[发明专利]一种钢轨打磨用复合结合剂砂轮及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钢轨打磨用复合结合剂砂轮，其由下述重量百分比的原料组成：改性树脂粉28‑45%、铜锡合金粉18‑25%、碳纤维4~12%、硅灰石5‑10%、润湿剂1‑3%，余量为磨料。该复合结合剂砂轮自锐性好，寿命高，安全系数高，可以解决钢轨打磨时高频、高压、干磨极端条件下磨削遇到的难题，用其打磨钢轨，具有磨削时可承受压力大、磨削里程长、钢轨无烧伤等优点。

技术领域

本发明属于超硬磨料磨具技术领域，具体涉及一种钢轨打磨或恒压、高速、无冷却工况下用复合结合剂砂轮及其制备方法。

背景技术

在铁路运行过程中，由于路况的不均匀性和复杂多变性，导致钢轨的截面和轴向不均匀磨损。伴随着国内铁路的发展，列车运行速度的不断加快和运量的越发密集，轮轨之间出现的破坏现象变的越来越严重，我国每年用于更换和维修损伤车轮和钢轨的费用不断增高。钢轨打磨技术作为我国铁路维护的基本手段，对铁路的运行安全性及稳定性，起到至关重要的作用。

目前，钢轨打磨主要使用普通磨料砂轮，由于普通磨料砂轮自身性能的限制，钢轨养护打磨时，尚存在很多问题。比如磨削质量存在钢轨表面烧伤、震纹等缺陷；普磨砂轮磨削力不足，行车速度低、需要多遍重复打磨，打磨效率低；砂轮寿命短，必须频繁停车更换砂轮，运行成本高，性价比差。此外，普通砂轮及其原材料在生产、使用过程中均会对环境造成污染，甚至影响铁路电气化设备的正常运转。因此普磨砂轮超硬化趋势明显。

常规的超硬砂使用条件精密、冷却效果好。鉴于钢轨打磨条件恶劣，高频冲击、恒定压力以及无冷却的干磨，导致现有的常规超硬砂轮无法满足钢轨打磨使用要求，因此亟待开发适合钢轨打磨的专用砂轮。

CN110116377A公开了一种钢轨打磨用树脂结合剂CBN砂轮，其由下述重量百分比的原料组成：树脂粉为20%-50%，CBN210为15%-25%，CBN850为10%-25%，电解铜粉为3%-13%，绿碳化硅为12%-20%，偶联剂为1.4%-1.8%，聚丙烯单丝纤维为0.2%-0.6%，虽然其具有良好的打磨锋利型，能够满足铁路轨道维护打磨时的要求，但是其在高耐压性、磨削表面质量、以及打磨里程上仍有局限，急需改进。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种钢轨打磨用复合结合剂砂轮，该复合结合剂砂轮自锐性好，寿命高，安全系数高，可以解决钢轨打磨时高频、高压、干磨极端条件下磨削遇到的难题，用其打磨钢轨，具有磨削时可承受压力大、磨削里程长、钢轨无烧伤等优点。

本发明还提供了上述钢轨打磨用复合结合剂砂轮的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢轨打磨用复合结合剂砂轮，其由下述重量百分比的原料组成：改性树脂粉28-45%、铜锡合金粉18-25%、碳纤维4~12%、硅灰石5-10%、润湿剂1-3%，余量为磨料。

进一步的，所述改性树脂粉经下述处理获得：将聚酰亚胺树脂粉与纳米铜粉以质量比7:3-4混合搅拌，然后放入行星式球磨机机械球磨3-7h，获得混合粉；将混合粉投入微型注塑机注塑成直径1-2cm的改性树脂颗粒，再经气流粉碎机气流粉碎即得粒度为100-200μm的改性树脂粉。

本发明配方中，改性树脂中的树脂粉为经过特殊处理的聚酰亚胺树脂粉，其经过纳米铜粉改性的树脂，纳米铜粉的存在一方面增加了树脂韧性，磨削时可以增加砂轮寿命，另一方面纳米铜粉可以提高树脂的导热性，在成型过程中提高组织均匀升温性，同时铜粉可活化结合剂中的金属组分，改善树脂态和合金态的界面状态，提高结合剂体系中树脂与金属的界面结合力，从而提高砂轮整体强度以及对磨料的把持力，减小磨料的非正常脱落。