本發(fā)明屬于樹脂砂輪技術領域，具體涉及一種磨鑄鐵砂輪及其制備方法。
背景技術：
砂輪是在磨削加工中使用量最大、使用面最廣的一種磨具，砂輪是在磨料中加入結(jié)合劑和填料，經(jīng)壓坯、干燥和焙燒而制成的多孔體。砂輪的特性主要是由磨料、結(jié)合劑、尺寸和形狀等因素決定。由于磨料、結(jié)合劑和制造工藝等的不同，制備的砂輪性能差別很大，對被加工材料的表面粗糙度、磨削比及磨削效率等有很大的影響。根據(jù)被加工材料的不同，需要設計不同的產(chǎn)品配方或制備方法，以保證使用時具有較高的磨削效率和磨削比。因此，必須根據(jù)具體條件選用合適的砂輪。
砂輪在使用時高速旋轉(zhuǎn)，因此對砂輪的強度、抗沖擊性、耐熱性以及抗腐性能等均有較高的要求。制備砂輪所用磨料主要包括不同類型的剛玉、碳化硅及金剛石等。按照結(jié)合劑種類的不同，砂輪可分為樹脂砂輪、金屬砂輪、橡膠砂輪和陶瓷砂輪，其中樹脂砂輪主要是用酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂和聚乙烯醇樹脂等作為結(jié)合劑。樹脂砂輪具有強度高、耐沖性、彈性大等特點，適用于v＞50m/s的高速磨削，在磨削時發(fā)熱量小，不易阻塞，且由于具有一定的彈性，有利于改善工件表面的粗糙度，被廣泛用于鐵、不銹鋼、陶瓷、玻璃等硬脆性材料的磨削加工。
中國專利申請cn103770019a公開了一種復合結(jié)合劑棕剛玉樹脂砂輪，所述砂輪采用的磨料為棕剛玉和鉻剛玉復合磨料，采用的復合結(jié)合劑由硅酸鈉、氯化鎂、硝酸鎂等無機化合物與鐵粉、鈷粉等金屬粉末經(jīng)熔煉后制成，這種復合結(jié)合劑性能穩(wěn)定，與磨料粘結(jié)牢固，增進了砂輪的強度，改善了磨削性能，延長使用壽命，但是其性能還有待提高，并且該方法中需使用助劑，其助劑制備步驟繁瑣、原料種類較多，增加了成本。
中國專利cn102343558b公開了一種樹脂切割砂輪及其制備方法，所述砂輪原料種類及其重量份數(shù)為：棕剛玉62-70份、黑碳化硅4-10份、酚醛樹脂18-20份、其余為填料。該發(fā)明在保持制備工藝不變的條件下提高了磨削性能，但是由于棕剛玉磨料比例較高，所制備砂輪的自銳性并不是很好，使用壽命短。
隨著鑄造行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)樹脂砂輪在打磨鑄鐵件時由于棕剛玉磨料自身硬度的不足，存在磨削效率低下、手感不鋒利和砂輪耐用度不高的缺陷；存在這些問題的主要原因是鑄鐵材料由于含碳量高，比普通鋼材硬度更高，傳統(tǒng)的樹脂砂輪配方中多以棕剛玉磨料為主，由于磨料自身硬度不高，在打磨鑄鐵時砂輪會顯得鈍且不鋒利，并且會影響砂輪耐用度，僅從砂輪硬度上進行調(diào)整很難同時滿足高磨削效率和保持較高的耐用度。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種磨鑄鐵砂輪及其制備方法。本發(fā)明提供的磨鑄鐵砂輪在磨削鑄鐵時具有優(yōu)異的鋒利性、耐用度及使用手感。
本發(fā)明提供了一種磨鑄鐵砂輪，包括以下組分及其重量份數(shù)：
黑碳化硅24#10-15份、黑碳化硅30#10-15份、棕剛玉24#30-40份、棕剛玉30#30-40份、酚醛樹脂粉12-16份、酚醛樹脂液5-7份、氟鋁酸鉀6-12份、鈦白粉1-3份和氧化鐵紅1-2份。
優(yōu)選的，所述的磨鑄鐵砂輪，由以下組分及其重量份數(shù)組成：
黑碳化硅24#12.5份、黑碳化硅30#12.5份、棕剛玉24#35份、棕剛玉30#35份、酚醛樹脂粉14份、酚醛樹脂液6份、氟鋁酸鉀9份、鈦白粉2份和氧化鐵紅1.5份。
優(yōu)選的，所述的酚醛樹脂粉細度為200-300目。
優(yōu)選的，所述的酚醛樹脂液粘度為800-1200mpa·s。
優(yōu)選的，所述的氟鋁酸鉀細度為200-300目。
再優(yōu)選的，所述的鈦白粉細度為325-400目。
另外，本發(fā)明還提供了一種磨鑄鐵砂輪的制備方法，包括以下步驟：
s1、將黑碳化硅24#、黑碳化硅30#、棕剛玉24#、棕剛玉30#和酚醛樹脂液加入至混料鍋a中，攪拌3-5min，然后加入鈦白粉，攪拌1-3min，最后加入氧化鐵紅，攪拌12-18min，得混合料a；將酚醛樹脂粉和氟鋁酸鉀加入至混料鍋b中，混合均勻，得混合料b；將混合料a與混合料b混合均勻，得混合料；
s2、將玻纖網(wǎng)布放入模具，烤網(wǎng)、壓凹，攤?cè)?/3重量的步驟s1所得混合料，放入玻纖網(wǎng)布，烤網(wǎng)、壓凹，再攤?cè)胧Ｓ嗔康牟襟Es1所得混合料，放入玻纖網(wǎng)布，在50-70℃、8-12mpa下壓制7-10s，得坯體；
s3、將步驟s2所得每片坯體用鈸型鋁板隔開，經(jīng)彈簧加壓后置于電阻式箱式爐中，在80℃條件下干燥3-4h，然后固化，即得。
優(yōu)選的，所述步驟s2中玻纖網(wǎng)布的規(guī)格為8目、176mm×23mm、260克，坯體厚度為6.0-6.2mm。
再優(yōu)選的，所述步驟s3中固化過程為：80℃到100℃升溫2h，100℃保溫1-2h；100℃到120℃升溫2.5h，120℃保溫1.5-2.5h；120℃到170℃升溫4h，170℃保溫7-10h。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術優(yōu)勢在于：
(1)本發(fā)明的樹脂砂輪采用棕剛玉、黑碳化硅的復合磨料，其中的黑碳化硅是一種具有針狀、片狀結(jié)構(gòu)的新型磨料，硬度很高，且具有良好的鋒利度和自銳性，彌補了棕剛玉磨料硬度的不足。
(2)本發(fā)明使用的特殊的成型工藝(砂輪兩面均有玻纖網(wǎng)片)制備而成的砂輪在磨削鑄鐵時磨削效率高，使用壽命長、手感好，能夠滿足高端行業(yè)需求。
(3)本發(fā)明制備工藝簡單，成本較低。
具體實施方式
以下通過具體實施方式的描述對本發(fā)明作進一步說明，但這并非是對本發(fā)明的限制，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以做出各種修改或改進，但是只要不脫離本發(fā)明的基本思想，均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明所采用的均為常規(guī)產(chǎn)品，其中酚醛樹脂粉和酚醛樹脂液均購自上海澳通實業(yè)有限公司。
實施例1、一種磨鑄鐵砂輪
所述磨鑄鐵砂輪由以下組分及其重量份數(shù)組成：
黑碳化硅24#10份、黑碳化硅30#10份、棕剛玉24#30份、棕剛玉30#30份、細度為200目的酚醛樹脂粉12份、粘度為800mpa·s的酚醛樹脂液5份、細度為200目的氟鋁酸鉀6份、細度為325目的鈦白粉1份和氧化鐵紅1份。
制備方法：
s1、將黑碳化硅24#、黑碳化硅30#、棕剛玉24#、棕剛玉30#和酚醛樹脂液加入至混料鍋a中，攪拌3min，然后加入鈦白粉，攪拌1min，最后加入氧化鐵紅，攪拌12min，得混合料a；將酚醛樹脂粉和氟鋁酸鉀加入至混料鍋b中，混合均勻，得混合料b；將混合料a與混合料b混合均勻，得混合料；
s2、將規(guī)格為8目、176mm×23mm、260克的玻纖網(wǎng)布放入模具，烤網(wǎng)、壓凹，攤?cè)?/3重量的步驟s1所得混合料，放入玻纖網(wǎng)布，烤網(wǎng)、壓凹，再攤?cè)胧Ｓ嗔康牟襟Es1所得混合料，放入玻纖網(wǎng)布，在50℃、8mpa下壓制7s，得坯體；
s3、將步驟s2所得每片坯體用鈸型鋁板隔開，經(jīng)彈簧加壓后置于電阻式箱式爐中，在80℃干燥3h，固化(固化過程為：80℃到100℃升溫2h，100℃保溫1h；100℃到120℃升溫2.5h，120℃保溫1.5h；120℃到170℃升溫4h，170℃保溫7h。)，即得。
經(jīng)測試得磨鑄鐵砂輪密度為2.26g/cm3。
實施例2、一種磨鑄鐵砂輪
所述磨鑄鐵砂輪由以下組分及其重量份數(shù)組成：
黑碳化硅24#12.5份、黑碳化硅30#12.5份、棕剛玉24#35份、棕剛玉30#35份、細度為250目的酚醛樹脂粉14份、粘度為1000mpa·s的酚醛樹脂液6份、細度為250目的氟鋁酸鉀9份、細度為360目鈦白粉2份和氧化鐵紅1.5份。
制備方法：
s1、將黑碳化硅24#、黑碳化硅30#、棕剛玉24#、棕剛玉30#和酚醛樹脂液加入至混料鍋a中，攪拌4min，然后加入鈦白粉，攪拌2min，最后加入氧化鐵紅攪拌15min，得混合料a；將酚醛樹脂粉和氟鋁酸鉀加入至混料鍋b中，混合均勻，得混合料b；將混合料a與混合料b中混合均勻，得混合料；
s2、將規(guī)格為8目、176mm×23mm、260克的玻纖網(wǎng)布放入模具，烤網(wǎng)、壓凹，攤?cè)?/3重量的步驟s1所得混合料，放入玻纖網(wǎng)布，烤網(wǎng)、壓凹，再攤?cè)胧Ｓ嗔康牟襟Es1所得混合料，放入玻纖網(wǎng)布，在60℃、10mpa下壓制8.5s，得坯體；
s3、將步驟s2所得每片坯體用鈸型鋁板隔開，經(jīng)彈簧加壓后置于電阻式箱式爐中，在80℃干燥3.5h，固化(固化過程為：80℃到100℃升溫2h，100℃保溫1.5h；100℃到120℃升溫2.5h，120℃保溫2h；120℃到170℃升溫4h，170℃保溫8.5h。)，即得。
經(jīng)測試得磨鑄鐵砂輪密度為2.32g/cm3。
實施例3、一種磨鑄鐵砂輪
所述磨鑄鐵砂輪由以下組分及其重量份數(shù)組成：
黑碳化硅24#15份、黑碳化硅30#15份、棕剛玉24#40份、棕剛玉30#40份、細度為300目的酚醛樹脂粉16份、粘度為1200mpa·s的酚醛樹脂液7份、細度為300目的氟鋁酸鉀12份、細度為400目的鈦白粉3份和氧化鐵紅2份。
制備方法：
s1、將黑碳化硅24#、黑碳化硅30#、棕剛玉24#、棕剛玉30#和酚醛樹脂液加入至混料鍋a中，攪拌5min，然后加入鈦白粉，攪拌3min，最后加入氧化鐵紅，攪拌18min，得混合料a；將酚醛樹脂粉和氟鋁酸鉀加入至混料鍋b中，混合均勻，得混合料b；將混合料a與混合料b混合均勻，得混合料；
s2、將規(guī)格為8目、176mm×23mm、260克的玻纖網(wǎng)布放入模具，烤網(wǎng)、壓凹，攤?cè)?/3重量的步驟s1所得混合料，放入玻纖網(wǎng)布，烤網(wǎng)、壓凹，再攤?cè)胧Ｓ嗔康牟襟Es1所得混合料，放入玻纖網(wǎng)布，在70℃、12mpa下壓制10s，得坯體；
s3、將步驟s2所得每片坯體用鈸型鋁板隔開，經(jīng)彈簧加壓后置于電阻式箱式爐中，在80℃干燥4h，固化(固化過程為：80℃到100℃升溫時間為2h，100℃保溫2h；100℃到120℃升溫2.5h，120℃保溫2.5h；120℃到170℃升溫4h，170℃保溫10h。)，即得。
經(jīng)測試得磨鑄鐵砂輪密度為2.30g/cm3。
對比例1、一種磨鑄鐵砂輪
所述磨鑄鐵砂輪由以下組分及其重量份數(shù)組成：
黑碳化硅24#12.5份、黑碳化硅30#12.5份、棕剛玉24#28份、棕剛玉30#42份、細度為250目的酚醛樹脂粉14份、粘度為1000mpa·s的酚醛樹脂液6份、細度為250目的氟鋁酸鉀9份、細度為360目的鈦白粉2份和氧化鐵紅1.5份。
制備方法與實施例2類似。
與實施例2的區(qū)別在于，減少了棕剛玉24#用量，增加了棕剛玉30#的用量，即棕剛玉24#與棕剛玉30#的重量比由1:1變?yōu)?:3。
經(jīng)測試得磨鑄鐵砂輪密度為2.22g/cm3。
對比例2、一種磨鑄鐵砂輪
所述磨鑄鐵砂輪由以下組分及其重量份數(shù)組成：
黑碳化硅24#12.5份、黑碳化硅30#12.5份、棕剛玉24#35份、棕剛玉30#35份、細度為250目的酚醛樹脂粉14份、粘度為700mpa.s的酚醛樹脂液6份、細度為250目的氟鋁酸鉀9份、細度為360目的鈦白粉2份和氧化鐵紅1.5份。
制備方法與實施例2類似。
與實施例2的區(qū)別在于，將粘度為1000mpa·s的酚醛樹脂液替換為粘度為700mpa·s的酚醛樹脂液。
經(jīng)測試得磨鑄鐵砂輪密度為2.28g/cm3。
對比例3、一種磨鑄鐵砂輪
所述磨鑄鐵砂輪由以下組分及其重量份數(shù)組成：
黑碳化硅24#12.5份、黑碳化硅30#12.5份、棕剛玉24#35份、棕剛玉30#35份、細度為250目的酚醛樹脂粉16份、粘度為1000mpa·s的酚醛樹脂液4份、細度為250目的氟鋁酸鉀9份、細度為360目的鈦白粉2份和氧化鐵紅1.5份。
制備方法與實施例2類似。
與實施例2的區(qū)別在于，增加了酚醛樹脂粉的用量，降低了酚醛樹脂液的用量，即酚醛樹脂粉與酚醛樹脂液的重量比由7:3變?yōu)?:1。
經(jīng)測試得磨鑄鐵砂輪密度為2.24g/cm3。
試驗例一、產(chǎn)品性能測試
1.試驗對象：未經(jīng)磨削和拋光的鑄鐵毛坯件。
2.試驗材料：本發(fā)明實施例1-3和對比例1-3制備的磨鑄鐵砂輪。
3.試驗方法：
磨削效率和磨削比的測試方法采用論文“金剛石改性處理對不同樹脂砂輪磨削性能的影響”的檢測方法測試，表面粗糙度的測試方法采用論文“金剛石砂輪磨削參數(shù)對陶瓷加工表面粗糙度影響的的分析研究”的檢測方法測試。
4.試驗結(jié)果：測試結(jié)果如表1所示。
表1磨鑄鐵砂輪性能
由表1可知，本發(fā)明制備的磨鑄鐵砂輪具有較好的耐磨性。與對比例1-3相比，本發(fā)明實施例1-3具有較好的磨削效率及磨削比，較低的表面粗糙度，說明本發(fā)明采用棕剛玉、黑碳化硅的復合磨料，添加一定比例的酚醛樹脂液和酚醛樹脂粉所制得的砂輪在磨削鑄鐵時磨削效率高，使用壽命長、手感好，可滿足高端行業(yè)的需求。其中實施例2磨削效率最高、表面粗糙度最低、磨削比最高，為本發(fā)明的優(yōu)選實施例。