一种含纤维绳和磨料的抛磨一体轮的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种含纤维绳和磨料的抛磨一体轮的制备方法，包括将纤维绳滚涂一圈粘合剂；用重力植砂的方式将磨料滚植在纤维绳；将砂绳按需要缠绕在模具上，然后放入模腔，压制定型等步骤。
【专利说明】一种含纤维绳和磨料的抛磨一体轮的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种含纤维绳和磨料的抛磨一体轮的制备方法，属于磨具领域。
【背景技术】
[0002]当前制作的各种抛磨磨具主要有三个大类并存在以下缺陷:①树脂砂轮——结构紧密、散热差、油压成型、组织致密所致。一般的树脂结合剂砂轮(固结磨具)主要是由磨料、树脂粘接剂经混合、模压成型、加热硬化而成，这类砂轮的使用存在着诸如需要大的切削力、工件发热严重等缺陷。大气孔砂轮(固结磨具)中的气孔一般是在硬化处理中将填充的能够在高于130度以上的温度下烧除(即碳化)的填充剂(如核桃壳、精萘等)烧掉而成。但天然纤维在这种工况下也会碳化从而失效。
[0003]②麻轮一抛光效率低，如(几层剑麻缝制在一起，只有端面参与磨削)。中国专利CN1238254A公开了一种剑麻纤维抛光轮，揭示其制备方法是:采用针刺机将剑麻短纤维制成毡状胚料，然后将2-4层剑麻毡状胚料经叠合、缝合成一种剑麻纤维抛光轮。用此种方法制备的剑麻纤维抛光轮存在以下的缺点:一、由于所使用的剑麻纤维长度只有4-12cm，因而抛光轮在使用过程中剑麻纤维容易脱落，使抛光轮的使用寿命缩短；二、因为针刺密度的限制，不能保证抛光轮的任何部位都能紧密结合，因而也会影响抛光轮的使用效果。
[0004]③尼龙轮——磨料利用率不高，由于尼龙的TG低发热会造成软化从而造成对磨料把持力下降，以致于磨料未充分参与磨削就脱落造成浪费；同时还有可能因发热发软而污染被磨工件表面。
[0005]中国专利CN200410029879.9揭示了 一种剑麻纤维抛光轮的制造方法，它是将切短的剑麻纤维、合成树脂和任选的其它植物和无机化合物均匀混合、干燥后，热压成型。这种方法生产的抛光轮由于是模压但没有带孔材料以致整个结构非常致密没有空隙，从而容易导致整个磨削过程中磨轮表面温度升高粘接剂失效表面发黑，原材料断裂脱落浪费；同时被磨工件也会表面温升大从而造成应力集中并有可能污染被磨工件表面。
【发明内容】
[0006]针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含纤维绳和磨料的抛磨一体轮的制备方法。
[0007]本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的:一种含纤维绳和磨料的抛磨一体轮的制备方法，包括如下步骤:
1)将纤维绳滚涂一圈粘合剂；
2)用重力植砂的方式将磨料滚植在纤维绳上，直到纤维绳上四周都均匀的植上磨料；烘烤，然后再次喷涂粘合剂，烘烤；
3)将步骤2得到的砂绳按需要缠绕在模具上，然后放入模腔，压制定型，烘烤，缓慢降至室温后出炉，卸模。
[0008]本发明中的纤维绳包括常规意义线，即用丝、棉、麻、玻璃纤维、金属等制成的细长可以任意曲折的东西:丝线。棉线。线圈。线材。线绳。也包括常规意义的绳，即一般有塑料绳、麻绳、尼龙绳、棉绳等种类。随着工业的快速发展，绳子由之前的几股扭织变成两股或两股以上扭织在一起，材料可用，麻、棕、丙纶丝、涤纶丝、棉纱、尼龙丝、玻璃丝等纤维。
[0009]本发明步骤I所述纤维绳可以是普通市售的纤维绳，也可以是在制备纤维绳的过程中，加入磨料或含有磨料的砂浆，制成内部纤维含有磨料的纤维绳。
[0010]在本发明中，步骤I的粘合剂使用量为每克纤维绳上0.7-0.Sg ;在一个具体实例中，所述粘结剂为(质量分数):改性液态酚醛树脂液65%，填料:35%，胶水固含量:75-77%。
[0011]在本发明中，步骤2的控制磨料的加入量为每克纤维绳上3-4g。在一个具体实例中，所述粘结剂为(质量分数):改性液态酚醛树脂液75%，填料:25%;用量为每克纤维绳上0.2-0.3g ;第一次烘烤控制在80±2°C下烘烤60min ;第二次烘烤控制在70±2°C下烘烤30mino
[0012]在上述方法中，步骤3控制在120°C下烘烤4_6h后，平面磨轮固化4h，圆周磨轮固化6h。
[0013]在本发明中，所述磨料是指锐利、坚硬的，用以磨削较软的材料表面的材料。所述磨料可以是天然磨料，包括但不限于天然刚砂、天然刚玉、石榴石和天然金刚石等；也可以是人工磨料，包括但不限于棕刚玉磨料、白刚玉磨料、单晶刚玉磨料、黑碳化硅磨料、绿碳化硅磨料、立方碳化硅磨料、铈碳化硅磨料、碳化硼、人造金刚石和立方氮化硼等，以及陶瓷砂轮、树脂砂轮等的回收砂等。
[0014]在本发明中，所述纤维绳的纤维可以是天然纤维，即自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的纤维,包括但不限于植物纤维、动物纤维、矿物纤维。在本发明一个具体的实例中，所述的天然纤维选自种子纤维，如棉、木棉等；或者是叶纤维，如剑麻、蕉麻等；亦或是茎纤维，如苎麻、亚麻、大麻、黄麻等。在本发明另一个实例中，所述天然纤维选自毛和丝，例如绵羊毛、山羊毛、骆驼毛、兔毛、牦牛毛或桑蚕丝、柞蚕丝等。本发明中所述的天然纤维还可以是那些棉、麻、毛、丝的回收纤维。
[0015]在本发明中，所述纤维绳的纤维还可以是人工纤维，包括但不限于尼龙纤维或玻璃纤维。
[0016]在本发明中，粘结剂可以是酚醛树脂、脲醛、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂或者无机粘结剂等，也可以是酚醛树脂改性，包括脲醛、三聚氰胺甲醛树脂、环氧、丙烯酸等改性的酚醛，粘结剂用量为原料总质量20-50%。
[0017]本发明纤维绳和磨料之间混合比例可以根据实际需要调节，改变纤维绳(体积比1%-99%)和磨料(体积比99%-1%)的混合比例，可获得不同的抛磨效果:在同一个轮子剑麻纤维绳含量多而磨料含量就一定会减少，这时抛光效果好；纤维绳含量少而磨料含量就一定会增加，这时磨削效率高。采用纤维绳的好处在于，纤维绳在磨削的过程中不会发软发黑；同时纤维绳又能够作为加强筋增强结构强度。
[0018]在本发明的一个具体实例中，纤维绳的体积比为80-99%，磨料的体积比为1_20%，此时抛磨一体轮着重于抛光效果。在此范围内，纤维绳的体积比可以是80%、85%、90%、95%、99%等，磨料的体积比可以是1%、5%、8%、10%、15%、20%。
[0019]在本发明的另一个具体实例中，纤维绳的体积比为50-80%，磨料的体积比为20-50%,此时抛磨一体轮兼顾抛光和磨削效果，在此范围内，纤维绳的体积比可以是50%、55%、60%、65%、70%、75% 或 80% ;磨料的体积比可以是 20%、25%、30%、35%、40%、45% 或 50%。
[0020]在本发明的另一个具体实例中，纤维绳的体积比为20-50%，磨料的体积比为50-80%,此时抛磨一体轮兼顾抛光和磨削效果。在此范围内，磨料的体积比可以是50%、55%、60%、65%、70%、75% 或 80% ;纤维绳的体积比可以是 20%、25%、30%、35%、40%、45% 或 50%。
[0021]在本发明的一个具体实例中，纤维绳的体积比为1_20%，磨料的体积比为80-99%，此时抛磨一体轮着重于磨削效果。在此范围内，磨料的体积比可以是80%、85%、90%、95%、99%等，纤维绳的体积比可以是1%、5%、8%、10%、15%、20%。
[0022]本发明有利的之处在于利用纤维绳本身的立体结构形成的表面沟槽更利于磨削、退屑和散热，同时为新的自锐银纹发展提供条件。纤维绳本身的圆形结构又让成型过程中每一根绳子之间一定会形成一定的孔隙从而形成端面的有利于磨削、退屑和散热的结构。
[0023]本发明的抛磨一体轮可以采用两种典型外观结构:平面抛磨轮和圆周磨抛轮。如图1或2所述。图3示出抛磨一体轮的微观结构。粘结剂将纤维绳、磨料牢固地结合在一起。图4为抛磨一体轮的另一种形式微观结构示意图。制作平面抛磨轮时一面粘有背盖，而制作端面抛磨轮时则无需背盖。在本发明中，背盖可以是玻纤盖、剑麻等。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明的平面抛磨一体轮示意图。
[0025]图2为本发明的圆周抛磨一体轮示意图。
[0026]图3为本发明的磨抛一体轮的微观结构示意图。
[0027]图4为本发明的另一种磨抛一体轮的微观结构示意图。
[0028]图5为本发明的加热固化成形模具。
[0029]图6为本发明的平面抛磨一体立体图。
[0030]图7为本发明的平面抛磨一体面示意图。
[0031]图8为实施例1平面磨轮试样1-3纤维绳与磨料体积比变化与磨削比、磨削效率的关系。
[0032]图9为实施例1平面磨轮试样1-3纤维绳与磨料体积比变化与样件表面粗糙度的关系。
[0033]图10为实施例1圆周磨轮试样1-3纤维绳与磨料体积比变化与磨削比、磨削效率的关系。
[0034]图11为实施例1圆周磨轮试样1-3纤维绳与磨料体积比变化与样件表面粗糙度的关系。
[0035]图12为实施例1的工艺流程图。
[0036]图13为实施例1的另一种工艺流程。
[0037]图14为本发明纤维绳缠绕模具制成的抛磨一体轮示意图。
[0038]图15为本发明纤维绳缠绕模具制成的抛磨一体轮另一种示意图。
[0039]图中，I为背盖、2为抛磨盘、3为纤维绳、4粘结剂、5磨料、6为纤维绳、磨料和粘结剂混合物、7为金属型腔模具、8为纤维砂绳、9为法兰盘(骨架)。
【具体实施方式】[0040]实施方案I一(探索纤维绳与磨料混合体积比与抛磨效果的关系)。
[0041]配方
【权利要求】
1.一种含纤维绳和磨料的抛磨一体轮的制备方法，包括如下步骤: 1)将纤维绳滚涂一圈粘合剂； 2)用重力植砂的方式将磨料滚植在纤维绳上；烘烤，然后再次喷涂粘结剂，烘烤； 3)将步骤2得到的砂绳按需要缠绕在模具上，然后放入模腔，压制定型，烘烤，缓慢降至室温后出炉，卸模。
2.如权利要求1所述的制备方法，其中步骤I所述粘结剂使用量为每克纤维绳上0.7-0.8g ;所述粘结剂为(质量分数):改性液态酚醛树脂液65%，填料:35% ;胶水固含量:75-77%。
3.如权利要求1所述的制备方法，其中步骤2所述磨料的加入量为每克纤维绳上3_4g。
4.如权利要求1所述的制备方法，其中步骤2所述粘结剂为(质量分数):改性液态酚醛树脂液75%，填料:25% ;用量为每克纤维绳上0.2-0.3g。
5.如权利要求1所述的制备方法，其中步骤2第一次烘烤控制在80±2°C下烘烤60min ;第二次烘烤控制在70 ±2 °C下烘烤30min。
6.如权利要求1所述的制备方法，其中步骤3控制在120°C下烘烤4-6h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其中所述磨料选自天然刚砂、天然刚玉、石榴石、天然金刚石、棕刚玉磨料、白刚玉磨料、单晶刚玉磨料、黑碳化硅磨料、绿碳化硅磨料、立方碳化硅磨料、铈碳化硅磨料、碳化硼、人造金刚石、立方氮化硼或陶瓷砂轮、树脂砂轮的回收砂。
8.如权利要求1所述的制备方法，所述纤维绳的纤维为天然纤维或人造纤维。
9.如权利要求8所述的制备方法,所述天然纤维选自棉、木棉、剑麻、蕉麻、芒麻、亚麻、大麻、黄麻、绵羊毛、山羊毛、骆驼毛、兔毛、牦牛毛、桑蚕丝、柞蚕丝或棉、麻、毛、丝的回收纤维；所述人造纤维为尼龙纤维或玻璃纤维。
10.如权利要求1所述的制备方法，其中所述纤维与磨料的体积比例为纤维1_99%，磨料1-99% ;优选所述纤维与磨料的体积比为纤维80-99%，磨料1-20% ;或纤维50_80%，磨料20-50% ;或纤维 20-50%，磨料 50-80% ;或纤维 1_20%，磨料 80_99%。
【文档编号】B24D18/00GK103586791SQ201310554150
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】谢泽 申请人:谢泽