一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮及其制备方法技术

技术编号：40758568 阅读：4 留言：0更新日期：2024-03-25 20:11

本发明专利技术属于树脂砂轮制备技术领域，具体涉及一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮及其制备方法；本发明专利技术树脂砂轮由高强高韧树脂结合剂40‑60份、磨料30‑50份、辅料10‑30份制成；其中高强高韧树脂结合剂由强度改性的树脂A 32‑53份、韧性改性的树脂B 40‑62份、稀释剂5‑8份，固化剂1‑2份制成；本发明专利技术的制备方法包括高强高韧树脂结合剂制备、各组分混合均匀、浇注成型、加热固化以及精度加工，其中浇注成型过程是利用整体设备作为制备工具进行的，制备工具包括主架台，连接在主架台上具有电磁阀门的装料桶及连接在主架台底部的旋转平台。本发明专利技术通过两种改性树脂混合配比，得到强度和韧性兼备的树脂结合剂；通过浇注成型工艺及设备，得到大气孔且高气孔率的砂轮产品。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于树脂砂轮制备，具体涉及一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮及其制备方法。

技术介绍

1、钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属。钛合金具有比强度高、质轻、韧性好、耐蚀性好、耐热性高等优点，广泛应用于航空航天、汽车工业、化工和医药等邻域。但是由于钛合金还具有化学活性大、弹性模量低和导热弹性小等特性，在磨削加工过程中会造成以下问题：1.导热弹性小特性会导致钛合金在磨削过程中产生的大量热不能及时传递到内部，导致表面出现烧伤、变形等问题；2.化学活性大特性会导致钛合金在磨削过程中表面会粘附大量磨屑，这些磨屑在与砂轮的不断接触时会传递到砂轮的工作层上，堵塞砂轮的气孔，导致砂轮切屑力下降，切削力下降则又会导致砂轮与钛合金接触的磨削区域的温度升高，而高温下树脂结合剂对磨粒的把持能力大大减弱，磨粒更容易脱落，砂轮的使用寿命大大降低。

2、目前市场上针对钛合金的砂轮要么强度高，韧性差，要么韧性好，强度低。强度高，韧性差的砂轮在高速磨削过程中，砂轮工作层不会根据钛合金表面塑性变形而产生相应地形变，砂轮对钛合金表面形变的适应性差，导致钛合金的表面质量差，表面粗糙度较大。强度低、韧性好的砂轮在高速磨削过程中，结合剂对磨粒的把持力弱，砂轮形状保持性差，且砂轮磨粒脱落快，使用寿命短。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于制造一种提高强度和韧性，大气孔且气孔率高的砂轮，能够对钛合金材料进行高效率高精度的磨削加工。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：</p>

3、一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，由以下重量份的组分制成：高强高韧树脂结合剂40-60份、磨料30-50份、辅料10-30份；所述的高强高韧树脂结合剂由以下重量份的组分制成：强度改性的树脂a 32-53份、韧性改性的树脂b 40-62份、稀释剂5-8份，固化剂1-2份。

4、作为优选的，所述的树脂a为聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂、聚氨酯改性酚醛树脂中的一种或者组合。

5、作为优选的，所述的树脂b为聚氨酯改性环氧树脂、氧化石墨烯改性环氧树脂，玻璃纤维改性环氧树脂中的一种或者组合。

6、作为优选的，所述的磨料为金刚石与碳化硅的混合料，粒度范围：400-800#。

7、作为优选的，所述的辅料为氧化锌、氧化铈、三氧化二铬、三氧化二铁、石墨、碳酸钙中的一种或组合，以及造孔剂。

8、作为优选的，所述的固化剂为脂肪胺类固化剂、酸酐类固化剂、双氰胺类固化剂中的任意一种。

9、作为优选的，所述的稀释剂为无水乙醇、环己烷、邻苯二甲酸二丁酯、丙二醇甲醚中的一种或者组合。

10、一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮的制备方法，包括下述步骤：

11、a.按比例称取树脂a、树脂b和稀释剂，用搅拌器搅拌20-30min，搅拌器搅拌转速600-800r/min，然后加入固化剂，用搅拌器搅拌20-30min，搅拌器搅拌转速600-800r/min，制备得到高强高韧树脂结合剂；

12、b.将步骤a中制备得到的高强高韧树脂结合剂倒入搅拌桶中，依次将按比例称取的磨料和各种辅料投入到搅拌桶内，用搅拌器搅拌，搅拌时间20-30min，搅拌器搅拌转速600-800r/min，至树脂与粉料混合均匀一致；

13、c.将步骤b中混合均匀的液体浆料转移至装料桶内，将准备好的模具放置在旋转平台上，启动电源开关并调节转速调节钮至转速40-60r/min，然后启动装料桶底部的电磁阀门，装料桶中的液体浆料在重力作用下，浇注到不断旋转的模具中，待模具中的液体浆料达到预定高度后，关闭电磁阀门，然后将模具放置在模具转运区，浇注成型步骤完成；

14、d.步骤c中模具转运区的模具转入到烘箱中固化，固化工艺：40-60℃固化4小时，70-90℃固化4小时，100-120℃固化3小时，130-150℃固化6小时；

15、e.步骤d中固化后的砂轮坯体用数控车床加工到要求的砂轮尺寸精度。

16、一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮的制备工具，用于树脂砂轮浇注成型过程，包括主架台，连接在主架台升降结构的装料桶，连接在主架台底部台面上的旋转平台，且旋转平台位于装料桶的正下方设置；所述主架台上还设置有主架台控制面板；所述的装料桶为漏斗型结构，其出料口设置电磁阀门，电磁阀门电连接主架台控制面板，所述的装料桶连接主架台的升降结构，升降结构电连接主架台控制面板；所述的旋转平台中心设置模具，并且模具正下方设置变频电机，变频电机电连接旋转平台控制面板，旋转平台控制面板电连接主架台控制面板。

17、本专利技术的有益效果在于：

18、1、本专利技术通过两种改性树脂的混合配比，得到强度和韧性兼备的树脂结合剂；树脂a具有抗压强度增强2-22mpa，洛氏硬度hra增加4-21的强度改性特点，树脂b具有弯曲强度增加2-23mpa的韧性改性特点；高强高韧树脂结合剂用于制备树脂砂轮可保证砂轮表面质量高和使用寿命长，且符合钛合金材料的磨削要求。

19、2、本专利技术通过浇注成型工艺和工具，得到大气孔且高气孔率的砂轮组织结构，大气孔可以使得砂轮磨削钛合金时容留更多磨屑和冷却液，磨削过程中大气孔内填充的大量冷却液一方面可以将磨屑带出去，另一方面则可以有效降低磨削区域的温度。高气孔率则可以提高砂轮的锋利度，砂轮可以对钛合金材料进行大去除量的磨削加工。

20、3、本专利技术中用于浇注成型的制备工具为整体设备，通过主架台控制面板控制各部分配合运转，可调节装料桶与模具之间的落差距离以及模具的转动速度，使得下落到模具中的浆料的气孔充沛均匀，利于形成大气孔且高气孔率的砂轮组织结构。

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【技术保护点】

1.一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，由以下重量份的组分制成：高强高韧树脂结合剂40-60份、磨料30-50份、辅料10-30份；所述的高强高韧树脂结合剂由以下重量份的组分制成：强度改性的树脂A 32-53份、韧性改性的树脂B 40-62份、稀释剂5-8份，固化剂1-2份。

2.根据权利要求1所述的一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，所述的树脂A为聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂、聚氨酯改性酚醛树脂中的一种或者组合。

3.根据权利要求1所述的一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，所述的树脂B为聚氨酯改性环氧树脂、氧化石墨烯改性环氧树脂，玻璃纤维改性环氧树脂中的一种或者组合。

4.根据权利要求1所述的一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，所述的磨料为金刚石与碳化硅的混合料，粒度范围：400-800#。

5.根据权利要求1所述的一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，所述的辅料为氧化锌、氧化铈、三氧化二铬、三氧化二铁、石墨、碳酸钙中的一种或组合，以及造孔剂。

6.根据权利要求1所述的一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，所述的固化剂为脂肪胺类固化剂、酸酐类固化剂、双氰胺类固化剂中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，所述的稀释剂为无水乙醇、环己烷、邻苯二甲酸二丁酯、丙二醇甲醚中的一种或者组合。

8.一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

9.一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮的制备方法，其特征在于，所述的步骤c为树脂砂轮浇注成型过程，过程中利用整体设备作为制备工具，所述的制备工具包括主架台，连接在主架台升降结构的装料桶，连接在主架台底部台面上的旋转平台，且旋转平台位于装料桶的正下方设置；所述主架台上还设置有主架台控制面板；所述的装料桶为漏斗型结构，其出料口设置电磁阀门，电磁阀门电连接主架台控制面板，所述的装料桶连接主架台的升降结构，升降结构电连接主架台控制面板；所述的旋转平台中心设置模具，并且模具正下方设置变频电机，变频电机电连接旋转平台控制面板，旋转平台控制面板电连接主架台控制面板。

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【技术特征摘要】

1.一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，由以下重量份的组分制成：高强高韧树脂结合剂40-60份、磨料30-50份、辅料10-30份；所述的高强高韧树脂结合剂由以下重量份的组分制成：强度改性的树脂a 32-53份、韧性改性的树脂b 40-62份、稀释剂5-8份，固化剂1-2份。

2.根据权利要求1所述的一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，所述的树脂a为聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂、聚氨酯改性酚醛树脂中的一种或者组合。

3.根据权利要求1所述的一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，所述的树脂b为聚氨酯改性环氧树脂、氧化石墨烯改性环氧树脂，玻璃纤维改性环氧树脂中的一种或者组合。

4.根据权利要求1所述的一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，所述的磨料为金刚石与碳化硅的混合料，粒度范围：400-800#。

5.根据权利要求1所述的一种磨削钛合金材料用浇注成型树脂砂轮，其特征在于，所述的辅料为氧化锌、氧化铈、三氧化二铬、三氧化二铁、石墨、碳酸钙中的一种或组合，以及造孔剂。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振兴，张烽，丁春生，陈亚超，李伟峰，姚煜，宋云飞，赵彬，
申请(专利权)人：郑州海科研磨工具有限公司，
类型：发明
国别省市：

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