[发明专利]一种纤维增强砂轮基体及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属机械加工工具领域，具体涉及一种纤维增强砂轮基体及其制造方法。

背景技术

砂轮基体用来支撑磨削层和在机床主轴（电动工具）上装卡固定。磨具的结构、用途、结合剂不同, 基体的材质、形状也不同, 磨削层和基体的联接方法也往往不同。树脂磨具常用的基体材料有铝、酚醛铝粉末基体、胶木基体、酚醛铝纤维基体、钢纸基体等。

基体是决定磨具动态和静态强度的最重要因素,合理地选用基体材料必须根据磨料类型和磨削特性, 确保磨具在高于正常使用的圆周速度下不致损坏磨具，以保护使用者的安全。

铝基体成本较高, 其中铸铝基体有时有内部缩孔,组织较疏松, 强度也低; 酚醛铝粉末基体制造方法复杂,操作要求很高, 价格也较高; 钢基体只在制造极薄薄片磨具时才使用；钢纸基体很容易吸潮变形，储存衰变周期短，而且抗疲劳强度低，成为无法克服的缺陷；用工程塑料制成的砂轮基体，使用时弹性小，抗弯曲疲劳程度差，基体与砂轮或基体与砂面结合不牢，甚至不如纯棉纤维制成的基体的安全性高；纸质基体，不耐高温，不耐水，强度不高，高强度要求时需要再附加玻纤网布，增加成本，且生产效率低，磨削时不同步，并且易产生飞尘，影响健康；玻纤增强砂轮基体虽然解决了纯棉纤维制成的基体的耐水性，工程塑料的结合不牢的缺陷，但在使用过程中的磨削粉尘吸入操作者的肺部，并黏附在皮肤上，形成严重的职业病。

 

中国专利公开号CN201070739Y，虽然使用了塑料或尼龙，解决了钢纸砂盘的不耐水，遇潮易变形的问题，但存在基体与砂面结合不牢的缺点。中国专利公开号为CN202292463U，虽然同样解决了钢纸砂盘的不耐水，遇潮易变形的问题，但却存在耐热性差，磨削时不能达到同步磨削的弊端。

通过分析, 我们发现上述基体均存在不同程度的缺点, 在长期的教学和实践中, 我们提出研制一种阻震性能优越, 散热性能好, 机械强度高的合成高分子纤维增强砂轮基体。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的问题而提供的一种耐潮、耐水，强度大大提高，关键是可以达到同步磨削，对人体无害，且产品不易破碎、使用安全的合成高分子纤维增强砂轮基体。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种纤维增强砂轮基体，是由渍浸有混合料液的高分子合成纤维网格布经干燥、叠加、切割定型、烘烤固化成型制备而成，所述混合料液是由导热填料、增强填料、树脂胶黏剂、酒精按重量比1:1-2:2-6:2-6混合而成。

本发明中，在纤维增强砂轮基体的最下层衬有一层无纺布，无纺布为20～120g/m²。

所述高分子合成纤维网格布的材料为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、氯乙烯纤维或聚氨酯弹性纤维，优选为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚酰亚胺纤维。所述高分子合成纤维网格布为50～500g/m²，网格布目数6～40目。

所述导热填料为石墨、铝粉、氧化铁、铜粉、黄铁矿、氮化铝中的一种或多种组合，导热填料能及时导出磨削区产生的热量，即可避免基体与被粘砂轮的粘接开胶、脱离破裂出现的危险，又可避免磨削区温度过高产生炸裂现象。导热填料优选为铝粉、石墨，因为铝粉、石墨价格低廉且导热性能良好，其中铝粉的加入不会降低粘结剂的结合强度，且铝粉与铜粉相比密度小，在添加同样体积分数时，铝粉所占的质量分数很小，不会降低粘结剂的其他成分含量，优选的石墨为鳞片状或人造膨胀石墨，铝粉为球状或片状。本发明所优选的石墨和铝粉可以在粘合剂中均匀分散，且鳞片状石墨或人造膨胀石墨有较好的导电性。

所述增强填料为碳酸钙，刚玉，碳化硅，氮化铝中的一种或多种组合，填料既起到填充作用，又起到增加强度的作用。

所述树脂胶黏剂为酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、不饱和树脂中的一种或多种组合。

基体所用树脂胶黏剂的选择：在基体制造过程中, 我们分别对酚醛树脂、不饱和树脂、环氧树脂、聚氨脂胶粘剂进行了优选。不饱和聚酯树脂虽然可以常温固化，但不适合自动连续上胶；环氧树脂虽然粘结强度高，但脆性较大，耐热性差，不适合制成的基体的柔曲工艺；聚氨脂胶粘剂其结合强度高, 但成本太高。 优选为酚醛树脂，而酚醛树脂虽然价格便宜, 但单独使用时强度又达不到要求, 经过试验研究, 我们确定了如下配方, 获得了满意的结果。

液体酚醛树脂25％～35％

改性粉状酚醛树脂45％～65％

环氧树脂2％～10％