一種用于工件表面快速打磨的砂輪及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固結(jié)砂輪磨具技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于工件表面快速打磨的砂輪及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當前在工業(yè)生產(chǎn)中用于工件表面打磨的主要有兩種產(chǎn)品，一種是固結(jié)磨具中的叛 型砂輪，此砂輪主要用于焊接鋼結(jié)構(gòu)件的焊瘤、焊渣粗打磨，鑄造件的表面冒口去除、表面 清砂，鋼件表面的除誘、除氧化物及其他不能機械加工的表面加工等。此砂輪片的優(yōu)點是效 率高，缺點是不能保證被加工工件表面的平整度及粗糖度。另一種是涂附磨具中的百葉砂 輪片，此砂輪片主要用于工件表面的除誘、除氧化物、工件表面的痕跡去除。其優(yōu)點是具有 較高的表面光潔度，缺點是不能保證工件表面的平整度，不耐用、效率低、成本高。
[0003] 目前，一般生產(chǎn)叛型砂輪的大多數(shù)廠家都是采用低粒度的棟剛玉磨料，因為磨料 越粗越鋒利，磨痕也就越大，振動力也就越大，磨料越細鋒利度越差，磨痕也就越小，振動力 也就越小。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對工件表面的粗糖度、平整度要求越來越高，市場競爭越 來越激烈，企業(yè)越來越注重生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本，迫切要求有一種砂輪磨片既能快速打磨工 件，又能保證工件光潔度、平整度，且成本較低的新型砂輪。怎樣既能提高砂輪的鋒利度，又 不在工件表面產(chǎn)生磨痕，沒有振動力，運就要在磨料、配方、產(chǎn)品外形、生產(chǎn)工藝上下功夫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是針對目前的砂輪磨片不能兼顧打磨效率和打磨效果的問題，提 供一種砂輪拋光磨片及其制備方法，本發(fā)明砂輪磨片打磨效率高，生產(chǎn)成本低，打磨后工件 表面具有良好的光潔度和平整度。
[000引本發(fā)明的一種用于工件表面快速打磨的砂輪，包括下述重量份的原料： 一級棟剛玉 20~30 -級鍛依白剛玉 15~20 一級單晶剛玉 35~45 -級錯剛玉 10~15 酪醒樹脂液 5~6 酪醒樹脂粉 12.5~13.5 鐘冰晶石 4~7 鋼冰晶石 3~4 立德粉 1~2 氧化鐵紅 0.1~0.3 硫酸巧晶須 5~7 硫化鐵 2~4。
[0006]本發(fā)明的一種用于工件表面快速打磨的砂輪，其優(yōu)選配方包括下述重量份的原 料： 一級棟剛玉 25 -級鍛依白剛玉 17.5 一級單晶剛玉 40 -級錯剛玉 12.5 酪醒樹脂液 5.5 酪醒樹脂粉 13 鐘冰晶石 7 鋼冰晶石 4 立德粉 1.6 氧化鐵紅 0.2 硫酸巧晶須 6 硫化鐵 3。
[0007] 所述一級棟剛玉和一級單晶剛玉是采用粒徑為60目的原料;所述的一級鍛依白剛 玉和一級錯剛玉是采用粒徑為70目的原料。
[0008] 所述酪醒樹脂液和所述酪醒樹脂粉是采用山東圣泉新材料股份有限公司生產(chǎn)的 型號為2508的樹脂液和型號為2828B的樹脂粉，所述2508樹脂液的技術(shù)要求為固體含量：> 73%，游離酪含量：< 18%，粘度：500-600mPa. s/25°C，pH: 8-8.5，外觀：棟紅色透明液體，水 分：< 15%;所述2828B樹脂粉的技術(shù)要求為游離粉：<5.5%，烙點：85-105°C，聚速:65-90S/ 150°C，流動度:30-40mm，外觀:淡黃色粉末，烏洛托品:6-8%，粒度:200#篩余< 1%。
[0009] 本發(fā)明的一種用于工件表面快速打磨的砂輪的制備方法，包括下述步驟： (1) 混料首先將一級棟剛玉、一級鍛依白剛玉、一級單晶剛玉、一級錯剛玉加入混料 器中攬拌，邊攬拌邊加入樹脂液，充分攬拌均勻后再依次加入鐘冰晶石、鋼冰晶石、氧化鐵 紅、硫化鐵，攬拌均勻，再加入硫酸巧晶須和立德粉攬拌均勻，最后加入樹脂粉，攬拌均勻后 過46目篩即得成型料，成型料轉(zhuǎn)入儲存室儲存，儲存室溫度為5-25Γ，空氣濕度<50%; (2) 成型采用28工位自動成型機熱壓成型，首先將機床加熱至65°C，設(shè)置機床壓力為 8MPa，啟動機床，將模具放在機床上，機床空轉(zhuǎn)5-10分鐘，至模具溫度達到50°C后，先向模具 中倒入第一道成型料，攤刮均勻后加網(wǎng)布壓平，再倒入第二道成型料，攤刮均勻，裝孔，機壓 1S，壓平后退出模具卸模、檢驗成型砂輪巧體厚度和孔徑合格放驚至室溫后裝入砂輪烘烤 工裝，上緊螺栓準備進入下一道工序； (3) 砂輪硬化將裝有砂輪巧體的砂輪烘烤工裝放入砂輪硬化爐內(nèi)加熱，開啟風扇及 加熱器，砂輪巧體在硬化爐內(nèi)依次經(jīng)過軟化階段、縮聚階段和硬化階段，即得到成品砂輪， 具體情況如下： 軟化階段：打開硬化爐的頂蓋和側(cè)口，先控制硬化爐內(nèi)爐溫化勻速升溫至60°C，保溫 化，然后控制爐溫化勻速升溫至70°C，保溫化，再控制爐溫化勻速升溫至100°C，保溫化； 縮聚階段:控制爐溫比勻速升溫至120°C，保溫比； 硬化階段:關(guān)閉硬化爐側(cè)口，控制爐溫比勻速升溫至140°C，保溫比，再控制爐溫化勻速 升溫至150°C，保溫化;關(guān)閉硬化爐頂蓋，控制爐溫比勻速升溫至170°C，保溫化，關(guān)閉加熱管 電源，風扇保持運轉(zhuǎn)，使爐溫降溫至l〇〇°C;隨后關(guān)閉硬化爐電源，打開頂蓋和側(cè)口，使砂輪 在空氣中自然降溫至室溫即得。
[0010] 本發(fā)明中所使用的磨料，是采用W下幾種原料： 一級棟剛玉，俗名又稱金剛砂，是用抓±、焦炭(或無煙煤）、鐵屑Ξ種原料在2000°CW 上的電爐中經(jīng)過融化還原而制得的棟褐色人造剛玉。棟剛玉主要化學成份是AL2O3,其含量 在94.5%-97%，顆粒形狀呈不規(guī)則菱柱體，顯微硬度為1800~2200Kg/ mm2，初性好，能承受 較大的壓力，抗破碎能力強。
[001。 一級鍛依白剛玉，外觀為玫瑰色，主要成分是AL203，其含量> 98.5%，比重為3.98， 硬度2300~2400Kg/ mm2，比普通白剛玉(2200~2300Kg/ mm2)硬，鍛銀白剛玉是在普通白剛 玉的基礎(chǔ)上外表加一層金屬銀，經(jīng)過2200°C的高溫鍛燒而成。它能填補普通白剛玉因般燒 而產(chǎn)生的裂痕，降低了脆性，增加了初性、硬度，自銳性好，發(fā)熱量較少，磨削能力強，效率 高，并且沒有磨痕。
[001引一級單晶剛玉，顆料由單晶體組成，AL203含98%，比重3.98，硬度2200~24001(邑/ mm2,具有良好的多棱切削刃，較高的初性，磨削能力強，磨削發(fā)熱量少，成本較高。
[001引一級錯剛玉，A!203含60%，Zr02 20~40%,為X- A!20沸Al203-Zr02的共晶體化合物， 比重為4.05,硬度2200 Kg/ mm2,其特點是硬度略低，但初性大，強度高，通常晶體尺寸較 細，耐磨性好。
[0014] 本發(fā)明是根據(jù)磨料的特性，采用混合磨料的方式，選用切削率較高的粒徑為60-70 目的單晶剛玉、錯剛玉磨料與棟剛玉、鍛依白剛玉混合使用，來提高砂輪的切削率和鋒利 度、自銳性，同時達到不燒傷工件，沒有磨痕的目的。
[0015] 棟剛玉磨料中加入適量的單晶剛玉和鍛依白剛玉會增加砂輪鋒利度、硬度，提高 研磨能力，同時由于單晶剛玉有多棱切削刃，有較高的初性，并且磨料粒度較小，在磨削中 當工作壓力增大到一定程度時，也不會出現(xiàn)發(fā)黑與磨痕，從而獲得較高的工件表面精度;加 入適量錯剛玉，可W增加砂輪的初性和耐磨性，進一步減少磨痕，提高工件表面精度。
[0016] 本發(fā)明中所使用的結(jié)合劑，是采用山東圣泉新材料股份有限公司生產(chǎn)的型號為 2508的酪醒樹脂液和型號為2828B的酪醒樹脂粉，加入樹脂的目的是因為樹脂經(jīng)過一定的 溫度變化后能與磨料緊緊粘貼在一起，而山東圣泉新材料股份有限公司生產(chǎn)的2508樹脂液 流動性非常好，容易將磨料攬拌均勻，不空易吸收空氣中的潮氣，不容易退化，存放時間較 長。2828B樹脂粉烙點較低，流動性好，容易與磨料均勻結(jié)合，不空易吸收空氣中的潮氣，不 容易退化，存放時間較長。
[0017] 本發(fā)明中所使用的填料，是采用鐘冰晶石、鋼冰晶石、立德粉、氧化鐵紅、硫酸巧晶 須和硫化鐵。用立德粉取代了傳統(tǒng)砂輪配方中的半水石膏，能有效防止砂輪氧化、退化;鐘 冰晶石、鋼冰晶石在砂輪中主要起增加切削力和延長砂輪壽命的作用；硫化鐵在砂輪中主 要起軟化工件，降低工件溫度及起填充料的作用;硫酸巧晶須，能提高砂輪的耐磨性、耐熱 性，有效防止工件被燒傷;氧化鐵紅起到染色作用。
[0018] 本發(fā)明砂輪在制備時，根據(jù)本發(fā)明中所采用的原料特性，設(shè)計了?？诘墓袒郎?程序，當砂輪巧體進入硬化爐，開始加熱時，在80-100°C時處于軟化階段，此時巧體的強度 最低，易發(fā)生變形，需要一定的保溫時間來徹底軟化，達到樹脂與磨料完成融合的目的；隨 著溫度的升高，至100-130°C時，巧體逐漸變硬，此時樹脂的縮聚反映加快，揮發(fā)物大量排 出，磨具最易起泡和裂紋，同時在此期間大量水份隨空氣揮發(fā)出來，此時需開啟硬化爐左右 側(cè)口及頂蓋，讓水蒸汽完全排出；當溫度升至170°C高溫時，經(jīng)一定時間保溫后，巧體即可完 全硬化，成為堅硬的固體，在此期間應(yīng)關(guān)閉側(cè)口和頂蓋，防此熱空氣散出。保溫時間完后烘 箱即自動停止加熱，風扇還需繼續(xù)扇動，讓硬化爐內(nèi)熱空氣到處流動，待硬化爐溫度降至 100°CW下后再停烘箱開箱口，在空氣中自動冷卻到常溫后出箱，即得到成品砂輪。在上述 硬化過程中，結(jié)合劑內(nèi)樹脂分子進一步縮聚和交聯(lián)，由小分子的低聚物等線型聚合縮合交 聯(lián)成大分子量的網(wǎng)狀體型高聚物，同時有一部分揮發(fā)物(如氨、游離酪、水等)從砂輪巧體里 揮發(fā)出來，得到合格的砂輪產(chǎn)品。
[0019] 本發(fā)明砂輪磨片打磨效率高，生產(chǎn)成本低，打磨后工件表面具有良好的光潔度和 平整度，且本發(fā)明所用的原料都是市售工業(yè)原料，便于采購和組織生產(chǎn)，且無國家限制或禁 用的材料，不會造成環(huán)境污染;本發(fā)明制備工藝簡單，所采用的設(shè)備都是標準設(shè)備，可W節(jié) 省投資，節(jié)約能源;本發(fā)明產(chǎn)品成本與同類產(chǎn)品相比基本持平，具有極大的社會效益和經(jīng)濟 效益。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明實施例1中砂輪硬化工序的升溫曲線圖。
【具體實施方式】
[0021] 實施例1 一種用于工件表面快速打磨的砂輪，包括下述重量份的原料： 一級棟剛玉 25 -級鍛依白剛玉 17.5 一級單晶剛玉 40 -級錯剛玉 12.5 酪醒樹脂液 5.5 酪醒樹脂粉 13 鐘冰晶石 7 鋼冰晶石 4 立德粉 1.6 氧化鐵紅 0.2 硫酸巧晶須 6 硫化鐵 3。
[0022]