專利名稱：具有作為填料的植物種皮的研磨盤及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成樹脂粘結(jié)的研磨盤，在所述研磨盤中，植物的種皮用作造孔劑，以及一種用于制造這樣研磨盤的方法。研磨盤基本上由磨粒、粘合劑材料和孔隙空間組成。所述孔隙空間由在磨粒之間獲得的天然的間隙，以及通過造孔劑引入研磨盤的孔共同組成。除了配方以外，孔隙在尺寸和數(shù)量上還通過擠壓力影響。因此，在高的壓力下產(chǎn)生更小的孔隙空間，而低的壓力導(dǎo)致相應(yīng)地更大的孔隙空間。但是，低的擠壓力也導(dǎo)致更軟的磨盤。除了造孔劑，還可以在研磨盤中使用其它填料。所述填料是有助于研磨的(例如冷卻)，并且因此輔助研磨工序或者用于研磨盤的穩(wěn)定(破裂強(qiáng)度、柔性)。在研磨工序中形成的碎片的精細(xì)度或材料表面的粗糙度基本上取決于磨粒的尺寸。磨粒通常由硬的、脆的材料組成，并且常規(guī)地應(yīng)用于大的尺寸范圍。如在本申請中，粘合劑材料能夠是合成樹脂。所述粘合劑材料用于將各個磨粒粘在一起。此外，孔隙空間允許將材料碎片安全地排出，但是也可以用于容納冷卻劑。通過各個組分相互的容積比的變化可調(diào)節(jié)研磨盤的特性，使得對于每種待加工的材料可獲得所希望的研磨效果。
背景技術(shù)：
至今僅在陶瓷粘結(jié)的研磨盤中使用有機(jī)的造孔劑。在US 5，221，294A中說明了一種陶瓷粘結(jié)的研磨盤，所述研磨盤可在單獨(dú)的燃燒過程中制成，并且在此不使用粘合劑也行。此外，使用核桃殼、塑料小球或發(fā)泡的有機(jī)材料作為造孔劑?；诓肥Ш说娜苣z-凝膠用作初始產(chǎn)品，所述溶膠-凝膠與平均尺寸為275μπι的核桃殼混合。隨后，所述混合物被注入所希望的模具內(nèi)并且干燥，并且最終在 1300°C的最大溫度下燃燒。在此，勃姆石晶化成α-氧化鋁。核桃殼在所述高溫下燃燒到不留殘?jiān)?，并且因此在研磨盤中留下孔隙。成品具有約40%的孔隙度，并且是足夠穩(wěn)定的， 以便作為研磨盤使用。在US 5，203，886Α中說明了一種研磨盤，所述研磨盤由造孔劑，即空心的氧化鋁小球和有機(jī)的造孔劑以及由氧化鋁磨粒組成的溶膠-凝膠的化合物組成。有機(jī)的造孔劑可由榛子殼、碳、花種、淀粉、糖或小木塊制成。有機(jī)的造孔劑在研磨盤燃燒時(shí)完全地分解， 并且在此在研磨盤中留下打開的孔隙。研磨盤的由此實(shí)現(xiàn)的孔隙度約為它的容積的到 12%。耐溫的、空心的、薄壁的氧化鋁小球給予作為封閉的孔隙的研磨盤直至70%的附加的孔隙度，并且在此，同時(shí)提供足夠的穩(wěn)定性。但是，在這種情況下存在的問題是，所述封閉的孔隙雖然可容納冷卻劑，但是通常不能夠排出研磨碎片。DE 602 06 661 Τ2說明了一種浸漬的似玻璃地粘結(jié)而成的研磨盤，所述研磨盤用作為研磨輔助材料的含硫的有機(jī)物質(zhì)浸漬。所述浸漬劑是具有至少一種碳硫結(jié)合劑的碳?xì)浠衔?、此外，作為造孔劑，也可使用有機(jī)的材料，如榛子殼、樹脂或木粉，但是，所述材料可以在538到1371°C (1000到2500T)的給定的燃燒溫度下，在燃燒過程期間不留殘?jiān)厝?br> 在DE 12 943 A中涉及一種方法，以便制造多孔的瓷器、粗陶器或粘土。多種材料， 如木頭、大麻、亞麻、紙和不同種類的谷粒被稱為造孔劑。但是，在所述方法中所述造孔劑在燃燒工序期間燃燒。此外，根據(jù)所述方法制成的粗陶器適用于作為糧食用磨中的人造磨盤。DE 10 2004 035 088 Al說明了一種具有功能性的添加劑的有機(jī)粘結(jié)的切割輪。 研磨體包括粘合劑(酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、酰亞胺)、磨粒和至少一種功能性的填料。在這種情況下，功能性的填料是金屬合金，所述金屬合金可依據(jù)待加工的材料來選擇。在制造中， 采用在150°C至250°C的范圍內(nèi)的燃燒溫度，并且硬化過程總共持續(xù)12到76小時(shí)。DE 697 05 538 T2說明了研磨的對象和用于制造所述對象的方法。此外，采用酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂作為粘合劑。所使用的磨粒具有約ι μ m到約IOmm的直徑。所述研磨盤的硬化通過8到15小時(shí)時(shí)間間隔在66到120°C的溫度下進(jìn)行。DE 1102 97 124 T5說明了一種用于借助超級研磨劑制造?；墓ぞ叩姆椒ǎ谒龇椒ㄖ?，經(jīng)焙燒的玻璃粘合劑成分選擇為，將超級研磨劑組分、具有空心體的填充劑組分和玻璃粘合劑組分組合，并且經(jīng)組合的組分在約600到850°C的情況下燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種合成樹脂粘結(jié)的研磨盤，其具有高的壽命，本身不耗盡，并且具有冷的磨片。在開始所述類型的研磨盤中，所述目的通過植物種子包含在成品研磨盤中得以實(shí)現(xiàn)。所述研磨盤由磨粒、粘合劑和造孔劑組成的混合物組成，其中，造孔劑是植物種子，并且所述植物種子在制造時(shí)不燃燒，而是包含在成品研磨盤中。植物種子在制造研磨盤時(shí)用作有機(jī)的造孔劑。在此，植物種子如在制造陶瓷粘結(jié)的研磨盤時(shí)通常在制造時(shí)不燃燒，而是完整無損地保留，并且形成成品研磨盤的重要的組成部分。在此，植物種子擔(dān)當(dāng)多個功能。所述植物種子作為研磨盤的組成部分具有一定的支承作用，所述支承作用防止了磨粒過早脫落。但是，除了所述支承功能外，所述植物種子也可以滿足傳統(tǒng)的孔隙的任務(wù)，并且例如負(fù)責(zé)研磨碎片的排出。因?yàn)?，植物種子是相對軟的，所以所述植物種子可由多數(shù)情況下硬化的研磨碎片變形而成，并且然后，所述研磨碎片在新產(chǎn)生的孔隙空間中排出。也可能的是，具有在1500°C到2000°C之間的溫度的熱的研磨碎片在研磨過程中使植物種子燃燒。那么，可將在此產(chǎn)生的孔隙空間與傳統(tǒng)的孔隙比較，并且可相應(yīng)地用于排出研磨碎片。附加地，在通過添加具有植物種子的形式的造孔劑研磨有色金屬時(shí)防止了磨盤的耗盡。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，天然的植物種子以不同的形狀和尺寸存在，使得研磨工具的孔隙度幾乎能夠任意地匹配。這是特別重要的，因?yàn)樗a(chǎn)生的碎片的尺寸根據(jù)磨粒的尺寸和根據(jù)工件的性質(zhì)可以是不同的。本發(fā)明的樹脂粘結(jié)的研磨盤由60% -90%重量百分比的磨粒和10% -40%重量百分比的粘合劑組成。植物種子可總計(jì)為粘合劑的直到80%重量百分比。此外，也可以使用其它的不同的已知的填料。所有通常情況下用作磨粒的材料基本上適合作為磨粒。所述材料包括剛玉、碳化硅、氧化鉻、立方氮化硼、金剛石、氧化硅、二氧化鋯、石榴石和剛玉砂，以及由它們組成的混合物。磨?？梢跃哂性?.5μπι到5000μπι的范圍內(nèi)的不同的尺寸。磨粒的尺寸以及材料可根據(jù)待加工的工件來選擇。所述磨粒的顆粒尺寸優(yōu)選為105μm到 30μm，更優(yōu)選為 250 μ m 至Ij 2830 μ m。在優(yōu)選的實(shí)施形式中使用含油的種子，例如油菜種子。通過包含在植物種子中的油獲得潤滑效果，也就是說，所述油減少磨粒在碎片形成時(shí)的摩擦，并且因此減少在研磨時(shí)的放熱。因此，一方面提高了研磨盤的壽命，并且另一方面保護(hù)工件以防不希望地硬化。除了含油的植物種子，也可以使用罌粟籽、苜蓿籽、羽扁豆籽、芥菜籽、豆科鋸齒草籽或類似的植物種子。粘合劑是由合成的多聚化合物和填料組成的混合物。多聚化合物可以是以液體形式和粉末狀使用的合成樹脂。合適的樹脂例如是聚酰亞胺、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯等。本發(fā)明也涉及一種用于制造根據(jù)本發(fā)明的研磨盤的方法。在所述方法中，首先制造由磨粒、粘合劑和植物種子組成的松散的混合物。所述混合物均勻地注入預(yù)制的壓模中， 并且隨后被擠壓到事先確定的容積。隨后，壓制品在爐中經(jīng)歷硬化程序，其中，遭受到直到 250°C的溫度。在此，也可在一個步驟中實(shí)現(xiàn)研磨盤的壓制和硬化。研磨盤混合物在非常均勻地分布的情況下被注入壓模中。隨后，壓制品在例如液壓機(jī)的常用的壓力機(jī)中，在從15到45N/mm2，優(yōu)選20到35N/mm2的擠壓力下使用，更優(yōu)選在 30N/mm2時(shí)壓成生坯。壓制持續(xù)時(shí)間可在1到100秒的范圍內(nèi)，優(yōu)選在5_50秒的范圍內(nèi)。為了提高研磨盤在結(jié)構(gòu)上的完整性，可一起壓制附加的襯板(例如玻璃織物)，壓制過程優(yōu)選在室溫下進(jìn)行。然后，生坯在升高的溫度下硬化。硬化工序在室式爐或隧道式爐中進(jìn)行。在此，溫度可通過程序控制器自動地控制。適宜的硬化程序的選擇與一系列因素有關(guān)，如磨盤的尺寸和結(jié)構(gòu)、填料比例、樹脂粘結(jié)劑比例以及樹脂特性。進(jìn)行硬化的溫度選擇為，使得存在于生坯中的植物種子不燃燒。典型的是，首先在50°C和100°C之間的溫度下預(yù)干燥壓制品，并且隨后在直到 250°C，優(yōu)選直到200°C，更優(yōu)選直到180°C的溫度下，并且特別是直到150°C的溫度下硬化壓制品，從而，壓制品獲得它的最終形狀和特性。硬化工序持續(xù)5到40小時(shí)，優(yōu)選在10到 30小時(shí)，并且更優(yōu)選的是15小時(shí)。下面示例地說明具有罌粟種子的研磨盤的制造為了制造研磨盤，首先，將顆粒尺寸為36( 500μπι)的磨粒在混合器中預(yù)先混合。然后，添加甲階酚醛樹脂(液態(tài)的酚醛樹脂)，因此，所述磨粒被均勻地濕潤，并且覆蓋有薄的樹脂膜。當(dāng)磨粒用甲階酚醛樹脂均勻地潤濕時(shí)，添加由粉末狀的酚醛樹脂、罌粟種子和冰晶石組成的混合物。配方如下組成表格000權(quán)利要求
1.一種合成樹脂粘結(jié)的研磨盤，包含由磨粒、粘合劑和造孔劑組成的混合物，其中，所述造孔劑是植物種子，其特征在于，所述植物種子包含在成品研磨盤中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨盤，所述研磨盤由60%到90%重量百分比的磨粒和 10%到40%重量百分比的粘合劑組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨盤，其中，所述植物種子總計(jì)為粘合劑的直至80%重量百分比。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的研磨盤，其中，所述磨粒是剛玉、碳化硅、氧化鉻、立方氮化硼、鉆石、氧化硅、二氧化鋯、石榴石和剛玉砂，以及由它們組成的混合物。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的研磨盤，其中，所述磨粒的尺寸優(yōu)選在105μπι到 2830 μ m的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在250 μ m到觀30 μ m的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的研磨盤，其中，所述植物種子含有油。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的研磨盤，其中，所述植物種子是油菜籽、罌粟籽、苜蓿籽、羽扁豆籽、芥菜籽、豆科鋸齒草籽或類似的植物種子。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的研磨盤，其中，所述粘合劑是液體的或粉末狀的合成樹脂，例如聚酰亞胺、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的研磨盤，所述研磨盤包含襯板，特別是由玻璃織物制成的襯板。
10.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1到9之一所述的研磨盤的方法，所述方法包括下述步驟將磨粒、粘合劑和植物種子混合，將初始混合物注入為之設(shè)置的模具中，壓榨所述混合物，干燥所述混合物，并且使所述研磨盤硬化，其特征在于，所述植物種子在制造研磨盤時(shí)不燃燒。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在15到45N/mm2，優(yōu)選20到35N/mm2，更優(yōu)選在30N/mm2的擠壓力下，將混合物壓制成生坯。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，壓制持續(xù)時(shí)間在1到100秒的范圍內(nèi)，優(yōu)選在5-50秒的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10到12之一所述的方法，其中，在直到250°C，優(yōu)選直到200°C，更優(yōu)選直到180°C的溫度下，并且特別是直到150°C的溫度下，硬化所述研磨盤。
14.根據(jù)權(quán)利要求10到13之一所述的方法，其中，研磨盤的硬化持續(xù)5到40小時(shí)，優(yōu)選10到30小時(shí)，并且更優(yōu)選為15小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合成樹脂粘結(jié)的研磨盤，其由磨粒、粘合劑和造孔劑組成的混合物組成，其中，所述造孔劑是植物種子，并且包含在成品研磨盤中。所述研磨盤由60％到90％重量百分比的磨粒和10％到40％重量百分比的粘合劑組成，其中，所述植物種子總計(jì)為粘合劑的直至80％重量百分比。所述植物種子含有油，并且可以是油菜籽、罌粟籽、苜蓿籽、羽扁豆籽、芥菜籽、豆科鋸齒草籽或類似的植物種子。所述研磨盤可如下制造，即通過將磨粒、粘合劑和植物種子混合，將初始混合物注入為之設(shè)置的模具中，壓榨、干燥所述混合物，并且使所述研磨盤硬化。所述植物種子在制造研磨盤時(shí)不燃燒。所述研磨盤在直到250℃，優(yōu)選直到200℃，更優(yōu)選直到180℃，并且更優(yōu)選直到150℃的溫度下硬化。
文檔編號B24D3/32GK102300675SQ201080006095
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月29日
發(fā)明者克里斯蒂安·斯唐, 約瑟夫·科伊勒 申請人:羅迪斯磨具有限及兩合公司