一種精密磨軋輥砂輪及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種砂輪領域，具體涉及一種樹脂結合劑大直徑，高厚度，高速精密磨 軋輥砂輪及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 軋輥磨削工藝，主要用于鋼鐵、冶金、造紙等行業的軋輥的修磨，它磨削機理比一 般外圓磨床運動復雜得多，除砂輪與工件（軋輥）作相對回轉運動（主運動）外，還要求砂 輪、工件二者作相對縱向運動同時，作一定徑向相對位移，而且這個徑向位移不同于磨削錐 度復合運動。軋輥磨削精度和表面質量除了依靠精良軋輥磨床工作精度之外，主要還取決 于對特定加工軋輥選用與之相匹配砂輪和實現磨削工藝的參數。現有技術由于磨削區域無 數磨削點瞬時高溫形成熱聚集現象，在磨削和冷卻過程中，被磨輥子極薄一層表面與輥子 內部造成很高溫度差，形成磨削熱應力。特別是大直徑，高厚度砂輪，精磨時砂輪磨削時間 要短，損耗大；磨削發熱，微刃性差，磨削時發生自勵現象，磨削熱應力超過輥子材料強度， 輥子表面即會產生裂紋；劃痕，磨削溫度超過輥子材料臨界溫度，則輥面發生磨削燒傷。因 此，制約了做軋輥磨削的高速高效精密磨削和軋輥砂輪在鋼鐵工業的應用。
【發明內容】
[0003] 本發明為了克服現有的技術砂輪由于軋輥砂輪耐磨性差，組織密度均勻一致、硬 度不均勻，平衡性能超差的不足，不能實現大直徑，高厚度砂輪高速精密磨自動化磨軋輥 的缺陷，提供一種發熱小，微刃性好，耐磨性能優越，組織密度均勻性及平衡性能，實現大直 徑，高厚度，高速精密磨，并便于用戶自動化的一種精密磨軋輥砂輪。
[0004] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種大直徑，高厚度，高速精密磨軋 輥砂輪，采用陶瓷球形磨料與酚醛樹脂，硫化亞鐵，重晶石，冰晶石，輕質氧化鎂，立德粉混 合后，壓制、固化而成。
[0005] 上述組分的重量百分比為：
[0006] 磨料， 60-78, (陶瓷球形磨料：100#白剛玉50°/。，100#綠碳化硅50%) 酚醛樹脂粉 5-15， 酚醛樹脂液 3-8,
[0007] 硫化亞鐵 3-8, 重晶石 3-5， 冰晶石 3-5， 輕質氧化鎂 3-8, 立德粉 3-5;
[0008] 所述陶瓷球形磨料是：一種是由亞微米級的磨料晶體顆粒經陶瓷凝膠化后，干燥， 固化，再破碎，最后燒結而成通過把多層小磨料顆粒粘在一起形成一個磨粒，成團狀球形顆 粒磨料（這些磨粒材質是氧化鋁（白剛玉）或碳化硅）。
[0009] 上述100#，等在本行業中具有明確的含義，即指材料的粒度。
[0010] 本發明形成的組織結構設計，綜合應用硫化亞鐵，重晶石，冰晶石，輕質氧化鎂，立 德粉與酚醛樹脂高強度和高性能高聚合物樹脂結構、砂輪內部不同組織結構的復合技術， 在磨削力的作用下，結合劑把持磨粒集團磨料在磨具磨削的過程當中顆粒就一點一點磨 損，形成的多層磨削，小磨粒鈍化不斷脫落，新的磨粒不斷露出，會在整個磨削過程中保持 一致的切除率、使工件表面達到一致的光潔度，一致的粗糙度，同時提供穩定的磨削，磨料 顆粒形狀的存在形式-這種獨特的形式不僅能解決在高磨削力的情況下使用，還能在較小 磨削力情況下產生較好的自銳性，當磨料受到磨削力作用時，它的鈍化部分會沿著晶面分 解，新的鋒口隨即出現并參與到切削作用中，自銳性的功效得以體現。
[0011] 本發明所述砂輪制作時，分別按配方稱量準確，用雙層逆流混料機混合均勻，過 篩，根據每片砂輪的規格和硬度，成型組織密度稱取成型料，將成型料至1500噸成型機組 轉動的模具內，攤料并刮平，進壓機壓制，脫模后，置于硬化墊板上，在固化爐內按一定硬化 曲線硬化，結束后，精加工，檢驗，合格的制品還需按國家規定標準檢查。
[0012] 具體制備方法如下：
[0013] 1)配料混料，混料設備：上下雙鍋逆流混料機，按配方稱取磨削材料，倒入上鍋， 開動攪拌機，加入濕潤劑酚醛樹脂液，攪拌3 - 5min，使之與磨料充分濕潤，開動攪拌機，加 入酚醛樹脂，硫化亞鐵，重晶石，冰晶石，輕質氧化鎂，立德粉，攪拌5-10min，將上鍋料倒入 下鍋，攪拌5 - IOmin即成可轉入下道成型工序的砂輪成型料。
[0014] 2)成型：按照所制備砂輪具體規格計算，稱取應投料，在砂輪成型機組上定模壓 制成型，投料采用計算機控制投料速度，投料量與成型機組上帶動磨具轉動的投料轉盤裝 置同步，實現均勻投料；壓制均勻的投入轉動中的砂輪模具中，并刮平，將砂輪連同模具送 入砂輪壓機壓制，與砂輪接觸的下端面一側帶聚氨酯橡膠彈性結構的冷壓上模板、熱壓上 模板、下模板組成，其特征在于：上模板的一端燒注一層5mmde聚氨酯橡膠彈層結構的端 面，安裝時，模套安裝于成型機組的操作臺上，下模板位于模套底部，模芯位于模套中心，模 芯與模套中間為砂輪成型料，上模板置于模套上部；投料結束后，蓋上上模板，上模板聚氨 酯橡膠彈性結構的端面向下與砂輪成型料接觸，上模板上部加定壓壓頭，壓頭與壓機連接。
[0015] 砂輪成型壓力：16· 5 - 20Mpa，分兩次施壓，第一次為總壓力的1 / 4一 1 / 3,然后 去掉磨具墊鐵，按總壓力施壓，并保持1分鐘。冷壓成型后，卸去磨具上模板、模環，模芯部 分，再次開動成型轉盤，用刀口尺刮去砂輪坯料上端面由于組織密度不均勻通過聚氨酯橡 膠彈性結構上模板留在坯料上端的凹凸部分，保證砂輪組織密度均勻一致，轉下道工序。
[0016] 3)硬化：進熱風循環固化爐熱固，固化。
[0017] 本發明運用上模板聚氨酯橡膠結構的下端面與砂輪成型料在一定壓力下，不同密 度的組織將留余至制品的上端面，冷壓成型后，上模板、模環，模芯部分，用刀口尺刮去砂輪 坯料上端面由于組織密度不均勻通過聚氨酯橡膠彈性結構冷壓上模板留下的凹凸部分，方 便的實現制品內部組織密度均勻一致，且結構簡單。
[0018] 本發明的有益效果是，由陶瓷球形的磨料，硫鐵礦、輕質氧化鎂，重晶石，為主要材 料組成砂輪專用改性高聚合物基酚醛樹脂結合劑大幅度提高材料的抗拉抗折強度，形成點 狀磨削，會在整個磨削過程中保持一致的切除率、一致的粗糙度、一致的光潔度，冰晶石、輕 質氧化鎂在磨削過程中其到優良的成核與潤滑性能，磨削時，工件與砂輪接觸的周邊空間 內，由于高速磨削，發熱過程中，材料釋放出的硫化物混合氣體發生電離，使工件磨削接觸 部位金屬表面化學鍵斷裂，同時使冰晶石等物質氟化鹽分解，吸收磨削產生大量的熱量，抗 工件燒傷能力，大幅度提高工件磨削的速度、光潔度、高速重負荷磨削條件下始終處于優良 的磨削狀態，持久性可達普通砂輪的4一 12倍，線速度每秒50-60米，并使大規格高厚度精 密磨削軋輥砂輪設計得以實現，
【具體實施方式】
[0019] 下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步闡述。
[0020] 實施實例1，本實施實例的精密磨軋輥砂輪成品規格（mm)(砂輪外徑X厚度X孔 徑）1066X150X508,砂輪毛坯規格=1150X169X500,粒度：100#，使用線速度：60M / s， 成品硬度：N級，密度：2. 46,投料單重，332kg，由下述重量百分比的物質制成：
[0021] 磨料， 72.78， (陶瓷球形磨料：100#白剛玉50%, 100#綠碳化硅50%) 酚醛樹脂粉 5.24 酚醛樹脂液 3.49，
[0022] 硫化亞鐵 3.64, 重晶石 3.93， 冰晶石 3.64， 輕質氧化鎂 3.64， 立德粉 3.64; 合計 100
[0023] 按本發明制作，具體操作為；
[0024] 1)配料混料，混料設備：上下雙鍋逆流混料機，按配方稱取磨削材料，倒入逆流 混料機上鍋，開動攪拌機，加入濕潤劑酚醛樹脂液，攪拌3-5min，使之與磨料充分濕潤，同 時開動攪拌機下鍋，加入酚醛樹脂，硫化亞鐵，重晶石，冰晶石，輕質氧化鎂，立德粉，攪拌 5-10min，使其混合均勻，將上鍋料倒入下鍋，攪拌5-10min即成可轉入下道成型工序的砂 輪成型料。
[0025] 2)成型：將成型料過16#篩，將成型料松散，按照所制備砂輪具體規格計算，稱取 應投料，在砂輪成型機組上定模壓制成型，投料采用計算機控制投料速度，投料量與