一种研磨轮及研磨盘合成与制造工艺

技术领域

本发明属于研磨轮技术领域，涉及一种研磨轮及研磨盘合成与制造工艺。

背景技术

研磨轮是用于对工件进行磨削和修整的工具，常用于金属加工、玻璃加工、石材加工等行业，具有强度大、耐磨损、使用寿命长等特点，研磨轮和研磨盘的共同作用可以除去加工件上凸出来的多余金属，在挤压、接触、运动和摩擦过程中，完成研磨加工过程改善待磨削表面上的光洁度和精密度。不同类型的磨料颗粒材料可以与不同类型的粘结剂材料相组合，例如，使用超级磨料颗粒(例如金刚石或立方氮化硼)或氧化铝磨料颗粒在研磨工具中是常见的，粘结剂材料可以是有机材料，如树脂，某些其他粘结剂材料包括无机材料，例如包括形成玻璃质材料的复合物，或替代性的一种金属材料。研磨轮的制备工艺包括原料配比、混合、成型和烧结等。通过控制这些工艺参数，可以制备具有理想性能的研磨轮。

现有磨削金属材料的研磨轮的结构大都是由骨架和研磨层组成，研磨层由磨料和粘结剂黏合而成，由于研磨层硬度高，刚性大，研磨轮要达到使工件研磨光亮的目的，工件必须在研磨前进行金属加工并达到较高的精度和光洁度，然后再研磨才能达到高光洁度的研磨效果，而在很薄的工件上进行金属平面加工到一定光洁度就更不容易，因此，研磨轮和研磨盘的研磨效果仍有较大空间进一步优化改进，对研磨轮材料、结构、形状和工艺的不断研究和改进，使得研磨轮在各个行业的加工中能够提供更高效、更精确的磨削和修整效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种研磨轮及研磨盘合成与制造工艺，所述研磨轮及研磨盘由结合剂、润湿剂、填充剂、偶联剂以及磨料制成，以酚醛树脂空心球作为填充剂，提高研磨工件的光洁度，有助于提高研磨效率；润湿剂采用的是糠醛和液体丁腈橡胶的结合，协同提高研磨轮及研磨盘的耐磨性，降低磨损，寿命更长。所述一种研磨轮及研磨盘合成与制造工艺采用了4个温度阶段在烘箱中对毛坯进行固化，保证了研磨轮及研磨盘的强度。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种研磨轮及研磨盘合成与制造工艺，所述合成与制造工艺包括如下步骤：

S1：取0.1～2重量份偶联剂和25～30重量份磨料于高速搅拌机中先将磨料润湿，再加入10～15重量份结合剂和40～55重量份填充剂进行搅拌，得物料A1；

S2：将物料A1放入烘箱100～120℃，保温1～3h，去除水分，干化表层，然后降温至常温，得物料A2；

S3：将8～15重量份润湿剂加入到物料A2中将物料A2润湿，再加入10～20重量份结合剂一起搅拌10～20min，得到物料A3；

S4：取物料A3放入压模的模具内，用油压机压形得到毛坯；

S5：将毛坯放入烘箱中，先后经过4个温度阶段对毛坯进行固化：1)升温至100℃，保温3h；2)升温至130℃，保温3h；3)升温至150℃，保温3h；4)升温至190℃，保温3h；最终得到所需产品。

作为本发明的一种优选技术方案，所述填充剂为自制的包覆材料酚醛树脂空心球，所述酚醛树脂空心球的制备方法如下：用液体酚醛树脂润湿蔗糖粉得到润湿粉，将润湿粉70～100℃条件下加热1～4h，即得中空大颗粒薄壁中空球即为酚醛树脂空心球。

酚醛树脂空心球具有较低的密度，可以有效降低研磨轮的整体重量。这有助于降低轮盘的离心力，并减轻对磨削表面的压力，从而减少热量和摩擦，提高研磨轮的稳定性和工作效率；酚醛树脂空心球由于其中空结构，具有一定的隔热能力，在研磨过程中，酚醛树脂空心球可以起到一定的保温作用，减少热传递到轮面的程度，这对于对研磨温度敏感的材料或对工件表面热影响敏感的应用有益；酚醛树脂空心球的中空结构具有吸振和减振的特性，在研磨过程中，它们可以吸收和减少振动和冲击力的传递，降低研磨轮和工件之间的振动，提高研磨的稳定性，减少研磨过程中的噪声和震动；酚醛树脂空心球的中空结构可以帮助研磨剂均匀分布在整个研磨轮中，有助于实现均匀磨削和抛光效果。它们可以提供更稳定和一致的切削行为，减少表面划痕和磨损。

作为本发明的一种优选技术方案，所述液体酚醛树脂和蔗糖粉的重量比为1:2～1:5。

作为本发明的一种优选技术方案，所述结合剂为聚酰亚胺。

作为本发明的一种优选技术方案，所述润湿剂由糠醛和液体丁腈橡胶组成，所述糠醛和液体丁腈橡胶的重量比为1:1～1:2。使用润湿剂有助于提高在研磨轮制备中的工艺性能和产品质量，通过改善润湿性和粘附性，润湿剂能够促进各组分的混合和分散，有助于实现更均匀的成分分布和更好的研磨轮性能。

作为本发明的一种优选技术方案，所述偶联剂为KH550，中文名为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

作为本发明的一种优选技术方案，所述磨料根据研磨工件的材料的不同进行选择，所述磨料为白刚玉、棕刚玉、碳化硅中的任意一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S4中的压模的模具为研磨轮的模具和研磨盘的模具。

一种研磨轮及研磨盘，所述研磨轮及研磨盘由上述的合成与制造工艺制备而成。

本发明的有益效果：

(1)本发明提供的一种研磨轮及研磨盘，所述的填充剂为酚醛树脂空心球，相比于现有技术的氧化铝空心球和硫酸钾，酚醛树脂空心球作为填充剂，使得研磨轮研磨出的工件具有优异的光洁度，有助于提高研磨效率。

(2)本发明提供的一种研磨轮及研磨盘，所述润湿剂采用的是糠醛和液体丁腈橡胶的结合，协同提高研磨轮及研磨盘的耐磨性，降低磨损，寿命更长。

(3)本发明提供的一种研磨轮及研磨盘合成与制造工艺，所述工艺采用了4个温度阶段在烘箱中对毛坯进行固化，保证了研磨轮及研磨盘的强度。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

一种研磨轮及研磨盘合成与制造工艺，所述合成与制造工艺包括如下步骤：

S1：取1重量份偶联剂和25重量份磨料于高速搅拌机中先将磨料润湿，再加入12重量份结合剂和45重量份填充剂进行搅拌，得物料A1；

S2：将物料A1放入烘箱110℃，保温2h，去除水分，干化表层，然后降温至常温，得物料A2；

S3：将10重量份润湿剂加入到物料A2中将物料A2润湿，再加入15重量份结合剂一起搅拌10min，得到物料A3；

S4：取物料A3放入压模的模具内，用油压机压形得到毛坯；

S5：将毛坯放入烘箱中，先后经过4个温度阶段对毛坯进行固化：1)升温至100℃，保温3h；2)升温至130℃，保温3h；3)升温至150℃，保温3h；4)升温至190℃，保温3h；最终得到所需产品。

所述填充剂为自制的包覆材料酚醛树脂空心球，所述酚醛树脂空心球的制备方法如下：用液体酚醛树脂润湿蔗糖粉得到润湿粉，将润湿粉80℃条件下加热3h，即得中空大颗粒薄壁中空球即为酚醛树脂空心球。

所述液体酚醛树脂和蔗糖粉的重量比为1:3。

所述结合剂为聚酰亚胺。

所述润湿剂由糠醛和液体丁腈橡胶组成，所述糠醛和液体丁腈橡胶的重量比为3:5。

所述偶联剂为KH550，中文名为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述磨料根据研磨工件的材料的不同进行选择，本实施例1选择的磨料为白刚玉，白刚玉(Al

所述步骤S4中的压模的模具为研磨轮的模具和研磨盘的模具。

一种研磨轮及研磨盘，所述研磨轮及研磨盘由上述的合成与制造工艺制备而成。

实施例2

一种研磨轮及研磨盘合成与制造工艺，所述合成与制造工艺包括如下步骤：

S1：取2重量份偶联剂和30重量份磨料于高速搅拌机中先将磨料润湿，再加入10重量份结合剂和45重量份填充剂进行搅拌，得物料A1；

S2：将物料A1放入烘箱110℃，保温2h，去除水分，干化表层，然后降温至常温，得物料A2；

S3：将15重量份润湿剂加入到物料A2中将物料A2润湿，再加入15重量份结合剂一起搅拌12min，得到物料A3；

S4：取物料A3放入压模的模具内，用油压机压形得到毛坯；

S5：将毛坯放入烘箱中，先后经过4个温度阶段对毛坯进行固化：1)升温至100℃，保温3h；2)升温至130℃，保温3h；3)升温至150℃，保温3h；4)升温至190℃，保温3h；最终得到所需产品。

所述填充剂为自制的包覆材料酚醛树脂空心球，所述酚醛树脂空心球的制备方法如下：用液体酚醛树脂润湿蔗糖粉得到润湿粉，将润湿粉80℃条件下加热3h，即得中空大颗粒薄壁中空球即为酚醛树脂空心球。

所述液体酚醛树脂和蔗糖粉的重量比为1:2。

所述结合剂为聚酰亚胺。

所述润湿剂由糠醛和液体丁腈橡胶组成，所述糠醛和液体丁腈橡胶的重量比为3:5。

所述偶联剂为KH550。

所述磨料根据研磨工件的材料的不同进行选择，本实施例2选择的磨料为白刚玉，白刚玉(Al

所述步骤S4中的压模的模具为研磨轮的模具和研磨盘的模具。

一种研磨轮及研磨盘，所述研磨轮及研磨盘由上述的合成与制造工艺制备而成。

实施例3

一种研磨轮及研磨盘合成与制造工艺，所述合成与制造工艺包括如下步骤：

S1：取2重量份偶联剂和30重量份磨料于高速搅拌机中先将磨料润湿，再加入15重量份结合剂和50重量份填充剂进行搅拌，得物料A1；

S2：将物料A1放入烘箱110℃，保温2h，去除水分，干化表层，然后降温至常温，得物料A2；

S3：将15重量份润湿剂加入到物料A2中将物料A2润湿，再加入15重量份结合剂一起搅拌15min，得到物料A3；

S4：取物料A3放入压模的模具内，用油压机压形得到毛坯；

S5：将毛坯放入烘箱中，先后经过4个温度阶段对毛坯进行固化：1)升温至100℃，保温3h；2)升温至130℃，保温3h；3)升温至150℃，保温3h；4)升温至190℃，保温3h；最终得到所需产品。

所述填充剂为自制的包覆材料酚醛树脂空心球，所述酚醛树脂空心球的制备方法如下：用液体酚醛树脂润湿蔗糖粉得到润湿粉，将润湿粉80℃条件下加热3h，即得中空大颗粒薄壁中空球即为酚醛树脂空心球。

所述液体酚醛树脂和蔗糖粉的重量比为1:2。

所述结合剂为聚酰亚胺。

所述润湿剂由糠醛和液体丁腈橡胶组成，所述糠醛和液体丁腈橡胶的重量比为1:1.5。

所述偶联剂为KH550，中文名为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述磨料根据研磨工件的材料的不同进行选择，本实施例3选择的磨料为白刚玉，白刚玉(Al

所述步骤S4中的压模的模具为研磨轮的模具和研磨盘的模具。

一种研磨轮及研磨盘，所述研磨轮及研磨盘由上述的合成与制造工艺制备而成。

对比例1

在实施例3的基础上，将酚醛树脂空心球替换成等重量的氧化铝空心球。

对比例2

在实施例3的基础上，将酚醛树脂空心球替换成等重量的硫酸钾。

对比例3

在实施例3的基础上，将糠醛替换为同等重量的液体丁腈橡胶。

对比例4

在实施例3的基础上，将液体丁腈橡胶替换为同等重量的糠醛。

性能测试：

1.粗糙度的测试

试验材料：本发明上述实施例1～3以及对比例1～2分别对应制造的研磨轮和研磨盘，钢板。

试验方法：分别在转速为800rpm和1200rpm两种情况下，对钢板研磨后，钢板上下两个表面的粗糙度进行检测。

试验结果：依法测定5批样品，具体检测数据见表1。

表1钢板粗糙度检测结果

由表1测试结果可知，相比于现有技术的氧化铝空心球或硫酸钾作为填充剂的研磨轮研磨的工件，本发明提供的一种研磨轮及研磨盘研磨出来的工件钢板具有优异的光洁度，有助于提高研磨效率。

2.耐磨性测试

试验材料：实施例1～3和对比例2～4制得的研磨轮和研磨盘、钢板。

试验方法：使用数显卡尺测量研磨轮的初始直径，将被测研磨轮安装在研磨设备上，对钢板材料进行磨削工作，每日磨削4h，磨削一周后测量直径，选择多个位置进行测量，取平均值。

磨损量＝初始尺寸-磨损后尺寸

试验结果：依法测定6批样品，具体检测数据见表2。

表2研磨轮耐磨性测试

由表2的数据可知本发明提供的一种研磨轮及研磨盘，所述润湿剂采用的是糠醛和液体丁腈橡胶的结合，协同提高研磨轮及研磨盘的耐磨性，寿命更长。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。