本发明涉及砂轮材料的
技术领域：
，尤其涉及一种树脂基高耐磨砂轮材料及其制备方法。
背景技术：
：金刚石树脂砂轮应用范围非常广泛，可加工的材料多种多样，像硬质合金、磁性材料、半导体材料、高速钢、陶瓷、玻璃等。金刚石树脂砂轮用于研磨、抛光硬脆非金属材料或有色金属材料的外园面、内孔和平面，在一定条件下，也可以进行切割加工。砂轮直径最小1mm，最大700mm甚至更大；砂轮厚度最小0.5mm，最大250mm甚至更大。通常安装在外圆磨床、平面磨床和工具磨床上，用于对被加工材料表面进行精密磨削。现有技术中的树脂砂轮使用寿命低，耐磨性能无法满足实际使用时的需求，故此亟需开发一种树脂基高耐磨砂轮材料来解决现有技术中的问题。技术实现要素：为解决
背景技术：
中存在的技术问题，本发明提出一种树脂基高耐磨砂轮材料及其制备方法，具有优异的耐磨性能，粘接性好，硬度高，提高了树脂砂轮的耐热性和硬度，减少刚性磨削形成的裂纹，散热快，有利于快速散掉砂轮在切割过程中放出的大量热量，起到了降低切削温度的作用。本发明提出的一种树脂基高耐磨砂轮材料，其原料按重量份包括：改性酚醛树脂40-50份、环氧树脂5-15份、钎料4-8份、硬脂酸锌3-9份、石墨2-5份、空心陶瓷球1-4份、刚玉3-6份、金刚砂1-5份、滑石粉3-6份、碳化硅4-8份、二氧化硅2-6份、氧化铝1-8份、氧化硼3-6份、氮化硼2-5份、硅烷偶联剂kh-5701-4份、耐磨助剂3-6份。优选地，改性酚醛树脂的原料按重量份包括：酚醛树脂5-15份、去离子水4-8份、4-羟基苯基马来酰亚胺3-5份、硅纤维2-6份、玻璃纤维4-8份、三聚氰胺3-6份。优选地，改性酚醛树脂按如下工艺进行制备：将酚醛树脂和去离子水混合，然后升温，然后加入盐酸调节ph，接着加入4-羟基苯基马来酰亚胺混合均匀，升温，保温，然后用氢氧化钠溶液调节ph，接着加入硅纤维、玻璃纤维和三聚氰胺混合均匀，降温，保温，继续冷却，出料，冷却至室温得到改性酚醛树脂。优选地，改性酚醛树脂按如下工艺进行制备：将酚醛树脂和去离子水混合，然后升温至90-95℃，然后加入盐酸调节ph至2-3，接着加入4-羟基苯基马来酰亚胺混合均匀，升温至95-100℃，保温60-80min，然后用氢氧化钠溶液调节ph至7-8，接着加入硅纤维、玻璃纤维和三聚氰胺混合均匀，降温至80-85℃，保温40-60min，继续冷却至50-60℃，出料，冷却至室温得到改性酚醛树脂。优选地，耐磨助剂的原料按重量份包括：碳酸钙粉末15-35份、钠基膨润土4-8份、蒸馏水5-15份、六偏磷酸钠4-8份、十六烷基三甲基溴化铵2-5份、椰纤维1-5份、质量分数为45-65％的氢氧化钠溶液3-6份、聚乳酸2-8份、硅烷偶联剂kh-5604-8份。优选地，耐磨助剂按如下工艺进行制备：将碳酸钙粉末、钠基膨润土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入六偏磷酸钠和十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理，然后升温，搅拌，然后冷却至室温，干燥，接着研磨得到物料a；将椰纤维于室温下浸入质量分数为45-65％的氢氧化钠溶液中，搅拌，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中干燥，至含水率为2-5％后冷却至室温得到物料b；然后向物料b中添加物料a混合均匀，研磨后过筛，然后加入聚乳酸和硅烷偶联剂kh-560混合均匀，在密炼机中搅拌，冷却是室温得到耐磨助剂。优选地，耐磨助剂按如下工艺进行制备：将碳酸钙粉末、钠基膨润土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入六偏磷酸钠和十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料a；将椰纤维于室温下浸入质量分数为45-65％的氢氧化钠溶液中，于350-550r/min转速搅拌20-40min，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中于50-70℃干燥20-28h，至含水率为2-5％后冷却至室温得到物料b；然后向物料b中添加物料a混合均匀，研磨后过20-40目筛，然后加入聚乳酸和硅烷偶联剂kh-560混合均匀，在密炼机中于160-190℃，50-70r/min转速搅拌20-40min，冷却是室温得到耐磨助剂。本发明的一种树脂基高耐磨砂轮材料的制备方法，包括：将改性酚醛树脂、环氧树脂、钎料、硬脂酸锌、石墨、空心陶瓷球、刚玉、金刚砂、滑石粉、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氮化硼、硅烷偶联剂kh-570和耐磨助剂混合均匀，研磨过8-12目筛，于850-1050r/min转速搅拌1-3h，然后放入压片机中，于16-20mpa的压力冷压成型得到块状毛胚，然后升温至860-900℃，保温20-40min，冷却至室温即得所需的树脂基高耐磨砂轮材料。本发明的一种树脂基高耐磨砂轮材料，其原料包括改性酚醛树脂、环氧树脂、钎料、硬脂酸锌、石墨、空心陶瓷球、刚玉、金刚砂、滑石粉、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氮化硼、硅烷偶联剂kh-570和耐磨助剂。其中，改性酚醛树脂通过将酚醛树脂和去离子水混合，然后升温，然后加入盐酸调节ph，接着加入4-羟基苯基马来酰亚胺混合均匀，升温，保温，然后用氢氧化钠溶液调节ph，接着加入硅纤维、玻璃纤维和三聚氰胺混合均匀，降温，保温，继续冷却，出料，冷却至室温得到改性酚醛树脂，运用到本发明的树脂砂轮材料中，与环氧树脂配合作为树脂结合剂，酚醛树脂本身经过改性后，与环氧树脂混合改性后，作为树脂结合剂使得本发明的树脂砂轮材料具有优异的耐高温性能，且与钎料、硬脂酸锌、石墨、空心陶瓷球、刚玉、金刚砂、滑石粉、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化硼和氮化硼磨料配合，使得本发明的树脂砂轮材料的耐磨性得到有效提高，有效提高了本发明树脂基砂轮材料的使用寿命。其中，耐磨助剂通过将碳酸钙粉末、钠基膨润土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入六偏磷酸钠和十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理，然后升温，搅拌，然后冷却至室温，干燥，接着研磨得到物料a；将椰纤维于室温下浸入质量分数为45-65％的氢氧化钠溶液中，搅拌，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中干燥，至含水率为2-5％后冷却至室温得到物料b；然后向物料b中添加物料a混合均匀，研磨后过筛，然后加入聚乳酸和硅烷偶联剂kh-560混合均匀，在密炼机中搅拌，冷却是室温得到耐磨助剂，运用到本发明的树脂基砂轮材料中，使得本发明的砂轮材料具有优异的耐磨性能。本发明制备得到的树脂基高耐磨砂轮材料具有优异的耐磨性能，粘接性好，硬度高，提高了树脂砂轮的耐热性和硬度，减少刚性磨削形成的裂纹，散热快，有利于快速散掉砂轮在切割过程中放出的大量热量，起到了降低切削温度的作用。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。具体实施方式中，改性酚醛树脂的重量份可以为40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份；环氧树脂的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；钎料的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；硬脂酸锌的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；石墨的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；空心陶瓷球的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；刚玉的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；金刚砂的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；滑石粉的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；碳化硅的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；二氧化硅的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；氧化铝的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、8份；氧化硼的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；氮化硼的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；硅烷偶联剂kh-570的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；耐磨助剂的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份。实施例1本发明提出的一种树脂基高耐磨砂轮材料，其原料按重量份包括：改性酚醛树脂45份、环氧树脂10份、钎料6份、硬脂酸锌6份、石墨3.5份、空心陶瓷球2.5份、刚玉4.5份、金刚砂3份、滑石粉4.5份、碳化硅6份、二氧化硅4份、氧化铝4.5份、氧化硼4.5份、氮化硼3.5份、硅烷偶联剂kh-5702.5份、耐磨助剂4.5份。改性酚醛树脂按如下工艺进行制备：按重量份将10份酚醛树脂和6份去离子水混合，然后升温至92.5℃，然后加入盐酸调节ph至2.5，接着加入4份4-羟基苯基马来酰亚胺混合均匀，升温至97.5℃，保温70min，然后用氢氧化钠溶液调节ph至7.5，接着加入4份硅纤维、6份玻璃纤维和4.5份三聚氰胺混合均匀，降温至82.5℃，保温50min，继续冷却至55℃，出料，冷却至室温得到改性酚醛树脂。耐磨助剂按如下工艺进行制备：按重量份将25份碳酸钙粉末、6份钠基膨润土和10份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入6份六偏磷酸钠和3.5份十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理30min，然后升温至50℃，于1000r/min转速搅拌30min，然后冷却至室温，于60℃干燥8h，接着研磨得到物料a；将3份椰纤维于室温下浸入4.5份质量分数为55％的氢氧化钠溶液中，于450r/min转速搅拌30min，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中于60℃干燥24h，至含水率为3.5％后冷却至室温得到物料b；然后向物料b中添加物料a混合均匀，研磨后过30目筛，然后加入5份聚乳酸和6份硅烷偶联剂kh-560混合均匀，在密炼机中于175℃，60r/min转速搅拌30min，冷却是室温得到耐磨助剂。本发明的一种树脂基高耐磨砂轮材料的制备方法，包括：将改性酚醛树脂、环氧树脂、钎料、硬脂酸锌、石墨、空心陶瓷球、刚玉、金刚砂、滑石粉、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氮化硼、硅烷偶联剂kh-570和耐磨助剂混合均匀，研磨过10目筛，于950r/min转速搅拌2h，然后放入压片机中，于18mpa的压力冷压成型得到块状毛胚，然后升温至880℃，保温30min，冷却至室温即得所需的树脂基高耐磨砂轮材料。实施例2本发明提出的一种树脂基高耐磨砂轮材料，其原料按重量份包括：改性酚醛树脂40份、环氧树脂15份、钎料4份、硬脂酸锌9份、石墨2份、空心陶瓷球4份、刚玉3份、金刚砂5份、滑石粉3份、碳化硅8份、二氧化硅2份、氧化铝8份、氧化硼3份、氮化硼5份、硅烷偶联剂kh-5701份、耐磨助剂6份。改性酚醛树脂按如下工艺进行制备：按重量份将5份酚醛树脂和8份去离子水混合，然后升温至90℃，然后加入盐酸调节ph至3，接着加入3份4-羟基苯基马来酰亚胺混合均匀，升温至100℃，保温60min，然后用氢氧化钠溶液调节ph至8，接着加入2份硅纤维、8份玻璃纤维和3份三聚氰胺混合均匀，降温至85℃，保温40min，继续冷却至60℃，出料，冷却至室温得到改性酚醛树脂。耐磨助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15份碳酸钙粉末、8份钠基膨润土和5份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入8份六偏磷酸钠和2份十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理40min，然后升温至40℃，于1200r/min转速搅拌20min，然后冷却至室温，于70℃干燥7h，接着研磨得到物料a；将5份椰纤维于室温下浸入3份质量分数为65％的氢氧化钠溶液中，于350r/min转速搅拌40min，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中于50℃干燥28h，至含水率为2％后冷却至室温得到物料b；然后向物料b中添加物料a混合均匀，研磨后过40目筛，然后加入2份聚乳酸和8份硅烷偶联剂kh-560混合均匀，在密炼机中于160℃，70r/min转速搅拌20min，冷却是室温得到耐磨助剂。本发明的一种树脂基高耐磨砂轮材料的制备方法，包括：将改性酚醛树脂、环氧树脂、钎料、硬脂酸锌、石墨、空心陶瓷球、刚玉、金刚砂、滑石粉、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氮化硼、硅烷偶联剂kh-570和耐磨助剂混合均匀，研磨过8目筛，于1050r/min转速搅拌1h，然后放入压片机中，于20mpa的压力冷压成型得到块状毛胚，然后升温至860℃，保温40min，冷却至室温即得所需的树脂基高耐磨砂轮材料。实施例3本发明提出的一种树脂基高耐磨砂轮材料，其原料按重量份包括：改性酚醛树脂50份、环氧树脂5份、钎料8份、硬脂酸锌3份、石墨5份、空心陶瓷球1份、刚玉6份、金刚砂1份、滑石粉6份、碳化硅4份、二氧化硅6份、氧化铝1份、氧化硼6份、氮化硼2份、硅烷偶联剂kh-5704份、耐磨助剂3份。改性酚醛树脂按如下工艺进行制备：按重量份将15份酚醛树脂和4份去离子水混合，然后升温至95℃，然后加入盐酸调节ph至2，接着加入5份4-羟基苯基马来酰亚胺混合均匀，升温至95℃，保温80min，然后用氢氧化钠溶液调节ph至7，接着加入6份硅纤维、4份玻璃纤维和6份三聚氰胺混合均匀，降温至80℃，保温60min，继续冷却至50℃，出料，冷却至室温得到改性酚醛树脂。耐磨助剂按如下工艺进行制备：按重量份将35份碳酸钙粉末、4份钠基膨润土和15份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入4份六偏磷酸钠和5份十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理20min，然后升温至60℃，于800r/min转速搅拌40min，然后冷却至室温，于50℃干燥9h，接着研磨得到物料a；将1份椰纤维于室温下浸入6份质量分数为45％的氢氧化钠溶液中，于550r/min转速搅拌20min，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中于70℃干燥20h，至含水率为5％后冷却至室温得到物料b；然后向物料b中添加物料a混合均匀，研磨后过20目筛，然后加入8份聚乳酸和4份硅烷偶联剂kh-560混合均匀，在密炼机中于190℃，50r/min转速搅拌40min，冷却是室温得到耐磨助剂。本发明的一种树脂基高耐磨砂轮材料的制备方法，包括：将改性酚醛树脂、环氧树脂、钎料、硬脂酸锌、石墨、空心陶瓷球、刚玉、金刚砂、滑石粉、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氮化硼、硅烷偶联剂kh-570和耐磨助剂混合均匀，研磨过12目筛，于850r/min转速搅拌3h，然后放入压片机中，于16mpa的压力冷压成型得到块状毛胚，然后升温至900℃，保温20min，冷却至室温即得所需的树脂基高耐磨砂轮材料。实施例4本发明提出的一种树脂基高耐磨砂轮材料，其原料按重量份包括：改性酚醛树脂42份、环氧树脂12份、钎料5份、硬脂酸锌8份、石墨3份、空心陶瓷球3份、刚玉4份、金刚砂4份、滑石粉4份、碳化硅7份、二氧化硅3份、氧化铝7份、氧化硼4份、氮化硼4份、硅烷偶联剂kh-5702份、耐磨助剂5份。改性酚醛树脂按如下工艺进行制备：按重量份将8份酚醛树脂和7份去离子水混合，然后升温至91℃，然后加入盐酸调节ph至2.8，接着加入3.5份4-羟基苯基马来酰亚胺混合均匀，升温至99℃，保温65min，然后用氢氧化钠溶液调节ph至7.8，接着加入3份硅纤维、7份玻璃纤维和4份三聚氰胺混合均匀，降温至84℃，保温45min，继续冷却至58℃，出料，冷却至室温得到改性酚醛树脂。耐磨助剂按如下工艺进行制备：按重量份将18份碳酸钙粉末、7份钠基膨润土和8份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入7份六偏磷酸钠和3份十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理35min，然后升温至45℃，于1150r/min转速搅拌25min，然后冷却至室温，于65℃干燥7.5h，接着研磨得到物料a；将4份椰纤维于室温下浸入4份质量分数为62％的氢氧化钠溶液中，于380r/min转速搅拌35min，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中于55℃干燥26h，至含水率为3％后冷却至室温得到物料b；然后向物料b中添加物料a混合均匀，研磨后过35目筛，然后加入3份聚乳酸和7份硅烷偶联剂kh-560混合均匀，在密炼机中于165℃，65r/min转速搅拌25min，冷却是室温得到耐磨助剂。本发明的一种树脂基高耐磨砂轮材料的制备方法，包括：将改性酚醛树脂、环氧树脂、钎料、硬脂酸锌、石墨、空心陶瓷球、刚玉、金刚砂、滑石粉、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氮化硼、硅烷偶联剂kh-570和耐磨助剂混合均匀，研磨过9目筛，于1020r/min转速搅拌1.5h，然后放入压片机中，于19mpa的压力冷压成型得到块状毛胚，然后升温至870℃，保温35min，冷却至室温即得所需的树脂基高耐磨砂轮材料。实施例5本发明提出的一种树脂基高耐磨砂轮材料，其原料按重量份包括：改性酚醛树脂48份、环氧树脂8份、钎料7份、硬脂酸锌4份、石墨4份、空心陶瓷球2份、刚玉5份、金刚砂2份、滑石粉5份、碳化硅5份、二氧化硅5份、氧化铝2份、氧化硼5份、氮化硼3份、硅烷偶联剂kh-5703份、耐磨助剂4份。改性酚醛树脂按如下工艺进行制备：按重量份将12份酚醛树脂和5份去离子水混合，然后升温至94℃，然后加入盐酸调节ph至2.2，接着加入4.5份4-羟基苯基马来酰亚胺混合均匀，升温至96℃，保温75min，然后用氢氧化钠溶液调节ph至7.2，接着加入5份硅纤维、5份玻璃纤维和5份三聚氰胺混合均匀，降温至81℃，保温55min，继续冷却至52℃，出料，冷却至室温得到改性酚醛树脂。耐磨助剂按如下工艺进行制备：按重量份将32份碳酸钙粉末、5份钠基膨润土和12份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入5份六偏磷酸钠和4份十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理25min，然后升温至55℃，于850r/min转速搅拌35min，然后冷却至室温，于55℃干燥8.5h，接着研磨得到物料a；将2份椰纤维于室温下浸入5份质量分数为48％的氢氧化钠溶液中，于520r/min转速搅拌25min，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中于65℃干燥22h，至含水率为4％后冷却至室温得到物料b；然后向物料b中添加物料a混合均匀，研磨后过25目筛，然后加入7份聚乳酸和5份硅烷偶联剂kh-560混合均匀，在密炼机中于185℃，55r/min转速搅拌35min，冷却是室温得到耐磨助剂。本发明的一种树脂基高耐磨砂轮材料的制备方法，包括：将改性酚醛树脂、环氧树脂、钎料、硬脂酸锌、石墨、空心陶瓷球、刚玉、金刚砂、滑石粉、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氮化硼、硅烷偶联剂kh-570和耐磨助剂混合均匀，研磨过11目筛，于880r/min转速搅拌2.5h，然后放入压片机中，于17mpa的压力冷压成型得到块状毛胚，然后升温至890℃，保温25min，冷却至室温即得所需的树脂基高耐磨砂轮材料。对实施例1-实施例5中的树脂基高耐磨砂轮材料进行磨削试验。1、砂轮速度:32.20m/s；2、工件速度:15m/min；3、对每个砂轮均采用相同的修整方法和修整材料进行修整；4、在磨削各参数相同的条件下，采用0.02mm/行程的进刀量做磨削试验。5、每次磨削完毕，把砂轮和工件清洗后，放在100℃电热鼓风烘箱中烘干半小时，用分析天平称重，然后按照公式计算磨削比，每个砂轮做四次磨削试验，计算平均磨削比。其中磨削比为质量比值，计算公式如下：g＝△mw/△ms，其中g为磨削比，△mw为硬质合金刀具磨耗质量，△ms为砂轮磨耗质量，按此公式对将实施例1-实施例5中的树脂基高耐磨砂轮材料进行性能检测，得到的性能检测数据如表1所示。表1：项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5进刀量/mm0.020.020.020.020.02磨削比539.02502.2501.2532.4536.1电流量/a1.401.401.401.401.40以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12