一种改良工具制造技术

本发明专利技术公开了一种改良工具。其中，所述改良工具包括：一增强构件；所述增强构件上涂敷有树脂层；以及所述增强构件单位面积上的所述树脂层的重量为90g/m2以下。本发明专利技术在保持其应用性能不变的前提下，大幅降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种改良工具
本专利技术涉及一种增强基材及设置有该增强基材的磨具，特别是涉及一种应用于砂轮的纤维增强网布，以及包括该纤维增强网布的薄型砂轮。
技术介绍
固结磨具，即通常所指的砂轮，一般是由磨料基体层或磨削层，与玻璃纤维增强网布(也称“纤维增强网片”)组成。其中，利用纤维增强网布作为增强基材是提高砂轮，特别是树脂砂轮韧性的一种常用的有效手段。玻璃纤维增强网布的功能是增强砂轮的韧性，保证其使用安全；砂轮在高速旋转中，不会由于离心力的作用而爆裂，威胁操作人员的生命与安全。因此，玻璃纤维增强网布是固结磨具中不可缺少的增强基材。现有技术中，玻璃纤维增强网布是通过浸渍法制作而成的，即先将编织完成的玻璃纤维织物浸渍于树脂浸润剂中，烘干后的玻璃纤维增强网布中间为纤维织物层，上下表面为树脂层。树脂层，也称之为可燃物层，一般是由环氧树脂或酚醛树脂等热固性树脂与溶剂、表面活性剂、助剂等固化而成。就本领域技术人员而言，树脂层是必不可少的，且必须具有一定的厚度，因为其具有以下作用：1.在玻璃纤维增强网布固化后产生一个较强的织构界面，增强其硬度；2.确保玻璃纤维增强网布的工艺要求，即具有一定的韧性和平整度；3.在砂轮的压制过程中，保护玻璃纤维织物不受磨料颗粒的挤压而破坏；4.提供化学键使磨料基体与玻璃纤维织物有效粘合在一起。因此，现有技术中的玻璃纤维增强网布结构如下：1.有一玻璃纤维织物层；2.所述玻璃纤维织物层的两个表面通过浸渍法涂有酚醛树脂；3.所述玻璃纤维网布中，每平方米面积具有的树脂材料的重量须大于90g(以下或称“树脂含量”，单位：g/m2)。根据上述对现有技术方案的描述，玻璃纤维网布须含有较高的树脂含量，其原因在于：爆裂速度和磨削比(材料去除量/砂轮磨损量)对于砂轮尤其是薄型砂轮而言是两个重要的性能指标，为了使砂轮在高转速下不爆裂，砂轮特别是薄型砂轮必须通过涂敷有酚醛基浸渍涂层的玻璃纤维网布来增强；实践当中，纤维增强网布具有的树脂材料的含量至少大于90g/m2，而且较常用的纤维增强网布具有的树脂材料的含量在100g/m2左右。单位面积树脂含量可以采用如下方法测量。称取玻璃纤维增强网布试样的质量标记为W1，放入温度为160℃±2℃的干燥箱中烘干20min，取出后放入干燥器内冷却至室温，称取其质量，标记为W2，然后将试样放入600℃±20℃高温炉中灼烧1h，取出后放入干燥器内冷却至室温，称取试样质量，标记为W3。玻璃纤维增强网布的单位面积树脂重量计算方式如下：单位面积树脂重量(树脂含量)＝(W1-W3)/网布面积本领域技术人员通常认为，只有当平均每平方米纤维增强网布上包含的树脂材料的重量至少大于90g，才可使玻璃纤维具有一定的刚度和界面强度，并能确保砂轮具有可靠的爆裂速度。然而，现有技术的玻璃纤维增强网布具有以下缺陷。1.原料成本较高，原因是本领域技术人员普遍认为：为了确保砂轮的可靠性和韧性，其玻璃纤维网布的树脂含量至少大于90g/m2，因此大量使用树脂涂敷于玻璃纤维织物层上，而树脂成本一般占玻璃纤维增强网布成本的30-50％，玻璃纤维增强网布又占砂轮成本的20-40％。2.玻璃纤维网布因涂敷有较多的树脂，会形成较厚的整体厚度，致使在制作砂轮时，特别是薄型砂轮，不能做得更薄(更薄的砂轮在金属加工中会节省被加工材料，特别是对贵金属材料加工犹为重要)，或为了保证厚度，而在磨料基体层中放弃或不能添加足够的基料。3.过多使用树脂层材料对环境有污染，对人体健康也有影响，酚醛树脂等热固性树脂会释放出甲醛等其他一些有毒挥发性化合物气体。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纤维增强网布，它使用较少的树脂材料，解决现有技术中存在的上述缺陷和问题，更为重要的是，它克服了本领域技术人员中长期存在的一个技术偏见，即固结磨具用玻璃纤维增强网布或砂轮的爆裂与增强网布的树脂含量有关，树脂含量必须高于90g/m2，方可保证砂轮的韧性等各项工作性能，以及确保砂轮有较高的爆裂速度，符合安全标准。本领域技术人员之所以存有该技术偏见的原因在于：砂轮尤其是薄型砂轮在从事高速切割或磨削工作时，离心力产生周向拉伸应力，高速旋转的物体较易因此而爆裂；为了提高其爆裂速度，必须将涂敷有树脂层的玻璃纤维设置在砂轮中，这些具有延展性的玻璃纤维束可以提供裂纹桥联力来增韧脆性的磨料基体层，从而降低磨料基体层中的裂纹尖端应力；本领域技术人员相信，玻璃纤维通过浸渍涂敷每平方米重量超过90g的酚醛树脂后，由于这种涂敷使玻璃纤维增强网布与砂轮磨料基体之间在固结后形成一层坚固的纤维/磨料界面层，从而加固砂轮，使其在高速旋转情况下减少其爆裂的可能。然而，本专利技术的专利技术人经研究发现，砂轮的爆裂速度与酚醛树脂的涂敷量无单调函数关系(monotonicrelationship)，即并非树脂涂敷量越多，砂轮爆裂速度越高；而对于砂轮磨削比，进一步测试数据表明，少量的树脂涂敷量仅使砂轮磨削比略微降低，但仍然在磨削工作要求可以接受的范围内，因此树脂涂敷量完全可以大幅度减少。本专利技术的原理为，根据细观力学的理论【VictorC.LiandHwai-ChungWu，Conditionsforpseudostrain-hardeninginfiberreinforcedbrittlematrixcomposites，Appliedmechanicsreview，Vol45，No8，pp390-398，1991；GBaoandZsuo，Remarksoncrack-bridgingconcepts，Appliedmechanicsreview，Vol45，No8，pp355-366，1991】可得出，对于连续纤维增强的脆性材料，纤维/磨料基体层的界面并非越坚固越好；而纤维桥联力与裂纹张开位移之间的关系对于纤维增强的效果才是至关重要的，这是因为由该力/位移曲线包围的能量是直接与复合材料的断裂韧性相关的。总地来说，在给定的纤维桥联力下，较大的裂纹张开位移，较易产生更为柔韧的纤维/磨削基体组合体。就连续的纤维增强而言，纤维失效的因素通常在于纤维断裂，而不是从磨料基体层中拔出。对于给定的增强纤维，最大的裂纹桥联力与纤维/磨料基体层的界面特性无关。然而，界面特性却会影响裂纹张开位移。举一个简单例子来说明，抓住埋在泥土(低界面强度)或混凝土(高界面强度)中的弹性绳的一端，用力将其往拔出；绳子在断裂前，它可以从泥土中拔出许多，然而从混凝土中却一点都拔不出来。以断裂力学的术语来表述，绳子被拽出的长度即是称裂纹张开位移。因此，对特别是采用连续的纤维布置方式增强的砂轮，不必刻意地在玻璃纤维增强网布和砂轮的磨料基体层之间采用特别强的界面强度。通过上述分析可知，玻璃纤维增强网布和砂轮磨料基体层之间无需设置特别强的界面强度，相反较弱的界面强度的作用或效果不亚于较强的界面强度；在玻璃纤维织物层上涂敷大量树脂，是本领域技术人员的一种技术偏见，而涂敷少量的树脂甚至不涂敷任何树脂，使玻璃纤维增强网布与磨料基体层形成较低强度的界面，或纯粹的物理接触界面，仍然可以确保磨具的韧性及其它性能。综上，本专利技术提供了一种用于砂轮的纤维增强网布，包括：纤维织物层；所述纤维织物层上涂敷有树脂层；以及所述纤维增强网布单位面积上的所述树脂层的重量为90g/m2以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磨具的纤维增强网布，其特征在于，它包括：纤维织物层；所述纤维织物层上涂敷有树脂层；以及所述纤维增强网布单位面积上的所述树脂层的重量为90g/m2以下。

【技术特征摘要】
1.一种用于磨具的纤维增强网布，其特征在于，它包括：纤维织物层；所述纤维织物层上涂敷有树脂层；以及所述纤维增强网布单位面积上的所述树脂层的重量为3g/m2以上，80g/m2以下。2.如权利要求1所述的纤维增强网布，其特征在于，所述纤维增强网布单位面积上的所述树脂层的重量为65g/m2以下。3.如权利要求1所述的纤维增强网布，其特征在于，所述纤维增强网布单位面积上的所述树脂层的重量在45g/m2以下。4.如权利要求1至3任一项所述的纤维增强网布，其特征在于，所述树脂层为包括酚醛树脂，苯胺-甲醛树脂，三聚氰胺树脂，环氧树脂或改性环氧树脂，糠醛树脂，苯酚甲醛，呋喃树脂，甘酞树脂，聚酯或改性聚酯，硫化橡胶的热固性树脂中的一种或任意组合。5.如权利要求1至3任一项所述的纤维增强网布，其特征在于，所述纤维织物层材料是玻璃纤维网格布，或玻璃短纤维，或尼龙丝，或上述任意组合。6.如权利要求1所述的纤维增强网布，其特征在于，所述纤维增强网布单位面积上的所述树脂层的重量为35.2g/m2–65.6g/m2。7.一种设有纤维增强网布的磨具，包括有磨料基体层、第一纤维增强网布、第二纤维增强网布，其特征在于：每一张纤维增强网布独立地设置在所述磨料基体层的内部或表面；所述纤维增强网布包括纤维织物层；所述纤维织物层上涂敷有树脂层；以及每一张纤维增强网布单位面积上的所述树脂层的重量为80g/m2以下。8.如权利要求7所述的磨具，其特征在于，所述第一纤维增强网布单位面积上的所述树脂层的重量为3g/m2以上。9.如权利要求7所述的磨具，其特征在于，所述第一纤维增强...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂大仕，余湘彬，
申请(专利权)人：圣戈班磨料磨具上海有限公司，圣戈班研发上海有限公司，
类型：发明
国别省市：