CN106891276A - 一种粉末纤维增强树脂砂轮及其制备方法 - Google Patents

一种粉末纤维增强树脂砂轮及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种粉末纤维增强树脂砂轮，包括砂轮本体、增强网布和无纺布，所述砂轮本体的中心设有转轴孔，其特征在于：所述增强网布设有两层，分别位于所述砂轮主体的顶面和底面，所述无纺布设有两层，分别位于所述增强网布的顶面和底面，所述砂轮本体采用如下重量配比的磨料、增强网片、树脂结合剂、填料粘结固化而成。本发明在传统的树脂砂轮中加入无碱玻纤粉，制得的成型料具有良好的流动性和稳定性，可以不受温度和湿度变化的影响，从而减少了半成品的废品率，大大提高了生产效率。

Description

一种粉末纤维增强树脂砂轮及其制备方法
技术领域
本发明属于砂轮领域，特别涉及一种粉末纤维增强树脂砂轮及其制备方法。
背景技术
磨料磨具行业是机床工具工业中的一个重要不可缺少的行业，其产品广泛应用于加工制造业中的各行各业，而且近年来涉及的应用领域不断得到扩展。树脂砂轮片是磨、切削加工中最主要的一类磨具，是在磨料中加入树脂结合剂、芯圈加强环、玻璃纤维增强网，经压坯、干燥和烧制而成的多孔体。现有技术的砂轮，包括砂轮本体，砂轮本体的中心设有转轴孔，所述砂轮本体由磨料和网片构成，所述磨料镶嵌在网片中。其中磨料、结合剂和孔隙是砂轮的三个基本组成要素。工作时，高速旋转的砂轮片与被切割物相接触，并施加一定的压力，由于刚玉砂硬度高于金属，从而达到切割金属的目的。
然而，树脂砂轮片在生产过程中，成型料容易受温度和湿度影响，而导致成型料太干或太湿而在成型过程中不好摊料，同时，树脂砂轮是高速运转的切割工具，安全性也是备受关注，常规树脂砂轮的安全主要是靠玻璃纤维网片和酚醛树脂粘结剂来增强，这种砂轮仍然存在着严重的安全隐患。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种粉末纤维增强树脂砂轮及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种粉末纤维增强树脂砂轮，包括砂轮本体、增强网片和无纺布，所述砂轮本体的中心设有转轴孔，所述增强网片设有两层，分别位于所述砂轮主体的顶面和底面，起增强作用；所述无纺布设有两层，分别位于所述增强网片的顶面和底面；所述砂轮本体采用如下重量配比的磨料、树脂结合剂和填料粘结固化而成；其中：
所述磨料为50％─70％，为棕刚玉或者白刚玉；
所述树脂结合剂为10％─30％，包括树脂粉和树脂液，所述树脂粉和树脂液的配比为(1～3):1；
所述填料为10％─20％；包括玻璃纤维粉末和硫铁矿粉末，所述玻璃纤维粉末与硫铁矿粉末的配比为(1～2)：1；
所述增强网片为玻璃纤维增强网片。
进一步地，所述玻璃纤维粉末为无碱玻璃纤维粉末。
进一步地，所述砂轮本体原料组分重量百分比如下：磨料60％，树脂结合剂20％，填料20％。
进一步地，所述砂轮本体原料组分重量份如下：24#棕刚玉20─30份，30#棕刚玉40─60份，36#棕刚玉15─35份，酚醛树脂粉8─16份，酚醛树脂液3─7份，240#无碱玻璃纤维粉末8─12份，240#硫铁矿粉末6─10份。
进一步地，所述砂轮本体原料组分重量份如下：24#棕刚玉25份，30#棕刚玉50份，36#棕刚玉25份，酚醛树脂粉12份，酚醛树脂液5份，240#无碱玻璃纤维粉末10份，240#硫铁矿粉末8份。
本发明还公开了一种粉末纤维增强树脂砂轮的制备方法，包括如下步骤：
(1)混料：将所述磨料、树脂结合剂和填料在混料锅中混合，搅拌均匀，将混合后的混合料放入震动筛，筛除粉团硬块，获得备用成型料；
(2)成型：将无纺布和增强网片依次放在模具底层，将步骤(1)制备的备用成型料放入上述模具，备用成型料上方依次放置增强网片和无纺布，之后经压机压制成型得到砂轮坯；
(3)固化：将步骤(2)制备的砂轮坯在180─200℃下加热固化，然后冷却至室温，即得树脂砂轮。
与现有技术相比，本发明有益效果：
1、本发明在传统的树脂砂轮中加入玻璃纤维粉末，制得的成型料具有良好的流动性和稳定性，可以不受温度和湿度变化的影响，从而减少了半成品的废品率，大大提高了生产效率；
2、该玻璃纤维粉为玻璃纤维微粉，其呈细丝状，具有很强的拉伸性能和防腐蚀性能，可以有效把持成型料，提高成型料的强度，在砂轮高速运转的时候防止片状料的飞散，从而降低树脂砂轮飞砂的风险。
3、本粉末纤维增强树脂砂轮通过将玻璃纤维粉在砂料制备时加入配方组，对人工生产的劳动强度及生产效率完全缓解，特别是对较薄树脂砂轮坯料品质有效提高。
4、本发明树脂砂轮中添加的玻璃纤维粉末为无碱玻璃纤维粉末，可以提高砂轮的抗腐蚀性。
具体实施方式
本发明提供的粉末纤维增强树脂砂轮，砂轮本体包括磨料、增强网片、树脂结合剂、填料、芯圈加强环和无纺布，磨料由不同粗粒度的棕刚玉、白刚玉混合而成；增强网片为玻璃纤维增强网片，用于增强砂轮的强度，防止砂轮爆裂；树脂结合剂包括酚醛树脂液和酚醛树脂粉，结合剂由树脂粉与树脂液按照质量比(1～3):1配制；填料由玻璃纤维粉和硫铁矿粉混合制成，玻璃纤维粉为无碱玻璃纤维粉，玻璃纤维粉与硫铁矿粉按照质量比(1～2):1添加；无纺布包裹在砂轮表面，用于美化外观。
实施例1
原料组分重量份如下：磨料粒度24#棕刚玉25份，30#棕刚玉50份，36#棕刚玉25份，酚醛树脂粉12份，酚醛树脂液5份，240#无碱玻璃纤维粉10份，240#硫铁矿粉末8份。
制备方法：分别称量上述原料份数，将磨料倒入混料机，加入酚醛树脂液，搅拌10分钟；然后将无碱玻璃纤维粉、硫化铁加入，搅拌5分钟，再将酚醛树脂粉加入并搅拌，通过震动筛除，获得混料；将无纺布放在模具底层，在无纺布上方放置玻璃纤维网布，然后将上述混料倒入模具，混料上层依次放置玻璃纤维网布和无纺布，最后经压机压制成型得到砂轮胚体；将所述砂轮胚体放在烘箱中，在190℃高温下加热10小时，然后自然冷却至室温，即得成品。
实施例2
原料组分重量份如下：磨料粒度24#棕刚玉20份，30#棕刚玉40份，36#棕刚玉15份，酚醛树脂粉8份，酚醛树脂液3份，240#无碱玻璃纤维粉8份，240#硫铁矿粉末6份。
制备方法：分别称量上述原料份数，将磨料倒入混料机，加入酚醛树脂液份，搅拌8分钟；然后将无碱玻璃纤维粉、硫化铁加入，搅拌3分钟，再将酚醛树脂粉加入并搅拌，通过震动筛除，获得混料；将无纺布放在模具底层，在无纺布上方放置玻璃纤维网布，然后将上述混料倒入模具，混料上层依次放置玻璃纤维网布和无纺布，最后经压机压制成型得到砂轮胚体；将所述砂轮胚体放在烘箱中，在190℃高温下加热10小时，然后自然冷却至室温，即得成品。
实施例3
原料组分重量份如下：磨料粒度24#棕刚玉30份，30#棕刚玉60份，36#棕刚玉35份，酚醛树脂粉16份，酚醛树脂液7份，240#无碱玻璃纤维粉12份，240#硫铁矿粉末10份。
制备方法：分别称量上述原料份数，将磨料倒入混料机，加入酚醛树脂液份，搅拌12分钟；然后将无碱玻璃纤维粉、硫化铁加入，搅拌6分钟，再将酚醛树脂粉加入并搅拌，通过震动筛除，获得混料；将无纺布放在模具底层，在无纺布上方放置玻璃纤维网布，然后将上述混料倒入模具，混料上层依次放置玻璃纤维网布和无纺布，最后经压机压制成型得到砂轮胚体；将所述砂轮胚体放在烘箱中，在200℃高温下烧结12小时，然后自然冷却至室温，即得成品。
以上各实施例制备的树脂砂轮，按照标准进行性能测试，并与相同条件下未添加无碱玻璃纤维粉制得的树脂砂轮的性能进行比较，测试结果如表1所示：
测试项目 实施例1 对比例1 实施例2 对比例2 实施例3 对比例3
破裂速度(RPM) 26772 26196 26714 26208 26786 26458
单点侧向(N) 302 288 301 292 304 286
磨削比 6.9 4.8 6.7 4.6 7.2 4.9
通过表1得出：实施例中添加了无碱玻璃纤维粉制得的树脂砂轮与未添加无碱玻璃纤维粉制得的树脂砂轮相比较，破裂速度、单点侧向及磨削比均有所提高，显示了添加无碱玻璃纤维粉制得的树脂砂轮的优异的机械性能。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种粉末纤维增强树脂砂轮，包括砂轮本体、增强网片和无纺布，所述砂轮本体的中心设有转轴孔，其特征在于：所述增强网片设有两层，分别位于所述砂轮主体的顶面和底面，所述无纺布设有两层，分别位于所述增强网片的顶面和底面，所述砂轮本体采用如下重量配比的磨料、树脂结合剂和填料粘结固化而成；其中：
所述磨料为50％─70％，为棕刚玉或者白刚玉；
所述树脂结合剂为10％─30％，包括树脂粉和树脂液，所述树脂粉和树脂液的配比为(1～3):1；
所述填料为10％─20％；包括玻璃纤维粉末和硫铁矿粉末，所述玻璃纤维粉末与硫铁矿粉末的配比为(1～2)：1；
所述增强网片为玻璃纤维增强网片。
2.根据权利要求1所述的粉末纤维增强树脂砂轮，其特征在于，所述玻璃纤维粉末为无碱玻璃纤维粉末。
3.根据权利要求1所述的粉末纤维增强树脂砂轮，其特征在于，所述砂轮本体原料组分重量百分比如下：磨料60％，树脂结合剂20％，填料20％。
4.根据权利要求2所述的粉末纤维增强树脂砂轮，其特征在于，所述砂轮本体原料组分重量份如下：24#棕刚玉20─30份，30#棕刚玉40─60份，36#棕刚玉15─35份，酚醛树脂粉8─16份，酚醛树脂液3─7份，240#无碱玻璃纤维粉末8─12份，240#硫铁矿粉末6─10份。
5.根据权利要求4所述的粉末纤维增强树脂砂轮，其特征在于，所述砂轮本体原料组分重量份如下：24#棕刚玉25份，30#棕刚玉50份，36#棕刚玉25份，酚醛树脂粉12份，酚醛树脂液5份，240#无碱玻璃纤维粉末10份，240#硫铁矿粉末8份。
6.如权利要求1-5任一项所述的粉末纤维增强树脂砂轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)混料：将所述磨料、树脂结合剂和填料在混料锅中混合，搅拌均匀，将混合后的混合料放入震动筛，筛除粉团硬块，获得备用成型料；
(2)成型：将无纺布和增强网片依次放在模具底层，将步骤(1)制备的备用成型料放入上述模具，备用成型料上方依次放置增强网片和无纺布，之后经压机压制成型得到砂轮坯；
(3)固化：将步骤(2)制备的砂轮坯在180─200℃下加热固化，然后冷却至室温，即得树脂砂轮。
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