[发明专利]超硬磨料陶瓷结块与树脂锆刚玉复合砂轮

说明书

本发明公开了一种铁路钢轨修磨专用超硬磨料陶瓷结块与树脂锆刚玉复合砂轮的制造方法。包括砂轮的基体和工作层。所述砂轮的工作层由陶瓷结合剂超硬磨料（金刚石、立方氮化硼）烧结块与树脂结合剂锆刚玉磨料层复合而成。陶瓷结合剂烧结块等角度间隔分布于树脂结合剂中，间隔角度为10°‑15°。本发明制作出的复合砂轮，利用金刚石磨料超高硬度和锋利度，以及立方氮化硼磨料低摩擦系数，优异的热稳定性，不易与黑色金属反应等优点，结合树脂结合剂和锆刚玉磨料的高韧性，明显提高了砂轮磨削钢轨的锋利性和工作寿命，有效防止修磨对钢轨表面的烧伤发蓝现象，显著提高了钢轨修磨的表面质量。

技术领域

本发明涉及一种磨具，尤其涉及一种钢轨修磨用复合砂轮及制造方法。

背景技术

铁路钢轨在使用过程中，承受着轮轨之间交互作用力，导致钢轨材料表面发生滚动接触性疲劳和塑性形变，当两者达到极限，钢轨表面会产生裂纹、波磨、肥边甚至剥离等病害。病害的产生会严重影响列车的行车安全。利用钢轨打磨列车对钢轨表面进行科学的打磨，预防和消除钢轨表面病害，是一种最有效最经济的钢轨养护方法，已成为国内外铁路工务部的共识。

目前钢轨修磨列车广泛使用树脂结合剂的刚玉磨料砂轮。由于树脂结合剂对磨料把持力较弱，磨料容易脱落，导致砂轮使用寿命较短；同时刚玉磨料在高速重载荷磨削条件下，磨削刃口消耗较快，易钝化，造成砂轮在长期使用中不够锋利，产生高磨削热，导致钢轨材料切除效率低，钢轨修磨表面质量差，极容易出现烧伤发蓝现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种高硬度、高锋利度及高耐磨钢轨修磨用复合砂轮及制造方法，该砂轮使用寿命长、锋利度高，可以减少修磨引起的钢轨烧伤发蓝，显著改善钢轨修磨表面质量，提高了砂轮抗冲击，重负载的能力。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种复合砂轮，包括基体1和工作层2，工作层2镶嵌在基体1上，其特征在于，工作层2包括陶瓷结合剂超硬磨料烧结块3、树脂结合剂；所述树脂结合剂均匀混合锆刚玉磨料4，陶瓷结合剂超硬磨料烧结块3等间距竖直分布于所述树脂结合剂中；陶瓷结合剂超硬磨料烧结块3包括金刚石和立方氮化硼。

进一步的，相邻陶瓷结合剂超硬磨料烧结块3之间的角度间隔为15°-30°；陶瓷结合剂超硬磨料烧结块3尺寸为：长40-60 mm，宽10-30 mm，高4-10 mm。

进一步的，所述树脂结合剂为改性酚醛树脂，锆刚玉磨料4粒度为14-16目。

一种复合砂轮的制备方法，具体步骤如下：

（1）按质量比例称取金刚石、立方氮化硼、陶瓷结合剂和NaCl颗粒，加入适量糊精液后搅拌均匀制成混合料，并填装进模具中，冷压压制成坯；

（2）混合料冷压成坯后置于烘箱内烘干硬化，然后以3~6 ℃/min速率升温到600-800℃，保温2-5 h后随炉冷却，取出，制作出陶瓷结合剂超硬磨料烧结块3；

（3）将锆刚玉磨料4用糠醛均匀湿润，加入树脂结合剂，混合均匀，投入模具中，制作树脂结合剂锆刚玉磨料；

（4）将陶瓷结合剂超硬磨料烧结块3竖直插入到装有树脂结合剂锆刚玉磨料模具中；

（5）将步骤（4）模具放入热压机中，脱模成型，得到砂轮坯；

（6）将上述砂轮坯置入烘箱，烘干硬化，得到复合砂轮成品。

进一步的，步骤（1）中金刚石和立方氮化硼混合磨料质量占比为30%~60%，其中金刚石与立方氮化硼质量比为1:1，陶瓷结合剂质量占比为20%~50%，NaCl颗粒质量占比为5%~20%。

进一步的，NaCl颗粒为造孔剂，糊精液为冷压成型剂。