一種樹脂金屬復合結(jié)合劑以及復合結(jié)合劑金剛石砂輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種樹脂金屬復合結(jié)合劑以及采用該樹脂金屬復合結(jié)合劑制備的復合結(jié)合劑金剛石砂輪，所述樹脂金屬復合結(jié)合劑由以下重量比的原料組成：高溫聚酰亞胺樹脂粉20-40％、錫粉20-25％、銅粉10-25％、鋅粉5-20％、磷粉5-10％、鎢粉3-10％、鉛粉1-7％、硼酸鋅1-5％。采用本發(fā)明得到的產(chǎn)品具有良好的彈性和有拋光作用，從而使產(chǎn)品具有良好的自銳性，不易堵塞，修整少，而且磨削效率較高，磨削溫度較低，磨削的表面光潔度高。
【專利說明】一種樹脂金屬復合結(jié)合劑以及復合結(jié)合劑金剛石砂輪

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金剛石砂輪領(lǐng)域，具體涉及一種樹脂金屬復合結(jié)合劑以及采用該樹脂金屬復合結(jié)合劑制備的復合結(jié)合劑金剛石砂輪。

【背景技術(shù)】
[0002]金剛石砂輪與普通砂輪相比，具有磨削效率高，表面光潔度好，磨削質(zhì)量高，成本低等特點。金剛石砂輪的主要特點是硬度高、導熱率高、鋒利度高由此帶來高的磨削率。適用于現(xiàn)代工業(yè)機械加工中的高效、強力磨削，適用于加工硬質(zhì)合金，光學玻璃、陶瓷、石英、寶石、鐵氧體、半導體材料、鑄鐵、淬火鋼、建材、耐火材料等高硬材料。
[0003]樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪是實現(xiàn)高效、節(jié)能、高精和自動化磨削加工不可或缺的工具。雖然它具有自銳性好、磨削鋒利的優(yōu)點，但是由于樹脂自身結(jié)構(gòu)的原因，也存在不足。一是其耐熱性低，在磨削過程中，由于瞬時磨削高溫或累積高溫下，樹脂容易炭化、分解，難以把持超硬磨料，導致磨料大量脫落或者造成砂輪工作層開裂、脫環(huán)，大大降低砂輪的使用壽命和砂輪表面精度；二是樹脂砂輪力學性能和形狀保持性差。二者都會影響加工工件的表面質(zhì)量。目前國內(nèi)外改善樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪導熱性、提高其耐熱性能的方法，一般采用在樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪的配方中添加銅粉的方式，也有在樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪的配方中采用其它金屬粉或銅錫二元合金粉來改善樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪性能的。如中國專利CN102350667B，涉及一種樹脂金屬復合結(jié)合劑以及采用該樹脂金屬復合結(jié)合劑制備的復合結(jié)合劑金剛石砂輪。所述樹脂金屬復合結(jié)合劑由以下重量比的原料組成:聚酰亞胺樹脂粉、銅粉、錫粉、鋅粉、磷粉、鉛粉；所述復合結(jié)合劑金剛石砂輪由以下體積比的原料購成:復合結(jié)合劑、金剛石磨料、樹脂液的體積百分比各為:65-85%，15-35%，0.5_1%。但是銅的塑性太大，導致砂輪磨削過程中易堵塞，從而燒傷加工工件的表面，影響加工工件的表面質(zhì)量，降低砂輪的磨削性能；金屬粉作為填料制作的樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪存在的共性問題是在樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪耐熱性改善的同時其力學性能改善不明顯，而且，樹脂結(jié)合劑對磨料的把持性較差，耐熱性也較差，導致高溫磨削下磨具的磨損大，尤其在大負荷磨削時尤為明顯因此。如何優(yōu)化樹脂金屬復合結(jié)合劑的組成，提供一種采用導熱性好脆性的合金粉作為主要填料的樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪，是能否充分發(fā)揮數(shù)控磨床優(yōu)異性能的關(guān)鍵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于制備金剛石砂輪的樹脂金屬復合結(jié)合劑，采用該樹脂金屬復合結(jié)合劑制備復合結(jié)合劑金剛石砂輪以獲得一種耐熱性、力學性能和磨削性能得到改善的復合結(jié)合劑金剛石砂輪。
[0005]為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于制備金剛石砂輪的樹脂金屬復合結(jié)合劑，由以下重量比的原料組成:
[0006]高溫聚酰亞胺樹脂粉20-40 %、
[0007]錫粉20-25%、
[0008]銅粉10-25%、
[0009]鋅粉5-20%、
[0010]磷粉5-10%、
[0011]鎢粉3-10%、
[0012]鉛粉1_7%、
[0013]硼酸鋅1_5%，
[0014]并且上述原料的重量比總和為100%。
[0015]一種復合結(jié)合劑金剛石砂輪，由砂輪基體和設(shè)置在砂輪基體上的磨料層構(gòu)成，所述復合結(jié)合劑金剛石砂輪的制備方法包括以下步驟:
[0016](I)將上述原料在混料機中混合20-25小時，混合均勻后通過320目標準篩，得到復合結(jié)合劑；將所得復合結(jié)合劑與金剛石磨料置入混料機內(nèi)混合均勻，然后緩緩加入濕潤劑繼續(xù)混合2-3小時，混合均勻后通過60目標準篩，得到砂輪混合料；
[0017](2)將加工好的金屬基體置入模具內(nèi)配置好，然后將步驟(2)所得砂輪混合料緩慢均勻地投入已與基體配置好的模具內(nèi)并刮平，置入液壓機定模熱壓；熱壓的壓力為100-120MPa，熱壓的溫度為240_260°C，保壓60-90分鐘，得到砂輪坯體；
[0018](3)將壓制好的砂輪坯體冷卻出模，然后置入燒結(jié)爐或電烘箱內(nèi)，2-3小時內(nèi)快速升溫至180°C，然后分段升溫至最終燒結(jié)溫度250°C士 5°C，保溫10-16小時，冷卻至室溫取出；
[0019](4)將檢驗合格的砂輪坯體在車床和磨床上加工至圖紙要求的形狀和尺寸，檢驗合格后包裝、入庫，得到復合結(jié)合劑金剛石砂輪。
[0020]上述技術(shù)方案中，復合結(jié)合劑、金剛石磨料、濕潤劑的體積百分比各為:70-83%、15-29 %、1-2 %。
[0021 ] 所述濕潤劑為樹脂液，優(yōu)選酚醛樹脂液。
[0022]本發(fā)明還包括采用上述樹脂金屬復合結(jié)合劑制備的金剛石砂輪。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0024]1、本發(fā)明通過對現(xiàn)有技術(shù)的研究，在樹脂金屬復合結(jié)合劑中減少了銅粉的比例，增加了鎢粉、硼酸鋅，避免了銅的塑性太大，導致砂輪磨削過程中易堵塞，從而燒傷加工工件的表面，影響加工工件的表面質(zhì)量，降低砂輪的磨削性能的弊端，采用本發(fā)明得到的產(chǎn)品具有良好的彈性和有拋光作用，從而使產(chǎn)品具有良好的自銳性，不易堵塞，修整少，而且磨削效率較高，磨削溫度較低，磨削的表面光潔度高。
[0025]2、采用本發(fā)明得到的產(chǎn)品大負荷強力磨削的單程切深可達7mm以上(普通樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪一般磨削的進刀量為0.1-0.2mm，現(xiàn)有的優(yōu)秀強力磨削砂輪的單次進刀量也只有2-3_)，使用壽命也顯著提高。
[0026]3、在同等測試條件下，與傳統(tǒng)樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪相比，本發(fā)明制備的復合結(jié)合劑金剛石砂輪在磨削效率、使用壽命和產(chǎn)品價格方面的綜合效益可以提高120%以上。

【具體實施方式】
[0027]下面以實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。
[0028]實施例1:
[0029]一種用于制備金剛石砂輪的樹脂金屬復合結(jié)合劑，由以下重量比的原料組成:高溫聚酰亞胺樹脂粉40 %、銅粉20 %、錫粉20 %、鋅粉5 %、磷粉5 %、鶴粉5 %、鉛粉3 %、硼酸鋅2%，
[0030]采用上述樹脂金屬復合結(jié)合劑制備的金剛石砂輪，由砂輪基體和設(shè)置在砂輪基體上的磨料層構(gòu)成，復合結(jié)合劑金剛石砂輪的制備方法包括以下步驟:
[0031](I)將上述樹脂金屬復合結(jié)合劑在混料機中混合20-25小時，混合均勻后通過320目標準篩，得到復合結(jié)合劑；將所得復合結(jié)合劑與金剛石磨料置入混料機內(nèi)混合均勻，然后緩緩加入酚醛樹脂液繼續(xù)混合2-3小時，混合均勻后通過60目標準篩，得到砂輪混合料；
[0032]復合結(jié)合劑、金剛石磨料、酚醛樹脂液的體積百分比各為:70129m
[0033](2)將加工好的金屬基體置入模具內(nèi)配置好，然后將步驟(2)所得砂輪混合料緩慢均勻地投入已與基體配置好的模具內(nèi)并刮平，置入液壓機定模熱壓；熱壓的壓力為100-120MPa，熱壓的溫度為240_260°C，保壓60-90分鐘，得到砂輪坯體；
[0034](3)將壓制好的砂輪坯體冷卻出模，然后置入燒結(jié)爐或電烘箱內(nèi)，2-3小時內(nèi)快速升溫至180°C，然后分段升溫至最終燒結(jié)溫度250°C士 5°C，保溫10-16小時，冷卻至室溫取出；
[0035](4)將檢驗合格的砂輪坯體在車床和磨床上加工至圖紙要求的形狀和尺寸，檢驗合格后包裝、入庫，得到復合結(jié)合劑金剛石砂輪。
[0036]實施例2:
[0037]—種用于制備金剛石砂輪的樹脂金屬復合結(jié)合劑，由以下重量比的原料組成:高溫聚酰亞胺樹脂粉20 %、銅粉10 %、錫粉25 %、鋅粉20 %、磷粉10 %、鎢粉10 %、鉛粉2 %、硼酸鋅3%，
[0038]采用上述樹脂金屬復合結(jié)合劑制備的金剛石砂輪，由砂輪基體和設(shè)置在砂輪基體上的磨料層構(gòu)成，復合結(jié)合劑金剛石砂輪的制備方法包括以下步驟:
[0039](I)將上述樹脂金屬復合結(jié)合劑在混料機中混合20-25小時，混合均勻后通過320目標準篩，得到復合結(jié)合劑；將所得復合結(jié)合劑與金剛石磨料置入混料機內(nèi)混合均勻，然后緩緩加入酚醛樹脂液繼續(xù)混合2-3小時，混合均勻后通過60目標準篩，得到砂輪混合料；
[0040]復合結(jié)合劑、金剛石磨料、酚醛樹脂液的體積百分比各為:83115121
[0041](2)將加工好的金屬基體置入模具內(nèi)配置好，然后將步驟(2)所得砂輪混合料緩慢均勻地投入已與基體配置好的模具內(nèi)并刮平，置入液壓機定模熱壓；熱壓的壓力為100-120MPa，熱壓的溫度為240_260°C，保壓60-90分鐘，得到砂輪坯體；
[0042](3)將壓制好的砂輪坯體冷卻出模，然后置入燒結(jié)爐或電烘箱內(nèi)，2-3小時內(nèi)快速升溫至180°C，然后分段升溫至最終燒結(jié)溫度250°C士 5°C，保溫10-16小時，冷卻至室溫取出；
[0043](4)將檢驗合格的砂輪坯體在車床和磨床上加工至圖紙要求的形狀和尺寸，檢驗合格后包裝、入庫，得到復合結(jié)合劑金剛石砂輪。
[0044]實施例3:
[0045]一種用于制備金剛石砂輪的樹脂金屬復合結(jié)合劑，由以下重量比的原料組成:高溫聚酰亞胺樹脂粉30 %、銅粉20 %、錫粉10 %、鋅粉10 %、磷粉10 %、鎢粉8 %、鉛粉7 %、硼酸鋅5%，
[0046]采用上述樹脂金屬復合結(jié)合劑制備的金剛石砂輪，由砂輪基體和設(shè)置在砂輪基體上的磨料層構(gòu)成，復合結(jié)合劑金剛石砂輪的制備方法包括以下步驟:
[0047](I)將上述樹脂金屬復合結(jié)合劑在混料機中混合20-25小時，混合均勻后通過320目標準篩，得到復合結(jié)合劑；將所得復合結(jié)合劑與金剛石磨料置入混料機內(nèi)混合均勻，然后緩緩加入酚醛樹脂液繼續(xù)混合2-3小時，混合均勻后通過60目標準篩，得到砂輪混合料；
[0048]復合結(jié)合劑、金剛石磨料、酚醛樹脂液的體積百分比各為:75123121
[0049](2)將加工好的金屬基體置入模具內(nèi)配置好，然后將步驟(2)所得砂輪混合料緩慢均勻地投入已與基體配置好的模具內(nèi)并刮平，置入液壓機定模熱壓；熱壓的壓力為100-120MPa，熱壓的溫度為240_260°C，保壓60-90分鐘，得到砂輪坯體；
[0050](3)將壓制好的砂輪坯體冷卻出模，然后置入燒結(jié)爐或電烘箱內(nèi)，2-3小時內(nèi)快速升溫至180°C，然后分段升溫至最終燒結(jié)溫度250°C士 5°C，保溫10-16小時，冷卻至室溫取出；
[0051](4)將檢驗合格的砂輪坯體在車床和磨床上加工至圖紙要求的形狀和尺寸，檢驗合格后包裝、入庫，得到復合結(jié)合劑金剛石砂輪。
[0052]實施例4:
[0053]一種用于制備金剛石砂輪的樹脂金屬復合結(jié)合劑，由以下重量比的原料組成:高溫聚酰亞胺樹脂粉30 %、銅粉25 %、錫粉24 %、鋅粉9 %、磷粉7 %、鶴粉3 %、鉛粉I %、硼酸鋅1%，
[0054]采用上述樹脂金屬復合結(jié)合劑制備的金剛石砂輪，由砂輪基體和設(shè)置在砂輪基體上的磨料層構(gòu)成，復合結(jié)合劑金剛石砂輪的制備方法包括以下步驟:
[0055](I)將上述樹脂金屬復合結(jié)合劑在混料機中混合20-25小時，混合均勻后通過320目標準篩，得到復合結(jié)合劑；將所得復合結(jié)合劑與金剛石磨料置入混料機內(nèi)混合均勻，然后緩緩加入酚醛樹脂液繼續(xù)混合2-3小時，混合均勻后通過60目標準篩，得到砂輪混合料；
[0056]復合結(jié)合劑、金剛石磨料、酚醛樹脂液的體積百分比各為:73.5%,25%U.5%。
[0057](2)將加工好的金屬基體置入模具內(nèi)配置好，然后將步驟(2)所得砂輪混合料緩慢均勻地投入已與基體配置好的模具內(nèi)并刮平，置入液壓機定模熱壓；熱壓的壓力為100-120MPa，熱壓的溫度為240_260°C，保壓60-90分鐘，得到砂輪坯體；
[0058](3)將壓制好的砂輪坯體冷卻出模，然后置入燒結(jié)爐或電烘箱內(nèi)，2-3小時內(nèi)快速升溫至180°C，然后分段升溫至最終燒結(jié)溫度250°C士 5°C，保溫10-16小時，冷卻至室溫取出；
[0059](4)將檢驗合格的砂輪坯體在車床和磨床上加工至圖紙要求的形狀和尺寸，檢驗合格后包裝、入庫，得到復合結(jié)合劑金剛石砂輪。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制備金剛石砂輪的樹脂金屬復合結(jié)合劑，其特征在于:所述樹脂金屬復合結(jié)合劑由以下重量比的原料組成: 高溫聚酰亞胺樹脂粉20-40 %、 錫粉 20-25%、 銅粉 10-25%、 鋅粉5-20%、 磷粉5-10%、 鎢粉3-10%、 鉛粉1_7%、 硼酸鋅1_5%。
2.權(quán)利要求1所述的樹脂金屬復合結(jié)合劑制備的金剛石砂輪。
【文檔編號】B24D3/02GK104175233SQ201410365767
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】蔡元沛, 李發(fā)杭, 梁安寧, 郭新玲, 宿恒, 張勇, 龍慧玲 申請人:桂林創(chuàng)源金剛石有限公司