适用于核电不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮制造技术

本申请的实施例提供了一种适用于核电不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮，该砂轮原料包括：混合磨料、粘合剂、填料和增强材料，其中混合磨料包括单晶刚玉、微晶氧化铝；粘合剂包括酚醛树脂粉和酚醛树脂液；填料包括氟铝酸钾、氧化镁、二硫化亚铁、硫酸钾、石膏；增强材料包括玻璃纤维网；砂轮各原料的重量份数配比为：混合磨料100份，粘合剂30

【技术实现步骤摘要】
适用于核电不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮


[0001]本申请属于磨具
，具体涉及一种适用于核电不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮，更具体地涉及一种适用于核电1Cr18Ni9Ti不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮。

技术介绍

[0002]早期的核电设施的热室、手套箱、大型槽罐、设备间、乏燃料水池覆面衬层等钢覆面材料，所使用的不锈钢材料多为1Cr18Ni9Ti(旧钢号321)，该种不锈钢具有良好的焊接性能，但是其易发生加工硬化，在冷切割情况下粘刀情况较为严重，属于典型的难切割、难加工的奥氏体不锈钢。核设施退役过程中，在对该种不锈钢进行切割拆除时，由于其放射性污染严重，为降低工作人员受照剂量，需使用具有较高切割速度的切割机械设备进行切割。
[0003]然而，目前国内的不锈钢专用砂轮切割片，大多数仅适用于人工操作的常速或慢速切割，且在切割过程中存在砂轮切割片的切耗比较小，砂轮切割片消耗快，使用寿命较短等问题，在实际使用过程中形成大量切割粉尘的同时需频繁更换切割片，在高速切割工况下上述缺点更为明显，甚至存在不能形成切割即发生砂轮切割片报废的情况。在对含放射性物质的刚才进行切割操作过程中，这些现有的不锈钢专用砂轮切割片易造产生大量的切割片、切割粉尘放射性固体废物，大量切割粉尘的扩散增加了放射性污染扩散风险和人员体表被沾污的风险，以及工作人员频繁进行更换新的切割片的操作容易造成切割机械无法长时间连续运行，在降低切割施工效率的同时增加了工作人员受辐照过量的风险。
[0004]针对现有的不锈钢专用切割砂轮片不适用于核设施退役奥氏体不锈钢材料拆除高速切割的工况，因此亟需一种新的砂轮以满足核设施退役不锈钢材料的高速切割。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的适用于核电不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮。
[0006]根据本申请实施例的第一个方面，提供一种适用于核电不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮，砂轮原料包括：混合磨料、粘合剂、填料和增强材料，其中：混合磨料包括单晶刚玉、微晶氧化铝；粘合剂包括酚醛树脂粉和酚醛树脂液；填料包括氟铝酸钾、氧化镁、二硫化亚铁、硫酸钾、石膏；增强材料包括玻璃纤维网；其中，砂轮中各原料的重量份数配比为：混合磨料100份，粘合剂30
‑
36份，填料25
‑
40份。
[0007]本申请实施例中提供的适用于核电不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮，利用单晶刚玉和微晶刚玉作为砂轮的磨料可以使制备的砂轮具有较高的强度、韧性和自锐性，同时在制作砂轮过程中添加氟铝酸钾、二硫化亚铁、硫酸钾等辅料能够起到增强砂轮的锋利度、组织强度、稳定性和润滑性，以及降低摩擦热的作用，从而使制备出的砂轮能够应用于核电不锈钢材料的高速切割，且在切割过程中砂轮切割片的消耗量较小，即产生的粉末较少。另外，本申请实施例中砂轮配方的原料价格适中，原料容易获得，无特殊性，满足工业生产的要求。
具体实施方式
[0008]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0009]需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。
[0010]在对核设施退役过程中的不锈钢进行切割拆除时，由于其放射性污染严重，为降低工作人员受辐照剂量，需使用具有较高切割速度的切割机械设备。
[0011]等离子体烧蚀等热切割工艺，虽然对奥氏体不锈钢具有较高的切割速度，但其仅适用于热室等密闭环境下的切割操作。在开放或半开放环境下使用热切割工艺对放射性严重污染的材料进行切割时，产生的大量放射性气溶胶易造成周围环境污染，并给工作人员带来吸入放射性物质的风险；同时热切割产生的高温气溶胶可烧伤过滤芯材，造成通风过滤系统的穿透，从而造成更大范围的放射性气溶胶环境污染。另外，在对该种不锈钢进行水下切割时，热切割技术产生的大量气泡将明显降低水中的能见度，使切割操作难度加大，而难以准确有效的进行切割。因此，针对等离子体烧蚀等热切割工艺存在的问题，对该种不锈钢材料宜使用冷切割工艺，即普通的机械切割。
[0012]采用冷工艺对不锈钢材料进行切割时，因不锈钢设备在切割拆除前是完整无断面的，要完成对其的冷切割，需将切割材料从钢板表面入刀切透后再形成切割。然而，目前针对不锈钢切割的专用砂轮切割片、锯片、金刚石切割片等冷切割材料，经实际测试，除少数型号的砂轮切割片外，锯片和金刚石切割片均仅能从钢板断面入刀才能形成切割，无法从完整表面进行切割。
[0013]针对目前不锈钢专用砂轮切割片在切割核设施退役工程中存在的性能缺陷，即主要表现为在高速切割工况下砂轮锋利度和耐用度的不平衡问题。高速切割的稳定实现需要切割材料具有很高的切割性能，从磨削切割机理可知，砂轮的高切割性能与高使用寿命是相互矛盾的。砂轮的切割性能是由磨料的强度、韧性和砂轮组织自锐性得到，其中砂轮的自锐性为磨料从砂轮组织上脱落而产生新鲜刃口从而保持砂轮锋利度的能力，如果砂轮使用寿命越长，切耗比越大，即砂轮的磨粒不易从砂轮组织上脱落，其自锐性势必降低。
[0014]为此，本申请提供了一种适用于核电不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮的配方，使得采用本申请实施例中提供的配方所制备的砂轮切割片具有切割速度快、使用寿命长、切割粉尘产生量小等特点，能够满足核设施退役中放射性污染不锈钢材料在采用冷切割工艺时对切割材料性能和放射性防护的要求。
[0015]本申请提供的技术方案如下：一种适用于核电不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮，其中，该砂轮原料包括：混合磨料、粘合剂、填料和增强材料。
[0016]一般砂轮的填料为黄铁矿、冰晶石和轻质碳酸钙等。为了提高砂轮的磨削性能，与
之匹配地，本申请实施例中的混合磨料包括单晶刚玉、微晶氧化铝(SG磨料)，其中，单晶刚玉具有强度高、韧性大、能够弥补SG磨料在大切深工况下刃口强度上的不足的问题。而SG磨料颗粒，与普通刚玉磨粒相比具有更高的硬度、韧性和锋利度，同时其在磨损过程中即可发生自锐，而不必通过磨粒从砂轮组织上脱落得到自锐性，从而使得制备的砂轮具有较长的使用寿命。
[0017]粘合剂是砂轮的关键组成之一，本申请实施例中的粘合剂包括酚醛树脂粉和酚醛树脂液，其主要作用是将是将磨料颗粒接固成一体形成砂轮，以帮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于核电不锈钢材料的高速冷切割专用砂轮，所述砂轮原料包括：混合磨料、粘合剂、填料和增强材料，其特征在于，所述混合磨料包括单晶刚玉、微晶氧化铝；所述粘合剂包括酚醛树脂粉和酚醛树脂液；所述填料包括氟铝酸钾、氧化镁、二硫化亚铁、硫酸钾、石膏；所述增强材料包括玻璃纤维网；其中，所述砂轮中各原料的重量份数配比为：混合磨料100份，粘合剂30
‑
36份，填料25
‑
40份。2.根据权利要求1所述的砂轮，其特征在于，所述单晶刚玉的重量份数为25
‑
35份；所述微晶氧化铝的重量份数为65
‑
75份；所述酚醛树脂液的重量份数为13.9
‑
16.9份；所述酚醛树脂粉的重量份数为16.1
‑
19.1份；所述氟铝酸钾的重量份数为11
‑
14份；所述氧化镁的重量份数为2
‑
5份；所述二硫化亚铁的重量份数为7
‑
10份；所述硫酸钾的重量份数为3
‑
6份；所述石膏的重量份数为2
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱欣研，陈永伟，许亚宁，许胜英，
申请(专利权)人：廊坊盛森磨具有限公司，
类型：发明
国别省市：