CN101134299A - 一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮及其制作方法，属金属切割打磨器具领域，本发明干磨润滑剂树脂砂轮，是以不同混合粒度的棕刚玉磨料40％－80％，酚醛树脂液1％－5％，酚醛树脂粉3％－15％，聚四氟乙烯干磨润滑剂0.5％－5％和冰晶石填料2％－10％，配制成粘结性磨料混合物，经加压成型制作而成，本发明采用聚四氟乙烯为干磨润滑剂，以最佳配比的聚四氟乙烯含量，提高树脂砂轮磨削和切割效率，获得耐磨耐用性砂轮和切割片，增加树脂打磨砂轮和切割片的使用寿命；以相对较高配比的聚四氟乙烯的含量，获得特殊领域需要的自耗性快速树脂砂轮和切割片，可快速破坏障碍物；本发明含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮生产过程无污染，使用时对被加工金属无化学腐蚀性。

Description

一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮及其制作方法

技术领域

本发明一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮及其制作方法，属金属切割打磨器具领域，特别涉及金属切割及打磨砂轮。

背景技术

树脂砂轮广泛用于机械冶金、建筑、军工、铁路施工等领域，主要用于钢管、型钢、钢筋等一般金属材料的切割和打磨。所谓树脂砂轮包括树脂切割砂轮片和树脂打磨砂轮。树脂砂轮切割片是将树脂粘结剂与刚玉磨料混合成为粘结性磨料后，在砂轮网片上加压成型的切割片，树脂打磨砂轮是将粘结性磨料根据各种型号砂轮的工艺要求加压成型，有的打磨砂轮加有网片，有的砂轮在制作时需置入用作固定的螺母。为了赋予树脂砂轮在切割或打磨过程中的磨削润滑的作用，成型磨料(可以直接进行加压成型的均匀混合的磨料，业内称为成型磨料)中必须有一定比例含量的润滑剂和稳定剂填料。目前生产的树脂砂轮主要采用黄铁矿作为润滑剂，众所周知黄铁矿的主要成分是二硫化铁(FeS₂)，由于FeS₂在空气中易氧化成三氧化二铁和二氧化硫，而二氧化硫具有强氧化性，与空气中的水结合可生成具有腐蚀性的亚硫酸。因此，采用黄铁矿润滑剂生产出来的砂轮进行切割或打磨加工后，在被切割和被打磨的金属上随即附着有硫的化合物，因而成为该金属腐蚀的重要因素，此为黄铁矿作为干磨润滑剂的一个弊端；另外，由于黄铁矿的小分子结构的性质，使之与高分子的树脂结合剂之间的相互作用力不大，因此用其生产出来的树脂砂轮的强度不高，此为黄铁矿的另一弊端；如上所述，黄铁矿不仅对加工的金属有腐蚀性，在生产树脂砂轮的过程中由于不能与树脂很好的结合易产生粉尘，对环境有严重的污染。以上三个问题也成为业内关注的重要问题。但直至目前，尚未见有关采用其它无化学腐蚀性的润滑性材料用作树脂砂轮的干磨润滑剂的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮及其制作方法，以聚四氟乙烯为干磨润滑剂，获得无腐蚀性的具有不同性能的树脂砂轮，其一，以最佳配比的聚四氟乙烯含量，提高树脂砂轮磨削和切割效率，获得耐磨耐用性砂轮和切割片，增加树脂打磨砂轮和切割片的使用寿命；其二，以相对较高配比的聚四氟乙烯的含量，获得特殊领域如消防、抢险使用的自耗性快速树脂砂轮和树脂切割片，实现快速磨削切割，以破坏障碍物。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一、本发明一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮，是以不同混合粒度的棕刚玉磨料，酚醛树脂粘结剂，聚四氟乙烯干磨润滑剂和冰晶石填料，配制成粘结性磨料混合物即成型磨料，经加压成型制作而成，该磨料物混合各组份的重量百分数配比如下

4#-220#混合粒度棕刚               40％-80％

酚醛树脂液                        1％-5％

240目酚醛树脂粉                   3％-15％

聚四氟乙烯粉(平均粒径3μm-30μm)  0.5％-5％

冰晶石填料                        2％-10％

上述树脂砂轮粘结性混合磨料的制备工艺如下：

将棕刚玉磨料按照配比重量加入混料锅中混合均匀，再加入酚醛树脂液，待刚玉磨料完全润湿后依次加入冰晶石与聚四氟乙烯粉，混合均匀后投入酚醛树脂粉继续混料直至酚醛树脂粉均匀的附着在每颗磨料上，配制成本发明树脂砂轮粘结性磨料混合物，即成型磨料。

上述的磨料物混合进一步优选组份的重量百分数配比如下：

24#棕刚玉磨料                     40％-42％

30#棕刚玉磨料                     34％-38％

酚醛树脂液                        2％-5％

240目酚醛树脂粉                   5％-15％

聚四氟乙烯粉(平均粒径3μm-30μm)  1％-5％

冰晶石填料                         4％-9％

二、根据本发明上述的一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮的制作方法包括：

1、根据本发明上述磨料混合物各组份的重量百分数配比，配制成型磨料，其中

4#-220#混合粒度棕刚玉             40％-80％

酚醛树脂液                        1％-5％

240目酚醛树脂粉                   3％-15％

聚四氟乙烯粉(平均粒径3μm-30μm)  0.5％-5％

冰晶石填料                         2％-10％

进一步优选的配制以上磨料混合物各组份的重量百分数配比是：

24#棕刚玉磨料                     40％-42％

30#棕刚玉磨料                     34％-38％

酚醛树脂液                        2％-5％

240目酚醛树脂粉                   5％-15％

聚四氟乙烯粉(平均粒径3μm-30μm)  1％-5％

冰晶石填料                        4％-9％

将棕刚玉磨料按照配比重量，加入混料锅中混合均匀，再加入酚醛树脂液，待刚玉磨料完全润湿后依次加入冰晶石与聚四氟乙烯粉，混合均匀后投入酚醛树脂粉继续混料直至酚醛树脂粉均匀的附着在每颗磨料上，配制成本发明树脂砂轮粘结性磨料混合物，即成型磨料，备用；

2、将上述磨料混合物成型磨料，经压板加压成型和硬化，制成树脂砂轮切割片或树脂打磨砂轮：

①制作树脂砂轮切割片的操作过程如下：按切割片单重规格，称取一定重量的粘结性混合磨料，在操作台上投入1/2重量的粘结性混合磨料，用刮板摊料、刮平，放入砂轮网片，再投入上述剩下的1/2粘结性混合磨料，用刮板摊料、括平，经压板加压成型和硬化，即成为本发明单网树脂砂轮片切割片产品；同理，在砂轮网片上，按切割片单重规格投入备用的粘结性混合磨料，用刮板摊料括平后，放上第二张砂轮网片，经压板加压成型和硬化，即成为本发明双网增强树脂砂轮片切割片产品。相同操作，可制作多网增强树脂砂轮切割片，以满足不同的加工需求。

②制作树脂打磨砂轮的操作过程如下：在操作台上放置螺母或骨架，不同的砂轮有不同的配件，按砂轮单重规格，投入粘结性混合磨料，摊料、刮平，经压板加压成型后硬化，即成为本发明树脂打磨砂轮。

刚玉具有质地致密、硬度高、磨削力强、颗粒形状呈等积状等优点，将不同粒度号的磨料按其一定的比例混合使用能充分发挥其各自的优势，酚醛树脂粘结剂有优良的粘结作用，切割片在切割金属过程中放出大量的热量，如热量无法散发，就容易产生烧片现象，那么切削工作也就无法进行，组份加入稳定性冰晶石填料恰好能起到降低切削温度的作用，本发明在于创造性采用了聚四氟乙烯为干磨润滑剂，取代现有的具有腐蚀性的黄铁矿润滑剂，取得满意的效果。

由于聚四氟乙烯的全氟碳表面的性质，不仅具有优异的耐化学腐蚀性，是一种优异的耐腐蚀材料，而且因其低摩擦系数和不粘性，又是一种理想的无油润滑材料，所以在原子能、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、食品等工业中广泛用作耐腐蚀材料，绝缘材料，以及用作低摩擦润滑材料和防粘涂层等。但在树脂砂轮切割片领域未见有聚四氟乙烯用作润滑剂的报道。本发明树脂砂轮切割片中创造性地采用聚四氟乙烯用作润滑剂，由于聚四氟乙烯的润滑减磨作用，使切割片在切削过程中不断产生新的磨粒，增加切割片的自锐性。本发明通过在一定含量范围内控制聚四氟乙烯润滑剂的添加数量，获得不同性能的切割片，例如：降低聚四氟乙烯的含量到一定程度，可明显提高切割片的耐用性，即增加切割片的使用寿命；与此相反，增加聚四氟乙烯的含量，则明显增加切割片的自身损耗，而这一特性特别适用于某些特殊行业对切割片的自耗性快速切割的特定要求，例如消防行业的消防人员在灭火或其它急救现场，为实施抢救所采用的树脂砂轮切割片，应当是自耗性的快速切割片，通过牺牲树脂砂轮切割片自身，以赢得切割障碍物的时间。本发明则填补了这方面的空白，本发明研究了聚四氟乙烯干磨润滑剂在树脂砂轮切割片中的上述两方面相反规律，分别获得含聚四氟乙烯润滑剂的无腐蚀性的耐用型和自耗型树脂砂轮切割片，同时也研究了兼顾两种性质的树脂砂轮切割片聚四氟乙烯润滑剂含量范围，结论是聚四氟乙烯润滑剂含量2.5％左右的树脂砂轮切割片，是最具平衡特性的含聚四氟乙烯润滑剂的树脂砂轮切割片产品。

本发明技术进步显著，采用聚四氟乙烯为干磨润滑剂，获得了不同性能的树脂砂轮，以最佳配比的聚四氟乙烯含量，提高树脂砂轮磨削和切割效率，获得耐磨耐用性砂轮和切割片，增加树脂打磨砂轮和切割片的使用寿命；以相对较高配比的聚四氟乙烯的含量，获得特殊领域如消防、抢险使用的自耗性快速树脂砂轮和树脂切割片，实现快速磨削切割破坏障碍物；本发明以聚四氟乙烯为干磨润滑剂的树脂砂轮在使用时，由于聚四氟乙烯不含对金属有腐蚀性的物质，故对被加工金属无化学腐蚀性。另外聚四氟乙烯为高分子结构，与树脂粘结剂同为有机物质，经过一系列反应后结合形成新的分子链，从而增加树脂砂轮的强度，提高树脂砂轮的抗破碎力，进一步增加使用安全性，同时也因这种性质，在生产过程中无粉尘污染。

附图说明

图1切割片硬化曲线

具体实施方式

现结合附图进一步说明本发明是如何实施的：

一、制作树脂砂轮切割片：

实例1

选用以下配比的粘结性混合磨料，其按重量百分数配比为：

24#棕刚玉磨料               40％

30#棕刚玉磨料               37％

酚醛树脂液                  5％

240目酚醛树脂粉             10％

120目冰晶                   7％

聚四氟乙烯粉(平均粒径5μm)  1％

其制备工艺如下：

将24#、30#棕刚玉按照配比重量加入混料锅中混合均匀，再加入酚醛树脂液，待刚玉磨料完全润湿后依次加入冰晶石与聚四氟乙烯粉，混合均匀后投入酚醛树脂粉继续混料直至酚醛树脂粉均匀地附着在每颗磨料上为止。然后按切割片单重称量后投料，投料前放进砂轮网片，用刮板摊料，待摊平后再放一张砂轮网片，压板加压成型，再硬化。其硬化曲线如图1所示。

用此种配方和工艺制作出型号为355*4.0*25.4的双网增强树脂切割薄片，能将PD3材质的60钢轨切割2刀，且整个切割过程无异常现象发生。

实例2

选用以下配比的粘结性混合磨料，其按重量百分数配比为：

30#棕刚玉磨料               41％

36#棕刚玉磨料               34％

酚醛树脂液                  5％

240目酚醛树脂粉             10％

120目冰晶                   5％

聚四氟乙烯粉(平均粒径5μm)  5％

其制备工艺与实例1相同，硬化曲线如图1所示。

用此种配方和工艺制作出型号为355*4.0*25.4的双网增强树脂切割薄片，能将PD3材质的60钢轨切割1刀，损耗55mm，整个切割过程正常。

实例3：

选用以下配比的粘结性混合磨料，其按重量百分数配比为：

30#棕刚玉磨料               41％

36#棕刚玉磨料               36.5％

酚醛树脂液                  5％

240目酚醛树脂粉             10％

120目冰晶石                 5％

聚四氟乙烯粉(平均粒径5μm)  2.5％

其制备工艺与以上实例相同，硬化曲线如图1所示。

用此种配方和工艺制作出型号为355*4.0*25.4的双网增强树脂切割薄片，将PD3材质的60钢轨切割1刀后，损耗25mm，整个切割过程正常。

按以上三个实例制作出的三例切割片使用效果比较见以下表1：

表1    三例切割片使用效果比较

实例序号	切割片中聚四氟乙烯含量	切割掉钢轨总片数	切割的第一刀耗时	每刀损耗	每刀切割后磨口状况
						例1	1％	4	1’31”	11cm	良好
例2	5％	1	1’11”	55cm	良好
						例3	2.5％	2	1’19”	25cm	良好

二、制作树脂打磨砂轮：

实例4  制作螺栓紧固砂轮

选用以下配比的粘结性混合磨料，其按重量百分数配比为：

16#棕刚玉磨料               40％

20#棕刚玉磨料               39％

酚醛树脂液                  3.5％

240目酚醛树脂粉             7.5％

120目冰晶石                 7％

聚四氟乙烯粉(平均粒径5μm)  3％

其制备工艺如下：

成型料制作同实例1，按照单重规格称取成型料，将四支长方体型螺母通过螺栓固定在模具底板上，并调整螺母的排列方向使之一致，投入上述称好的成型料、摊料、用刮板刮平，加压成型、硬化。

用聚四氟乙烯制作的砂轮切割或打磨后的钢材在通风干燥无腐蚀性物质条件下存放半年，没有出现腐蚀现象，而用黄铁矿生产出的砂轮切割或打磨后的钢材在相同条件下一般7天左右出现锈迹。

Claims (6)

1.一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮，是以不同混合粒度的棕刚玉磨料，酚醛树脂粘结剂，聚四氟乙烯干磨润滑剂和冰晶石填料，配制成粘结性磨料混合物即成型磨料，经加压成型制作而成，该磨料物混合各组份的重量百分数配比如下

4#-220#混合粒度棕刚                    40％-80％

酚醛树脂液                             1％-5％

240目酚醛树脂粉                        3％-15％

聚四氟乙烯粉(平均粒径3μm-30μm)       0.5％-5％

冰晶石填料                             2％-1 0％

所述的树脂砂轮粘结性混合磨料的制备工艺如下：

将棕刚玉磨料按照配比重量加入混料锅中混合均匀，再加入酚醛树脂液，待刚玉磨料完全润湿后依次加入冰晶石与聚四氟乙烯粉，混合均匀后投入酚醛树脂粉继续混料直至酚醛树脂粉均匀的附着在每颗磨料上，配制成本发明树脂砂轮粘结性磨料混合物，即成型磨料。

2.根据权利要求权1的一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮，其特征在于所述的磨料混合物各组份的优选重量百分数配比如下：

24#棕刚玉磨料                       40％-42％

30#棕刚玉磨料                       34％-38％

酚醛树脂液                          2％-5％

240目酚醛树脂粉                     5％-15％

聚四氟乙烯粉(平均粒径3μm-30μm)    1％-5％

冰晶石填料                          4％-9％

3.根据权利要求权1的一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮的制作方法包括：

①根据本发明上述磨料混合物各组份的重量百分数配比，配制成型磨料，其中

4#-220#混合粒度棕刚玉      40％-80％

酚醛树脂液                 1％-5％

240目酚醛树脂粉            3％-15％

聚四氟乙烯粉(平均粒径3μm-30μm)      0.5％-5％

冰晶石填料                            2％-10％

将棕刚玉磨料按照配比重量，加入混料锅中混合均匀，再加入酚醛树脂液，待刚玉磨料完全润湿后依次加入冰晶石与聚四氟乙烯粉，混合均匀后投入酚醛树脂粉继续混料直至酚醛树脂粉均匀的附着在每颗磨料上，配制成本发明树脂砂轮粘结性磨料混合物，即成型磨料，备用；

②将上述成型磨料，经压板加压成型和硬化，制成树脂砂轮切割片或树脂打磨砂轮。

4.根据权利要求权3的一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮的制作方法，配制磨料混合物成型磨料其优选的组份重量百分数配比是：

24#棕刚玉磨料                         40％-42％

30#棕刚玉磨料                         34％-38％

酚醛树脂液                            2％-5％

240目酚醛树脂粉                       5％-15％

聚四氟乙烯粉(平均粒径3μm-30μm)      1％-5％

冰晶石填料                            4％-9％

5.根据权利要求权3的一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮的制作方法，经压板加压成型和硬化，制作树脂砂轮切割片步骤如下：按切割片单重规格，称取一定重量的粘结性混合磨料，在操作台上投入1/2重量的粘结性混合磨料，用刮板摊料、刮平，放入砂轮网片，再投入上述剩下的1/2粘结性混合磨料，用刮板摊料、括平，经压板加压成型和硬化，即成为本发明单网树脂砂轮片切割片产品；同理，在砂轮网片上，按切割片单重规格投入备用的粘结性混合磨料，用刮板摊料括平后，放上第二张砂轮网片，经压板加压成型和硬化，成为树脂砂轮切割片。

6.根据权利要求权3的一种含聚四氟乙烯干磨润滑剂的树脂砂轮的制作方法，经压板加压成型和硬化，制作树脂找磨砂轮的步骤如下：在操作台上放置螺母或骨架，不同的砂轮有不同的配件，按砂轮单重规格，投入粘结性混合磨料，摊料、刮平，经压板加压成型后硬化，成为树脂打磨砂轮。

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