树脂结合剂超硬磨料砂轮及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种树脂结合剂超硬磨料砂轮及其制备方法，由以下重量份数的原料组成：磨料75~120份，树脂结合剂46~63份以及辅料30~45份。本发明专利技术将键能更高的Si

【技术实现步骤摘要】
树脂结合剂超硬磨料砂轮及其制备方法


[0001]本专利技术涉及磨具加工技术，具体涉及一种树脂结合剂超硬磨料砂轮及其制备方法。

技术介绍

[0002]超硬磨料砂轮一般用于磨削加工，对于各种复杂型面零件和一些特殊回转面工件，采用成形磨削加工既能提高产品质量，又能提高生产效率，是一种成本低廉、工艺简单的优质精密加工方法，因此成形磨削技术已经广泛应用于叶片、轴承滚道、特殊型面的齿轮齿条、精密蜗杆、光学曲面螺旋转子型面等复杂尖端精密加工制造领域。磨削加工虽可一次成形复杂型面，但砂轮在磨削一段时间后由于与工件表面相互作用，砂轮磨粒逐渐磨钝出现磨粒堵塞砂轮气孔的现象，磨钝后的砂轮继续磨削会导致磨削力增大，磨削温度上升，影响磨削性能从而恶化工件的表面质量，难以对工件进行有效磨削；砂轮型面不同位置线速度和材料去除率不同，易导致砂轮局部磨损，型面不同位置处的冷却条件也不同，磨削温度分布不均，易产生磨削烧伤。在磨削过程中，为了使砂轮表面具有足够的锐度和保证形状精度，必须对砂轮定期修整。精密超精密磨削过程中砂轮的磨粒状态、形状尺寸精度是影响磨削性能和效果的重要因素，“磨削之关键是修整”已成为磨削界的普遍共识。因此制备一种高精度、高效磨削性能的超硬磨料砂轮至关重要。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种树脂结合剂超硬磨料砂轮及其制备方法。
[0004]本专利技术的第一方面提供了一种树脂结合剂超硬磨料砂轮，所述的切割树脂砂轮由以下原料组成：磨料、树脂结合剂、辅料。
[0005]进一步地，所述的切割树脂砂轮由以下重量份数原料组成：磨料75～120份，树脂结合剂46～63份以及辅料30～45份。
[0006]进一步地，所述的磨料为锆刚玉表面进行包覆铁处理的颗粒。
[0007]进一步地，所述的树脂结合剂为改性酚醛树脂结合剂。
[0008]更进一步地，所述的辅料为半水石膏粉、氯化铵、石英粉、碳化硼粉末中的一种或几种的组合物。
[0009]第二方面，本专利技术提供了一种树脂结合剂超硬磨料砂轮制备方法，包含以下步骤：S1、将树脂结合剂和磨料以及其它辅料按照一定的配比进行混合，混合时间为8～12h；S2、将混合后的材料放入磨具中，放入热压机进行热压成型；热压工序为：热压温度设定为150℃～210℃，热压设置的压制压力约为15～45N/mm2，压制时间设定为30～90min，并且再压制过程中每5min进行放气一次；S3、将成型后的砂轮进行热脱模处理，并在砂轮周围缠绕一层玻璃纤维；S4、将热脱模处理的砂轮进行固化处理，固化工序为：热脱模温度为105～160℃，热固化时间为19～36h，最终制得超硬磨料砂轮。
[0010]第三方面，本专利技术提供了一种改性酚醛树脂的制备方法，其步骤如下：S11、在惰性气体的保护下，将甲基三甲氧基硅烷、苯酚、环氧树脂进行均匀混合，向混合物中加入苯磺酸和甘氨酸，边加热边搅拌，保持一定的温度进行冷凝回流，之后降温至100～135℃，再加入适量的聚甲醛继续反应，直至生成产物变为凝胶状；S12、利用pH调节剂将pH调节至6.0～7.0，再将产物进行真空脱水干燥处理，将干燥后的产品进行粉碎处理，并加入六亚甲基四铵混合，即得到改性酚醛树脂粉。
[0011]其中，所述的环氧树脂为E
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44或者EP
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20中的一种。
[0012]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0013]1、普通的酚醛树脂的热稳定性与机械强度的不足会使超硬磨料砂轮的使用寿命和磨削能力大幅度下降，因此提高酚醛树脂的耐热性和机械性能至关重要。本专利技术中使用有机硅改性剂对酚醛树脂进行改性，得到的改性酚醛树脂的耐热性能以及机械性能大大增强。这是因为将Si
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C键引入酚醛树脂的大分子结构中，在达到封锁部分酚羟基的同时，也引入了比C
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C键键能更高的的Si
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0键，从而提升了酚醛树脂的耐热性。
[0014]2、为了提高酚醛树脂的机械性能，本专利技术将具有较高韧性的环氧树脂在酸性的条件下，以共聚的方式，使长分子链的环氧基团链接在酚醛树脂中。得到的改性酚醛树脂同时具有优异的耐热性能以及机械性能。
[0015]3.磨料与树脂结合剂能否很好的结合，也是影响砂轮性能的关键影响因素。本专利技术在磨料表面进行包覆铁处理，与环氧树脂改性的酚醛树脂发挥协同作用，使磨料与树脂结合剂更紧密的结合在一起。
附图说明
[0016]图1为本专利技术制备的改性酚醛树脂的结构式；
[0017]图2为本专利技术实施例2中制备的不同树脂砂轮的气孔率柱状图；
[0018]图3为本专利技术实施例2中制备的不同树脂砂轮进行磨削比测试得到的柱状图。
具体实施方式
[0019]实施例1、改性酚醛树脂的制备：
[0020]在惰性气体的保护下，将甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、苯酚、环氧树脂(EP
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20)进行均匀混合，向混合物中加入苯磺酸和甘氨酸，边加热边搅拌，保持160℃进行冷凝回流，之后降温至115℃，再加入聚甲醛继续反应，直至生成产物变为凝胶状；利用pH调节剂将pH调节至7.0，再将产物进行真空脱水干燥处理，将干燥后的产品进行粉碎处理，并加入10％干燥后的树脂重量的六亚甲基四铵混合，即得到改性酚醛树脂粉(MTMS/EP
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20/PF树脂)。其中甲基三甲氧基硅烷的用量为苯酚质量的40％，环氧树脂的用量为苯酚质量的10％。
[0021]树脂耐热性能检测：
[0022](1)测试样品：实施例1制备的MTMS/EP
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20/PF树脂、酚醛树脂(PF)、聚氨酯、EP
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20/PF树脂、MTMS/PF树脂。其中酚醛树脂以及聚氨酯购于济南圣泉集团股份有限公司。EP
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20/PF树脂以及MTMS/PF树脂的制备方法与MTMS/EP
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20/PF树脂一致，所不同的是分别不加入MTMS以及EP
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20。
[0023](2)测试仪器：热重分析仪
[0024](3)测试方法：将5mg固化后的材料放入仪器中，温度从30℃升温到900℃，升温速率为5℃/min，采用的保护气体为氮气。将得到的树脂的初始降解温度，结果如表1所示。
[0025]表1初始降解温度
[0026][0027]初始降解温度是指聚合物开始发生降解反应时的温度。初始降解温度与聚合物的耐热性息息相关。从数据中可以看出，经过甲基三甲氧基硅烷改性的树脂即MTMS/PF树脂的初始降解温度为383℃，而环氧树脂改性的树脂即EP
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20/PF树脂的初始降解温度为317℃。而MTMS/EP
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20/PF树脂的初始降解温度为365℃。环氧树脂和酚醛树脂相比，环氧树脂地热稳定性较弱，因此改性后的树脂的热稳定性呈下降趋势。而甲基三甲氧基硅烷改性的树脂引入了S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种树脂结合剂超硬磨料砂轮，其特征在于，由以下原料组成：磨料、树脂结合剂、辅料。2.根据权利要求1所述的树脂结合剂超硬磨料砂轮，其特征在于，包括以下重量份数的原料：磨料75～120份，树脂结合剂46～63份以及辅料30～45份。3.根据权利要求1所述的树脂结合剂超硬磨料砂轮，其特征在于，所述的磨料为锆刚玉表面进行包覆铁处理的颗粒。4.根据权利要求1所述的树脂结合剂超硬磨料砂轮，其特征在于，所述的树脂结合剂为改性酚醛树脂结合剂。5.根据权利要求1所述的树脂结合剂超硬磨料砂轮，其特征在于，所述的辅料为半水石膏粉、氯化铵、石英粉、碳化硼粉末中的一种或几种的组合物。6.一种树脂结合剂超硬磨料砂轮制备方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、将树脂结合剂和磨料以及其它辅料按照一定的配比进行混合，混合时间为8～12h；S2、将混合后的材料放入磨具中，放入热压机进行热压成型；热压工序为：热压温度设定为150℃～210℃，热压设置的压制压力为15～45N/mm2，压制时间设定为30～90min，并且在压制过程中每5min进行放气一次；S3、将成型后的砂轮进行热脱模处理，并在砂轮周围缠绕一层玻璃纤维；S4、将热脱模处理的砂轮进行固化处理，固化工序为：热脱模温度为105～160℃，热固化时间为19～36h，最终制得超硬磨料砂轮。7.根据权利要求6所述树脂结合剂超硬磨料砂轮制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：董振臣，董双致，张建河，张洪振，
申请(专利权)人：唐山市名鲨五金磨具有限公司，
类型：发明
国别省市：