樹(shù)脂粘結(jié)磨輪的快速固化的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于快速并均勻固化綠色磨輪的系統(tǒng)和工藝。
[0002] 本發(fā)明特別涉及一種用于快速并均勻固化樹(shù)脂粘結(jié)磨輪的系統(tǒng)和工藝，用于獲得 具有更好耐久性的磨輪。
[0003] 本發(fā)明更特別地涉及通過(guò)快速加熱樹(shù)脂粘結(jié)磨輪來(lái)固化，所述粘結(jié)磨輪樹(shù)脂內(nèi)嵌 入有/無(wú)增強(qiáng)纖維，并借助諸如微波的電磁輻射。
[0004] 本發(fā)明更特別地涉及借助諸如微波的電磁輻射來(lái)快速并均勻固化樹(shù)脂粘結(jié)磨輪， 所述電磁輻射利用預(yù)先設(shè)計(jì)的、定制的由微波感受器材料制成的樣品支架，具體地是在 800~5000MHz范圍內(nèi)，更具體地是在2450 ± 50MHz范圍內(nèi)。
【背景技術(shù)】
[0005] 磨輪是一種廣泛使用的切削工具，通過(guò)研磨動(dòng)作從工件上去除不需要的材料。磨 輪的工業(yè)應(yīng)用在外圓磨削、輪廓磨削、內(nèi)圓磨削、搪磨和超精加工、無(wú)心磨削、表面磨削等方 面。磨輪通常用于包括軸承行業(yè)、汽車(chē)、國(guó)防、鑄造、鍛造行業(yè)、鋼鐵廠、和機(jī)械/切削工具制 造，結(jié)構(gòu)制造等各種工業(yè)。一般來(lái)說(shuō)，磨輪用于整個(gè)機(jī)械制造業(yè)。高效的磨輪應(yīng)具有高和恒 定的切削能力和優(yōu)異的輪廓耐久性。
[0006] 在諸如樹(shù)脂磨輪的研磨產(chǎn)品制造中，它的目的是執(zhí)行如切削金屬的重負(fù)荷任務(wù)， 所述樹(shù)脂磨輪用由粘結(jié)組分和臨時(shí)粘結(jié)劑緊密混合的研磨材料制成。所述粘結(jié)組分是由在 固化期間結(jié)合以形成所需樹(shù)脂粘合劑所必需的這類化合物組成。將這些成分混合并壓制成 所需的形狀。然后將如此獲得的綠色產(chǎn)品（綠色磨輪）放置在烤箱中固化幾個(gè)小時(shí)，從而 實(shí)現(xiàn)緩慢加熱，以免對(duì)產(chǎn)品造成任何損壞。通常在傳統(tǒng)的工藝中，通過(guò)使用輻射加熱，在不 同溫度下利用幾個(gè)中間支架在約180~220°C的溫度下，在電爐或者燃?xì)鉅t或者燃油爐中 使用輻射加熱，將綠色磨輪在15-30小時(shí)的范圍內(nèi)固化幾個(gè)小時(shí)。在傳統(tǒng)的固化方法中，通 過(guò)在綠色樣品之間插入金屬板引入壓力。
[0007] 由于陶瓷顆粒和酚醛樹(shù)脂兩者都是熱的不良導(dǎo)體，傳統(tǒng)固化綠色磨輪的工藝需要 長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)加熱，以得到陶瓷顆粒和酚醛樹(shù)脂之間期望的粘結(jié)強(qiáng)度，這導(dǎo)致要消耗相當(dāng)多 的時(shí)間和能量來(lái)達(dá)到所需的性能。
[0008] 因此，通過(guò)在傳統(tǒng)固化綠色磨輪的工藝中降低所需的時(shí)間和能量，有必要改進(jìn)現(xiàn) 有技術(shù)。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)多種技術(shù)，這些技術(shù)借助于如微波爐的電磁輻射的使用，用于在磨 輪制造的工藝中降低時(shí)間和能量，可由如下示例看出：
[0010] 1)美國(guó)專利5072087要求保護(hù)一種生產(chǎn)熱處理基體的工藝，所述基體來(lái)自于一種 材料，尤其是在室溫下不會(huì)與微波很好地結(jié)合的介電陶瓷。然而，本發(fā)明利用由可在室溫下 與微波很好地結(jié)合的類似材料制得的微波感受器，并且在微波加熱步驟中轉(zhuǎn)化為與樣品材 料基本上相同的材料。這樣做是為了避免污染最終產(chǎn)品。
[0011] 2)美國(guó)專利4305898公開(kāi)了一種利用微波系統(tǒng)生產(chǎn)粘合磨料研磨產(chǎn)品的方法。 所述專利在磨輪中使用鋼鐵或其他金屬加強(qiáng)環(huán)，而且在加熱過(guò)程中沒(méi)有損毀或破壞所述磨 輪。這個(gè)工藝僅用于制造擺動(dòng)架或磨輪基架，因?yàn)樗鼈兪潜馄降妮啠暂喞谋３植皇顷P(guān) 鍵的。使用這個(gè)工藝，只有扁平的和較厚的擺動(dòng)架和輪基座可以只在單層中處理。這一工 藝的局限在于是在處理之后它不能保持輪子的關(guān)鍵和復(fù)雜的輪廓，并且不能固化為更好的 經(jīng)濟(jì)性的多個(gè)堆疊的磨輪。
[0012] 3)美國(guó)專利4150514和4404003公開(kāi)了一種通過(guò)混合耐火材料顆粒、粘結(jié)劑和填 料來(lái)制備混合物的工藝。所述混合物經(jīng)受約2. 45GHz的微波能量。其加熱負(fù)荷到范圍為約 35~120°C內(nèi)的溫度。這就是所謂的磨輪混合物的預(yù)熱過(guò)程。然后將預(yù)熱的混合物轉(zhuǎn)移到 模具內(nèi)，之后將所述模具放置在熱模壓機(jī)的壓板之間，并且模具按照常規(guī)程序進(jìn)行預(yù)固化 加熱步驟。按照需要的時(shí)間溫度曲線利用電阻加熱或油燃燒或煤氣燃燒進(jìn)行固化。這些專 利使用微波只用于預(yù)熱混合物，微波提供了流體化并最大限度地減小了用于生產(chǎn)任何給定 密度的樹(shù)脂磨料混合的所需壓力的程度。緊隨磨輪最后固化的是傳統(tǒng)路線。
[0013] 然而，如上所述，盡管使用微波加熱來(lái)固化，但這些技術(shù)仍有一些局限性，還存在 進(jìn)一步節(jié)省時(shí)間和能量的空間。
[0014] 本發(fā)明的一個(gè)目的是進(jìn)行綠色磨輪固化的工藝，所述工藝?yán)梦⒉芰恳燥@著縮 短時(shí)間周期，并且隨之減少能量消耗。
[0015] 在傳統(tǒng)工藝中，使用電阻加熱或油燃燒或煤氣燃燒進(jìn)行固化，將重約1000 g的鋼 板用于固化單次樣品，所述單次樣品每個(gè)重約90克并保留樣品的幾何形狀。這僅僅產(chǎn)生過(guò) 度的靜負(fù)荷。在傳統(tǒng)的加熱過(guò)程中對(duì)鋼板和加熱爐/烤爐的側(cè)壁的不必要加熱也消耗了過(guò) 多的能量。
[0016] 在微波加熱過(guò)程中使用金屬板可能會(huì)導(dǎo)致從金屬板反射微波，這可能會(huì)損壞磁控 管，并且會(huì)有在微波空腔中形成熱點(diǎn)的擔(dān)憂。因此，這將存在增加對(duì)磁控管和微波空腔內(nèi)部 造成損壞的風(fēng)險(xiǎn)。由于反射這也將導(dǎo)致樣品加熱不均勻和浪費(fèi)能量。
[0017] 因此可以看出，通過(guò)減少在傳統(tǒng)固化的過(guò)程中使用的不必要的和浪費(fèi)的靜負(fù)荷， 并且節(jié)省同樣在在傳統(tǒng)固化的過(guò)程中浪費(fèi)的能量，有必要改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。
[0018] 很明顯，微波工藝對(duì)傳統(tǒng)加熱工藝的簡(jiǎn)單替代不是解決現(xiàn)有技術(shù)所帶來(lái)的局限性 的辦法。
[0019] 而且，將要固化的樣品需要以遍及其整個(gè)基體的恒溫來(lái)均勻加熱，以保留其形狀。
[0020] 由于重量負(fù)載不均勻或由于加熱不均勻，在固化時(shí)，將要固化的樣品的形狀不應(yīng) 受到影響。
[0021] 因此，有必要設(shè)計(jì)一個(gè)用于快速并均勻固化磨輪的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)脫離了上文提 到的局限性，并且實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目的。
[0022] 發(fā)明目的
[0023] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供使用微波快速并均勻固化樹(shù)脂粘合磨輪，消除如上所述 的迄今為止已知的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
[0024] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是快速并均勻地固化磨輪，并且以高能效、經(jīng)濟(jì)和安全的方 式生產(chǎn)具有可接受的和期望的物理性能的最終產(chǎn)品。
[0025] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是獲得一種產(chǎn)品，相對(duì)于使用傳統(tǒng)工藝的固化的產(chǎn)品而言， 所述產(chǎn)品在其使用過(guò)程中可提供更好的性能，并且具有更好的耐用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026] 本發(fā)明提供了一種快速并均勻固化磨輪的系統(tǒng)，包括：
[0027] a.磨輪的綠色樣品，
[0028] b.微波空腔，
[0029] c.預(yù)設(shè)和定制的樣品支架，所述預(yù)先設(shè)計(jì)和定制的樣品支架由微波敏感材料制 成，并且所述預(yù)先設(shè)計(jì)和定制的樣品支架具有與所述磨輪的綠色樣品相同的輪廓，
[0030] d.溫度傳感器，和
[0031] e.用于控制在微波空腔內(nèi)樣品的溫度的裝置。
[0032] 用于樣品支架的敏感材料是含碳材料，更優(yōu)選是石墨。
[0033] 本發(fā)明還提供了一種快速并均勻固化綠色磨輪的工藝，包括：
[0034] a.制備樣品支架，以使待固化的磨輪綠色樣品均勻固化、緊密地配合在樣品支架 內(nèi)；在已制備好的樣品支架中保持磨輪的綠色樣品；
[0035] b.將具有綠色樣品的樣品支架放置到微波空腔中；如果必要，堆疊裝有綠色樣品 的更多樣品支架；
[0036] c.配置一預(yù)定的時(shí)間的微波能量