[发明专利]一种高强度高耐热树脂砂轮的制备方法

说明书

本发明涉及金属切割工具制品制备技术领域，具体涉及一种高强度高耐热树脂砂轮的制备方法。本发明将碳化硅放入电弧室中放电加热，生成放电产物，然后以石墨粉为原料制得氧化产物，再将氧化产物与钛酸四丁酯混合制得干燥产物，最后将环氧树脂与放电产物、干燥产物等，混合熔融均匀后倒入模具中固化制得高强度高耐热树脂砂轮，碳化硅在通电时产生的热量巨大，使铁熔化并蒸发为气体，对碳化硅纳米材料的生成起到了很好的催化作用，高锰酸钾和双氧水的氧化作用使石墨烯表面引入含氧基团，并形成碳空位，使石墨烯能够和二氧化钛分子更易于附和粘结，进一步加强树脂砂轮的硬度和耐热性，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及金属切割工具制品制备技术领域，具体涉及一种高强度高耐热树脂砂轮的制备方法。

背景技术

磨料磨具行业是机床工具工业中的一个重要不可缺少的行业，其产品广泛应用于加工制造业中的各行各业，而且近年来涉及的应用领域不断得到扩展。

砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具，是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。砂轮在使用时高速旋转，因此对砂轮的强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐性能等均有较高的要求。制备砂轮所用磨料主要包括不同类型的刚玉、碳化硅及金刚石等。按照结合剂种类的不同，砂轮可分为树脂砂轮、金属砂轮、橡胶砂轮和陶瓷砂轮，其中树脂砂轮主要是用酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和聚乙烯醇树脂等作为结合剂。

树脂砂轮是在磨料中加入树脂结合剂、芯圈加强环、玻璃纤维增强网，经压坯、干燥和烧制而成的多孔体。树脂砂轮具有强度高、耐冲性、弹性大等特点，适用于v＞50m/s的高速磨削，在磨削时发热量小，不易阻塞，且由于具有一定的弹性，有利于改善工件表面的粗糙度，被广泛用于铁、不锈钢、陶瓷、玻璃等硬脆性材料的磨削加工。

目前，现有的树脂砂轮成型工艺存在以下缺点：1、传统树脂砂轮在打磨铸铁件时由于磨料自身硬度的不足，存在磨削效率低下、手感不锋利和砂轮耐用度不高的缺陷。存在这些问题的主要原因是铸铁材料由于含碳量高，比普通钢材硬度更高，传统的树脂砂轮配方中多以棕刚玉磨料为主，由于磨料自身硬度不高，在打磨铸铁时砂轮会显得钝且不锋利，并且会影响砂轮耐用度。2、耐热性较差，从而很大程度上制约了树脂砂轮的使用效率和寿命。3、树脂砂轮中的粘结剂为有机高分子材料，其制品在长时间存放过程中，易受到环境的影响产生老化，内聚强度下降，造成砂轮性能衰减，同时砂轮中的树脂粘结剂和磨料存在有机与无机的结合界面，磨料表面的清洁度、含水率及自身颗粒形状都会降低界面粘合性能，使其性能衰减降低20%以上。另外，现有技术中的树脂砂轮都不防水，使其在工作过程中不可以用磨削液研磨，影响其散热效果，严重时还会在工件切口断面留有烧蚀痕迹和毛刺，同时也造成砂轮的树脂类结合剂被碳化，导致砂轮易发生脆裂损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前树脂砂轮硬度低，容易磨损，同时耐热性不足在摩擦生热时易分解的缺陷，提供了一种高强度高耐热树脂砂轮的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高强度高耐热树脂砂轮的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）将石墨作为电弧放电室的阴极，将碳化硅和铁按质量比15:1混合得到混合物，并将混合物作为电弧放电室的阳极，将电弧室中充满氩气，充入氩气后抽真空放电，制得放电产物，备用；

（2）按重量份数计，称取4～5份石墨粉、2～3份硝酸钠和10～13份硫酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用搅拌器搅拌制得悬浊液；

（3）向上述烧杯中加入悬浊液质量1～2%的高锰酸钾粉末，升高水浴温度恒温反应制得氧化溶液，向烧杯中缓慢加入氧化溶液质量3～4倍的去离子水制得缓冲溶液，再向烧杯中加入缓冲溶液质量5～10%的过氧化氢溶液，常温下静置反应，反应后过滤得到滤渣，依次用盐酸和蒸馏水洗涤3～5次，得到氧化产物；