厚度10mm 16mm的各種規格的大直徑高速切割樹脂砂輪。
實施例四按如下組分和用量(重量百分比)備料 鍍Cu-Ni-Sn鍛燒棕剛玉F8 16 鍍Cu-Ni-Sn鍛燒棕剛玉F10 34 鍍Cu-Ni-Sn鍛燒棕剛玉F12 12 導熱填料SiC 12 活性填料Na2SiF6 10 酚醛樹脂液 6 酚醛樹脂粉 10 上述棕剛玉磨料按現有工藝鍍衣處理和高溫鍛燒後獲得，按上述用量比，將不同 粒度的磨料、填料混合均勻，然後加入酚醛樹脂液混勻過篩，再加入酚醛樹脂粉混勻過篩，
放置6- 12h，經攤料、加玻璃纖維、鋼圈後，在6000t壓機上壓製成型，經185t:固化，即得成品°實施例五按如下組分和用量(重量百分比)備料
鍍Fe2o3鍛燒棕剛玉F820鍍Fe2o3鍛燒棕剛玉F1036鍍Fe^3鍛燒棕剛玉F1212導熱填料Al粉14活性填料K2SiF68酚醛樹脂液4酚醛樹脂粉子6上述棕剛玉磨料按現有工藝鍍衣處理和中溫鍛燒後獲得，砂輪製作工藝同例四。
實施例六按如下組分和用量(重量百分比)備料
鍍Ni鍛燒棕剛玉F826鍍Ni鍛燒棕剛玉F1028鍍Ni鍛燒棕剛玉F1210導熱填料Fe粉12活性填料ZnS8酚醛樹脂液6
酚醛樹脂粉 10 上述棕剛玉磨料按現有工藝鍍衣處理和高溫鍛燒後獲得，砂輪製作工藝同例四。
按照例四、例五、例六的組分和工藝可以做成①500mm ①1100mm，厚度35mm 120mm的各種規格的高速重負荷磨削樹脂砂輪。
權利要求
一種大直徑高速切割與高速重負荷磨削樹脂砂輪，由磨料、填料和樹脂組合後壓制、固化而成，其特徵是所述磨料為經1100℃～1400℃高溫或700℃～1000℃中溫鍛燒、外表有金屬、金屬氧化物或兩者混合物鍍層的鍍衣鍛燒棕剛玉，所述填料由導熱填料和活性填料組成，所述樹脂由酚醛樹脂液和酚醛樹脂粉組成，上述磨料、填料和樹脂在三種組分總量中的重量百分比為磨料60％～72％，填料18％～25％，樹脂8％～18％。
2. 按權利要求1所述大直徑高速切割與高速重負荷磨削樹脂砂輪，其特徵是所述鍍 衣鍛燒棕剛玉的鍍層為Ni、 Cu、 Sn、 Fe、 Co、 Cr、 Ti、 Feo、 Feo2、 Fe2o3中的一種或幾種混合物 的鍍層。
3. 按權利要求1所述大直徑高速切割與高速重負荷磨削樹脂砂輪，其特徵是所述導 熱填料為Cu、Al、Fe、SiC、石墨中的一種。
4. 按權利要求1所述大直徑高速切割與高速重負荷磨削樹脂砂輪，其特徵是所述活 性填料為FeS2、 A12S3、 ZnS、 ZrF4、 CaF2、 Na2AlF6、 Na2SiF6、 K2SiF6中的一種。
全文摘要
本發明公開了一種大直徑高速切割與高速重負荷磨削樹脂砂輪，該砂輪中磨料為鍍衣鍛燒棕剛玉，填料由導熱填料和活性填料組成，樹脂由酚醛樹脂液和酚醛樹脂粉組成，所述磨料、填料和樹脂在三種組分總量中的重量百分比為磨料60％～72％，填料18％～25％，樹脂8％～18％。該砂輪採用鍍衣棕剛玉磨料，其金屬鍍層導熱性好，明顯增強砂輪散熱效果，提高了砂輪耐磨性和使用壽命；加之磨料鍛燒後球磨韌性提高，使砂輪更加耐用，性能更好。該砂輪可用於切割Φ100mm以上熱線型鋼材，或對鋼材進行高速重負荷磨削，壽命達100min～120min。
文檔編號B24D18/00GK101695827SQ200910234170
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月15日 優先權日2009年10月15日
發明者鄒文俊, 黃敬民 申請人:江蘇耐爾堅砂輪有限公司;