一種砂輪用復合基體材料、制備方法及砂輪的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種砂輪用復合基體材料、制備方法及砂輪，該復合基體材料包含以下質量百分比的組分：棕剛玉煙塵30％～60％、聚酰亞胺樹脂25％～55％、金屬添加劑10％～20％、硅烷偶聯劑0.2％～2％。本發明的砂輪用復合基體材料，基體成分中含有與磨料層成分相同或相近的聚酰亞胺樹脂和棕剛玉生產中的回收物，基體與磨料層之間的界面相容性好，界面結合強度高，磨料層不易脫環或掉塊；具有自消耗作用，在與工件接觸時可以在磨削力作用下像磨料層一樣脫落，不會損傷工件，而且可以提高砂輪的磨削質量；用于聚酰亞胺樹脂結合劑砂輪，具有抗壓、減振、提高砂輪加工質量的作用。
【專利說明】-種砂輪用復合基體材料、制備方法及砂輪
【技術領域】
[0001] 本發明屬于砂輪【技術領域】，具體涉及一種砂輪用復合基體材料，同時還涉及一種 砂輪用復合基體材料的制備方法及使用該基體材料的砂輪。
【背景技術】
[0002] 砂輪是指用磨料和結合劑等制成的中央有通孔的固結磨具，其是磨具中用量最 大、使用面最廣的一種，使用時高速旋轉，適用于加工各種金屬和非金屬材料。砂輪的種類 繁多，不同砂輪可分別對工件的外圓、內圓、平面和各種型面等進行粗磨、半精磨和精磨，以 及切斷和開槽等。砂輪按所用磨料不同，分為普通磨料（剛玉和碳化硅等）砂輪和超硬磨 料（金剛石和立方氮化硼）砂輪兩類。
[0003] 超硬磨料砂輪是用金剛石或立方氮化硼磨料制成的砂輪，一般包括基體和磨料 層。傳統的超硬磨料砂輪常用的基體材料是鋁基體、鋼基體等。上述基體材料經過初步加 工后制成砂輪基體毛坯，然后與磨料層一起進行熱壓成型或將磨料層粘接到基體上制備出 砂輪。如專利CN202922423U公開了一種碗型樹脂金剛石砂輪，包括碗型鋁基體，碗型鋁基 體底部中心設有固定孔，碗型鋁基體的上邊沿設有環形工作層；專利CN103600308A公開了 一種復合結合劑金剛石砂輪的制備方法，其步驟3)是將加工好的鋼基體置入模具中，即使 用的是鋼基體。上述基體的缺點是：（1)磨料層與基體之間的界面結合強度低，磨料層易脫 環或掉塊；（2)基體在磨削過程中不具有自消耗作用，會損傷工件，導致被加工工件的表面 質量降低甚至砂輪無法繼續使用；（3)基體剛性與磨料層匹配性差，降低砂輪磨削質量。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種砂輪用復合基體材料，解決現有超硬磨料砂輪基體與磨 料層界面結合強度低、無自消耗作用，易對加工工件產生損傷的問題。
[0005] 本發明的第二個目的是提供一種砂輪用復合基體材料的制備方法。
[0006] 本發明的第三個目的是提供一種使用上述復合基體材料的砂輪。
[0007] 為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種砂輪用復合基體材料，包含 以下質量百分比的組分：棕剛玉煙塵30%?60%、聚酰亞胺樹脂25%?55%、金屬添加劑 10%?20%、硅烷偶聯劑0? 2%?2%。
[0008] 所述棕剛玉煙塵為棕剛玉生產過程中排放的煙塵回收物。
[0009] 所述聚酰亞胺樹脂為熱固性聚酰亞胺樹脂。
[0010] 所述金屬添加劑為銅粉、鐵粉、鋁粉、錫粉、鋅粉中的任意一種或多種。
[0011] 所述鐵粉為還原鐵粉。
[0012] 所述娃燒偶聯劑為Y_氨丙基二乙氧基娃燒（KH550)、Y- (2, 3_環氧丙氧）丙基 三甲氧基硅烷（KH560)、(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570)中的任意一種或 多種。
[0013] 一種上述的砂輪用復合基體材料的制備方法，包括下列步驟：
[0014] 1)取硅烷偶聯劑用水稀釋后，加入棕剛玉煙塵，混合均勻后干燥，過篩，得混合粉 A；
[0015] 2)取聚酰亞胺樹脂粉、金屬添加劑粉與步驟1)所得混合粉A混合均勻，得混合粉 B；
[0016] 3)將步驟2)所得混合粉B置于模具中，熱壓成型，即得所述砂輪用復合基體材料。
[0017] 步驟1)中，所述稀釋倍數不小于100倍。
[0018] 步驟1)中，所述干燥的溫度為80?100°C，干燥時間為8?12h。
[0019] 步驟3)中，所述熱壓成型的溫度為200?250°C，保溫30?120min。
[0020] 所述棕剛玉煙塵為棕剛玉生產過程中的煙塵回收料，主要成分是八1203、510 2等，其 粒徑分配及百分表如下表1所示。將棕剛玉煙塵回收后進行粒度分級，選擇比磨料層主要 磨料粒徑小50 %及以上的棕剛玉煙塵回收料制備相對應的砂輪基體。
[0021] 表1棕剛玉煙塵的粒級分配和百分比表
[0022]
【權利要求】
1. 一種砂輪用復合基體材料，其特征在于：包含以下質量百分比的組分：棕剛玉煙塵 30%?60%、聚酰亞胺樹脂25%?55%、金屬添加劑10%?20%、硅烷偶聯劑0. 2%? 2%。
2. 根據權利要求1所述的砂輪用復合基體材料，其特征在于：所述棕剛玉煙塵為棕剛 玉生產過程中排放的煙塵回收物。
3. 根據權利要求1或2所述的砂輪用復合基體材料，其特征在于：所述金屬添加劑為 銅粉、鐵粉、錯粉、錫粉、鋒粉中的任意一種或多種。
4. 根據權利要求3所述的砂輪用復合基體材料，其特征在于：所述鐵粉為還原鐵粉。
5. 根據權利要求1或2所述的砂輪用復合基體材料，其特征在于：所述硅烷偶聯劑為 氨丙基三乙氧基硅烷、Y-(2,3-環氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、(甲基丙烯酰氧） 丙基二甲氧基娃燒中的任意一種或多種。
6. -種如權利要求1所述的砂輪用復合基體材料的制備方法，其特征在于：包括下列 步驟： 1) 取硅烷偶聯劑用水稀釋后，加入棕剛玉煙塵，混合均勻后干燥，過篩，得混合粉A ; 2) 取聚酰亞胺樹脂粉、金屬添加劑粉與步驟1)所得混合粉A混合均勻，得混合粉B; 3) 將步驟2)所得混合粉B置于模具中，熱壓成型，即得所述砂輪用復合基體材料。
7. 根據權利要求6所述的砂輪用復合基體材料的制備方法，其特征在于：步驟1)中， 所述稀釋倍數不小于100倍。
8. 根據權利要求6所述的砂輪用復合基體材料的制備方法，其特征在于：步驟1)中， 所述干燥的溫度為80?100°C，干燥時間為8?12h。
9. 根據權利要求6所述的砂輪用復合基體材料的制備方法，其特征在于：步驟3)中， 所述熱壓成型的溫度為200?250°C，保溫30?120min。
10. -種砂輪，包括基體和附著在基體表面的磨料層，其特征在于：所述基體為權利要 求1所述的基體材料，所述磨料層包括磨料和結合劑，所述結合劑含有聚酰亞胺樹脂。
【文檔編號】B24D3/02GK104440600SQ201410647062
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】趙延軍, 張高亮, 劉權威, 王禮華 申請人:鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司