一种用于工件表面快速打磨的砂轮及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于固结砂轮磨具技术领域，具体是一种用于工件表面快速打磨的砂轮及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 当前在工业生产中用于工件表面打磨的主要有两种产品，一种是固结磨具中的叛 型砂轮，此砂轮主要用于焊接钢结构件的焊瘤、焊渣粗打磨，铸造件的表面冒口去除、表面 清砂，钢件表面的除诱、除氧化物及其他不能机械加工的表面加工等。此砂轮片的优点是效 率高，缺点是不能保证被加工工件表面的平整度及粗糖度。另一种是涂附磨具中的百叶砂 轮片，此砂轮片主要用于工件表面的除诱、除氧化物、工件表面的痕迹去除。其优点是具有 较高的表面光洁度，缺点是不能保证工件表面的平整度，不耐用、效率低、成本高。
[0003] 目前，一般生产叛型砂轮的大多数厂家都是采用低粒度的栋刚玉磨料，因为磨料 越粗越锋利，磨痕也就越大，振动力也就越大，磨料越细锋利度越差，磨痕也就越小，振动力 也就越小。随着现代工业的发展，对工件表面的粗糖度、平整度要求越来越高，市场竞争越 来越激烈，企业越来越注重生产效率、生产成本，迫切要求有一种砂轮磨片既能快速打磨工 件，又能保证工件光洁度、平整度，且成本较低的新型砂轮。怎样既能提高砂轮的锋利度，又 不在工件表面产生磨痕，没有振动力，运就要在磨料、配方、产品外形、生产工艺上下功夫。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是针对目前的砂轮磨片不能兼顾打磨效率和打磨效果的问题，提 供一种砂轮抛光磨片及其制备方法，本发明砂轮磨片打磨效率高，生产成本低，打磨后工件 表面具有良好的光洁度和平整度。
[000引本发明的一种用于工件表面快速打磨的砂轮，包括下述重量份的原料： 一级栋刚玉 20~30 -级锻依白刚玉 15~20 一级单晶刚玉 35~45 -级错刚玉 10~15 酪醒树脂液 5~6 酪醒树脂粉 12.5~13.5 钟冰晶石 4~7 钢冰晶石 3~4 立德粉 1~2 氧化铁红 0.1~0.3 硫酸巧晶须 5~7 硫化铁 2~4。
[0006]本发明的一种用于工件表面快速打磨的砂轮，其优选配方包括下述重量份的原 料： 一级栋刚玉 25 -级锻依白刚玉 17.5 一级单晶刚玉 40 -级错刚玉 12.5 酪醒树脂液 5.5 酪醒树脂粉 13 钟冰晶石 7 钢冰晶石 4 立德粉 1.6 氧化铁红 0.2 硫酸巧晶须 6 硫化铁 3。
[0007] 所述一级栋刚玉和一级单晶刚玉是采用粒径为60目的原料;所述的一级锻依白刚 玉和一级错刚玉是采用粒径为70目的原料。
[0008] 所述酪醒树脂液和所述酪醒树脂粉是采用山东圣泉新材料股份有限公司生产的 型号为2508的树脂液和型号为2828B的树脂粉，所述2508树脂液的技术要求为固体含量：> 73%，游离酪含量：< 18%，粘度：500-600mPa. s/25°C，pH: 8-8.5，外观：栋红色透明液体，水 分：< 15%;所述2828B树脂粉的技术要求为游离粉：<5.5%，烙点：85-105°C，聚速:65-90S/ 150°C，流动度:30-40mm，外观:淡黄色粉末，乌洛托品:6-8%，粒度:200#筛余< 1%。
[0009] 本发明的一种用于工件表面快速打磨的砂轮的制备方法，包括下述步骤： (1) 混料首先将一级栋刚玉、一级锻依白刚玉、一级单晶刚玉、一级错刚玉加入混料 器中揽拌，边揽拌边加入树脂液，充分揽拌均匀后再依次加入钟冰晶石、钢冰晶石、氧化铁 红、硫化铁，揽拌均匀，再加入硫酸巧晶须和立德粉揽拌均匀，最后加入树脂粉，揽拌均匀后 过46目筛即得成型料，成型料转入储存室储存，储存室溫度为5-25Γ，空气湿度<50%; (2) 成型采用28工位自动成型机热压成型，首先将机床加热至65°C，设置机床压力为 8MPa，启动机床，将模具放在机床上，机床空转5-10分钟，至模具溫度达到50°C后，先向模具 中倒入第一道成型料，摊刮均匀后加网布压平，再倒入第二道成型料，摊刮均匀，装孔，机压 1S，压平后退出模具卸模、检验成型砂轮巧体厚度和孔径合格放惊至室溫后装入砂轮烘烤 工装，上紧螺栓准备进入下一道工序； (3) 砂轮硬化将装有砂轮巧体的砂轮烘烤工装放入砂轮硬化炉内加热，开启风扇及 加热器，砂轮巧体在硬化炉内依次经过软化阶段、缩聚阶段和硬化阶段，即得到成品砂轮， 具体情况如下： 软化阶段：打开硬化炉的顶盖和侧口，先控制硬化炉内炉溫化匀速升溫至60°C，保溫 化，然后控制炉溫化匀速升溫至70°C，保溫化，再控制炉溫化匀速升溫至100°C，保溫化； 缩聚阶段:控制炉溫比匀速升溫至120°C，保溫比； 硬化阶段:关闭硬化炉侧口，控制炉溫比匀速升溫至140°C，保溫比，再控制炉溫化匀速 升溫至150°C，保溫化;关闭硬化炉顶盖，控制炉溫比匀速升溫至170°C，保溫化，关闭加热管 电源，风扇保持运转，使炉溫降溫至l〇〇°C;随后关闭硬化炉电源，打开顶盖和侧口，使砂轮 在空气中自然降溫至室溫即得。
[0010] 本发明中所使用的磨料，是采用W下几种原料： 一级栋刚玉，俗名又称金刚砂，是用抓±、焦炭(或无烟煤）、铁屑Ξ种原料在2000°CW 上的电炉中经过融化还原而制得的栋褐色人造刚玉。栋刚玉主要化学成份是AL2O3,其含量 在94.5%-97%，颗粒形状呈不规则菱柱体，显微硬度为1800~2200Kg/ mm2，初性好，能承受 较大的压力，抗破碎能力强。
[001。 一级锻依白刚玉，外观为玫瑰色，主要成分是AL203，其含量> 98.5%，比重为3.98， 硬度2300~2400Kg/ mm2，比普通白刚玉(2200~2300Kg/ mm2)硬，锻银白刚玉是在普通白刚 玉的基础上外表加一层金属银，经过2200°C的高溫锻烧而成。它能填补普通白刚玉因般烧 而产生的裂痕，降低了脆性，增加了初性、硬度，自锐性好，发热量较少，磨削能力强，效率 高，并且没有磨痕。
[001引一级单晶刚玉，颗料由单晶体组成，AL203含98%，比重3.98，硬度2200~24001(邑/ mm2,具有良好的多棱切削刃，较高的初性，磨削能力强，磨削发热量少，成本较高。
[001引一级错刚玉，A!203含60%，Zr02 20~40%,为X- A!20沸Al203-Zr02的共晶体化合物， 比重为4.05,硬度2200 Kg/ mm2,其特点是硬度略低，但初性大，强度高，通常晶体尺寸较 细，耐磨性好。
[0014] 本发明是根据磨料的特性，采用混合磨料的方式，选用切削率较高的粒径为60-70 目的单晶刚玉、错刚玉磨料与栋刚玉、锻依白刚玉混合使用，来提高砂轮的切削率和锋利 度、自锐性，同时达到不烧伤工件，没有磨痕的目的。
[0015] 栋刚玉磨料中加入适量的单晶刚玉和锻依白刚玉会增加砂轮锋利度、硬度，提高 研磨能力，同时由于单晶刚玉有多棱切削刃，有较高的初性，并且磨料粒度较小，在磨削中 当工作压力增大到一定程度时，也不会出现发黑与磨痕，从而获得较高的工件表面精度;加 入适量错刚玉，可W增加砂轮的初性和耐磨性，进一步减少磨痕，提高工件表面精度。
[0016] 本发明中所使用的结合剂，是采用山东圣泉新材料股份有限公司生产的型号为 2508的酪醒树脂液和型号为2828B的酪醒树脂粉，加入树脂的目的是因为树脂经过一定的 溫度变化后能与磨料紧紧粘贴在一起，而山东圣泉新材料股份有限公司生产的2508树脂液 流动性非常好，容易将磨料揽拌均匀，不空易吸收空气中的潮气，不容易退化，存放时间较 长。2828B树脂粉烙点较低，流动性好，容易与磨料均匀结合，不空易吸收空气中的潮气，不 容易退化，存放时间较长。
[0017] 本发明中所使用的填料，是采用钟冰晶石、钢冰晶石、立德粉、氧化铁红、硫酸巧晶 须和硫化铁。用立德粉取代了传统砂轮配方中的半水石膏，能有效防止砂轮氧化、退化;钟 冰晶石、钢冰晶石在砂轮中主要起增加切削力和延长砂轮寿命的作用；硫化铁在砂轮中主 要起软化工件，降低工件溫度及起填充料的作用;硫酸巧晶须，能提高砂轮的耐磨性、耐热 性，有效防止工件被烧伤;氧化铁红起到染色作用。
[0018] 本发明砂轮在制备时，根据本发明中所采用的原料特性，设计了专口的固化升溫 程序，当砂轮巧体进入硬化炉，开始加热时，在80-100°C时处于软化阶段，此时巧体的强度 最低，易发生变形，需要一定的保溫时间来彻底软化，达到树脂与磨料完成融合的目的；随 着溫度的升高，至100-130°C时，巧体逐渐变硬，此时树脂的缩聚反映加快，挥发物大量排 出，磨具最易起泡和裂纹，同时在此期间大量水份随空气挥发出来，此时需开启硬化炉左右 侧口及顶盖，让水蒸汽完全排出；当溫度升至170°C高溫时，经一定时间保溫后，巧体即可完 全硬化，成为坚硬的固体，在此期间应关闭侧口和顶盖，防此热空气散出。保溫时间完后烘 箱即自动停止加热，风扇还需继续扇动，让硬化炉内热空气到处流动，待硬化炉溫度降至 100°CW下后再停烘箱开箱口，在空气中自动冷却到常溫后出箱，即得到成品砂轮。在上述 硬化过程中，结合剂内树脂分子进一步缩聚和交联，由小分子的低聚物等线型聚合缩合交 联成大分子量的网状体型高聚物，同时有一部分挥发物(如氨、游离酪、水等)从砂轮巧体里 挥发出来，得到合格的砂轮产品。
[0019] 本发明砂轮磨片打磨效率高，生产成本低，打磨后工件表面具有良好的光洁度和 平整度，且本发明所用的原料都是市售工业原料，便于采购和组织生产，且无国家限制或禁 用的材料，不会造成环境污染;本发明制备工艺简单，所采用的设备都是标准设备，可W节 省投资，节约能源;本发明产品成本与同类产品相比基本持平，具有极大的社会效益和经济 效益。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明实施例1中砂轮硬化工序的升溫曲线图。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1 一种用于工件表面快速打磨的砂轮，包括下述重量份的原料： 一级栋刚玉 25 -级锻依白刚玉 17.5 一级单晶刚玉 40 -级错刚玉 12.5 酪醒树脂液 5.5 酪醒树脂粉 13 钟冰晶石 7 钢冰晶石 4 立德粉 1.6 氧化铁红 0.2 硫酸巧晶须 6 硫化铁 3。
[0022]