专利名称：一种树脂打磨砂轮及其制备方法
技术领域：
本发明属于磨具领域，涉及一种树脂打磨砂轮及其制备方法。
背景技术：
砂轮是磨削的主要工具，它是由磨料和结合剂构成的多孔物体。其中磨料、结合剂和孔隙是砂轮的三个基本组成要素。随着磨料、结合剂及砂轮制造工艺等的不同，砂轮特性可能差别很大，对磨削加工的精度、粗糙度和生产效率有着重要的影响。因此，必须根据具体条件选用合适的砂轮。树脂砂轮即结合剂为树脂的砂轮，具有磨削力小、磨削温度低、自锐性好、磨削效率高等优点，被广泛用于硬质合金、陶瓷、玻璃等硬脆性材料的磨削加工中。为了使树脂砂轮在切割或打磨过程中能起到磨削润滑的作用，用于制备砂轮的填料中必须有一定比例含量的润滑剂和稳定剂。现有的树脂砂轮主要用黄铁矿作为润滑剂， 但黄铁矿的主要成分是二硫化铁，它在空气中易氧化成三氧化二铁和二氧化硫，而二氧化硫气体无论对人体还是对环境都是有害的，而且也容易腐蚀被切削或打磨的金属。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种其润滑剂对人体对环境无害的树脂打磨砂轮及其制备方法。本发明的目的可通过下列技术方案来实现提供一种树脂打磨砂轮，所述树脂打磨砂轮包括磨削体和置于所述磨削体内部、以增强所述磨削体回转强度的加强片，所述磨削体的磨料为白刚玉，结合剂为酚醛树脂液和酚醛树脂粉，填料为冰晶石和聚四氟乙烯粉， 且上述各原料的重量配比为
白刚玉90丨 105酚醛树脂液2-份酚醛树脂粉6-"25份冰晶石'10份聚四氟乙烯粉1 份。本发明还提供一种依据权利要求1所述的树脂打磨砂轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤配料称取原料，所述原料及其重量配比为白刚玉90 105份、酚醛树脂液2 8 份、酚醛树脂粉6 25份、冰晶石1 10份、聚四氟乙烯粉1 5份；混料先将白刚玉放入酚醛树脂液中浸润，然后将酚醛树脂粉、冰晶石以及聚四氟乙烯粉与浸润后的白刚玉均勻混合；过筛将混料得到的原料颗粒通过筛子筛选，通过8 12目的颗粒即作为用于成型的成型料；成型称取合适重量的成型料，将其放入成型模具中摊平，并在成型料中放入加强片使所述加强片水平地完全埋入所述成型料中，压制成型得到砂轮坯，成型料即固化形成磨削体；烘干将所述砂轮坯在烘箱中烘干，且烘箱内的温度自室温梯度升温至175 190°C后保温5 8小时然后冷却至室温，即得到砂轮成品。采用本发明的树脂打磨砂轮及其制备方法，在砂轮的原料中，白刚玉致密、硬度高，通过酚醛树脂来粘接从而具有磨削力强的优点，砂轮在切割金属的过程中放出大量的热量，若不及时散发就会容易发生烧片现象；而冰晶石恰好能起到降低切削温度的作用。另外，本发明引入聚四氟乙烯粉取代黄铁矿作为润滑剂，利用聚四氟乙烯的润滑、减少摩擦的作用，提高砂轮的自锐性；而聚四氟乙烯不会腐蚀被加工的金属，同时作为高分子结构还能够很好地与酚醛树脂结合形成新的分子链，从而增强砂轮的强度，磨削过程也不会产生有害气体因而不会污染环境。因此，本发明的原料配方具有诸多优点，能够产生很好的经济效益。
图1是本发明的树脂打磨砂轮为平行砂轮的结构示意图；图2是本发明的树脂打磨砂轮为钹型砂轮的结构示意图；图3是本发明的树脂打磨砂轮的制备方法的流程图。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于这些实施例。如图1、图2所示，本发明的树脂打磨砂轮包括磨削体1和加强片2。其中，磨削体1是砂轮实现磨削功能的主体，其原料包括由磨料、填料和结合剂， 本发明所选的磨料为白刚玉，填料为冰晶石和聚四氟乙烯粉，结合剂选择酚醛树脂液和酚醛树脂粉，它们的重量配比(重量份数)依次是白刚玉90 105份、酚醛树脂液2 8份、 酚醛树脂粉6 25份、冰晶石1 10份、聚四氟乙烯粉1 5份。填料中还可包括重量份数为0. 5 2的着色料，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为白刚玉90份、酚醛树脂液2份，酚醛树脂粉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为白刚玉105份、酚醛树脂液8份，酚醛树脂粉25份、冰晶石10份、聚四氟乙烯粉5份。在其他配比方案中，各原料的重量配比为白刚玉102份、酚醛树脂液5份，酚醛树脂粉10份、冰晶石2份、聚四氟乙烯粉4份、!^e2O3含0. 5份。优选后，各重量比重为白刚玉95 100份、酚醛树脂液3 5份、酚醛树脂粉 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，各原料的重量配比为白刚玉100份、酚醛树脂液4份，酚醛树脂粉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，白刚玉致密、硬度高，通过酚醛树脂来粘接从而具有磨削力强的优点，砂轮在切割金属的过程中放出大量的热量，若不及时散发就会容易发生烧片现象；而冰晶石恰好能起到降低切削温度的作用。另外，本发明引入聚四氟乙烯粉取代黄铁矿作为润滑剂，利用聚四氟乙烯的润滑、减少摩擦的作用，提高砂轮的自锐性；而聚四氟乙烯不会腐蚀被加工的金属，同时作为高分子结构还能够很好地与酚醛树脂结合形成新的分子链，从而增强砂轮的强度，磨削过程也不会产生有害气体因而不会污染环境。因此，本发明的原料配方具有诸多优点，能够产生很好的经济效益。加强片2位于磨削体1内部，也即在制造过程中先铺上一层上述原料、盖上加强片 2，然后再铺上一层原料将加强片2完全盖住得到的。加强片2可以只有一片，也可以有多片，它们与原料依次层叠排布，即一层原料一层加强片地循环。多层原料整体构成磨削体1， 将加强片夹在中间。在磨削体1内放置加强片2，是为了提高砂轮的回转强度，回转强度是砂轮的一个非常重要的参数之一，是指砂轮旋转时在离心力作用下抵抗破裂的能力，当回转强度不合格将导致砂轮在切割或打磨时破碎，会对使用者或设备造成危险存在安全隐患。本发明的加强片2采用玻璃纤维片，是由玻璃纤维布两面涂覆酚醛树脂后放入烘箱中在110 130°C 温度下烘烤1 10分钟制得的，具有很好的抗拉、抗弯强度。上述具有加强片2的树脂打磨砂轮的制备方法如图3所示，包括配料、混料、过筛、 成型和硬化几个步骤。具体地，本文将通过以下两个实施例来描述本发明的制备方法。实施例1本实施例要制备的树脂打磨砂轮为平形砂轮，如图1所示。首先，称取具有一定重量配比的原料来进行配料，原料种类及其重量份数分别为白刚玉93份、酚醛树脂液4份、酚醛树脂粉16份、冰晶石8份、聚四氟乙烯粉2份。白刚玉为M 30目粒度，聚四氟乙烯粉的平均粒径在3 30 μ m之间。然后，将白刚玉放入到酚醛树脂液中浸润，搅拌充分，使白刚玉的颗粒表面充分地粘附着酚醛树脂液。浸润充分后，将酚醛树脂粉、冰晶石和聚四氟乙烯粉与白刚玉混合，同时继续搅拌，直至三种原料充分混合均勻。将混合后的原料颗粒过筛，筛子的筛孔为8 12目，过筛的颗粒用来做成型料。称取制作三个树脂打磨砂轮所需的成型料，当然也可每填铺完一个再称取另一个砂轮所需的成型料，这里可灵活掌握。先将半个砂轮所需的成型料倒入成型机的成型模具中，摊开并用刮尺等工具刮平，随后在成型料上盖上上述玻璃纤维加强片，再放入另一半个砂轮所需的成型料，同样摊开刮平，这样一个砂轮所需的所有原材料均放置完成。在这个已完成的砂轮原材料上盖上模板，最后将整个模具送入成型机内压制，压制成砂轮坯。将这些独立的砂轮坯用隔网和铝板隔开，送入烘箱中硬化，烘箱内的温度自室温梯度上升，每升10°C保温100分钟，直至升温至180°C后保温360分钟，然后空冷至室温。取出，即得到砂轮成品。实施例2本实施例要制备的树脂打磨砂轮为钹型砂轮，如图2所示。同样，首先进行配料，原料种类及其重量份数分别为白刚玉90份、酚醛树脂液6份、酚醛树脂粉20份、冰晶石2份、聚四氟乙烯粉5份、碳黑2份。然后，采用与第一实施例完全相同的方式混料、过筛。钹型砂轮的成型步骤与平行砂轮的成型步骤略有不同。同样例如一次成型三个砂轮，先称取三份成型料，每份刚好等于或略多于制造一个砂轮所需的重量。同样在成型模具中先铺入半份成型料并摊平，盖加强片，再铺另半份成型料并摊平，即一个砂轮的原材料铺设完成，盖上模盖，将模具推入成型机内压制成型，压制成砂轮胚体。将砂轮胚体用同砂轮胚体相同形状的铝板隔开，铝板的上、下表面具有与钹型砂轮的下、上表面相同的曲面形状。是因为钹型砂轮具有比平形砂轮复杂得多的表面形状，加盖铝板是为了起支撑作用防止硬化时变形，确保每一个砂轮都在硬化时保持相同的曲面形状。同样，压制成型后的砂轮坯送入烘箱硬化，烘箱自室温升至110°C时每提高10°C 保温100分钟，110°C升至120°C后保温200分钟，120°C升至200°C时每提高10°C保温100 分钟。取出，即得砂轮制品。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了砂轮、隔网、加强片、铝板等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
权利要求
1.一种树脂打磨砂轮，其特征在于，包括磨削体和置于所述磨削体内部、以增强所述磨削体回转强度的加强片，所述磨削体的磨料为白刚玉，结合剂为酚醛树脂液和酚醛树脂粉， 填料为冰晶石和聚四氟乙烯粉，且上述各原料的重量配比为白刚玉90 105份酚醛树脂液2 8份酚醛树脂粉6 25份冰晶石1 10份聚四氟乙烯粉1 5份。
2.根据权利要求1所述的树脂打磨砂轮，其特征在于，所述磨削体的原料及其重量配比为白刚玉95 100份酚醛树脂液3 5份酚醛树脂粉12 20份冰晶石3 5份聚四氟乙烯粉1 2份。
3.一种依据权利要求1所述的树脂打磨砂轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤配料称取原料，所述原料及其重量配比为白刚玉90 105份、酚醛树脂液2 8份、酚醛树脂粉6 25份、冰晶石1 10份、聚四氟乙烯粉1 5份；混料先将白刚玉放入酚醛树脂液中浸润，然后将酚醛树脂粉、冰晶石以及聚四氟乙烯粉与浸润后的白刚玉均勻混合；过筛将混料得到的原料颗粒通过筛子筛选，通过8 12目筛孔的颗粒即作为用于成型的成型料；成型称取合适重量的成型料，将其放入成型模具中摊平，并在成型料中放入加强片使所述加强片水平地完全埋入所述成型料中，压制成型得到砂轮坯，成型料即固化形成磨削体；烘干将所述砂轮坯在烘箱中烘干，且烘箱内的温度自室温梯度升温至175 190°C后保温5 8小时然后冷却至室温，即得到砂轮成品。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，配料步骤中，所述原料还包括重量配比为0. 5 2的着色料，所述着色料为!^e2O3和/或炭黑。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，配料步骤中，所述白刚玉为M 30 目粒度，所述聚四氟乙烯粉的平均粒径在3 30 μ m之间。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，成型步骤中，所述加强片为玻璃纤维片，所述玻璃纤维片是由玻璃纤维布两面涂覆酚醛树脂后放入烘箱中在110 130°C温度下烘烤1 10分钟制得的。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，成型步骤中，所述成型料的重量为多个砂轮所需成型料的重量，用于成型一个砂轮的成型料铺满摊平后盖上隔网，再放入成型另一个砂轮的成型料，从而依靠隔网将不同砂轮的成型料完全隔开，每个砂轮的成型料中都埋入有加强片。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述树脂打磨砂轮为平行砂轮，在成型步骤中，在所述成型模具的型腔内按照一层成型料一个隔网依次循环的顺序铺好后，在顶部加压铝板，送入成型机内压制成型。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述树脂打磨砂轮为钹型砂轮，在成型步骤中，每份用于成型一个砂轮的成型料上铺一个隔网并在隔网上压铝板，然后再放置成型另一个砂轮的成型料后同样铺隔网加铝板，依次循环数次后，模具型腔基本填满，整体送入成型机内压制成型。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，烘干步骤中，所述梯度升温是自室温升至110°c时每提高10°C保温100分钟，110°C升至120°C后保温200分钟，120°C升至 175 190°C时每提高10°C保温100分钟。
全文摘要
本发明提供一种树脂打磨砂轮及其制备方法，属于磨具领域。它解决了现有的树脂砂轮的润滑剂黄铁矿产生有害二氧化硫的问题。本发明的树脂砂轮所述树脂打磨砂轮包括磨削体和置于所述磨削体内部、以增强所述磨削体回转强度的加强片，所述磨削体的磨料为白刚玉，结合剂为酚醛树脂液和酚醛树脂粉，填料为冰晶石和聚四氟乙烯粉，且对应的质量配比为白刚玉90～105、酚醛树脂液2～8、酚醛树脂粉6～25、冰晶石1～10、聚四氟乙烯粉1～5。本发明还提供上述树脂砂轮的制备方法。本发明的砂轮用聚四氟乙烯粉作为润滑剂替代黄铁矿，使用过程中不会产生二氧化硫也无其他污染。
文档编号B24D3/28GK102363287SQ201110329228
公开日2012年2月29日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者俞建成, 张和平, 李保国 申请人:宁波大华砂轮有限公司