一种砂轮用复合基体材料、制备方法及砂轮的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种砂轮用复合基体材料、制备方法及砂轮，该复合基体材料包含以下质量百分比的组分：棕刚玉烟尘30％～60％、聚酰亚胺树脂25％～55％、金属添加剂10％～20％、硅烷偶联剂0.2％～2％。本发明的砂轮用复合基体材料，基体成分中含有与磨料层成分相同或相近的聚酰亚胺树脂和棕刚玉生产中的回收物，基体与磨料层之间的界面相容性好，界面结合强度高，磨料层不易脱环或掉块；具有自消耗作用，在与工件接触时可以在磨削力作用下像磨料层一样脱落，不会损伤工件，而且可以提高砂轮的磨削质量；用于聚酰亚胺树脂结合剂砂轮，具有抗压、减振、提高砂轮加工质量的作用。
【专利说明】-种砂轮用复合基体材料、制备方法及砂轮
【技术领域】
[0001] 本发明属于砂轮【技术领域】，具体涉及一种砂轮用复合基体材料，同时还涉及一种 砂轮用复合基体材料的制备方法及使用该基体材料的砂轮。
【背景技术】
[0002] 砂轮是指用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的固结磨具，其是磨具中用量最 大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，适用于加工各种金属和非金属材料。砂轮的种类 繁多，不同砂轮可分别对工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨，以 及切断和开槽等。砂轮按所用磨料不同，分为普通磨料（刚玉和碳化硅等）砂轮和超硬磨 料（金刚石和立方氮化硼）砂轮两类。
[0003] 超硬磨料砂轮是用金刚石或立方氮化硼磨料制成的砂轮，一般包括基体和磨料 层。传统的超硬磨料砂轮常用的基体材料是铝基体、钢基体等。上述基体材料经过初步加 工后制成砂轮基体毛坯，然后与磨料层一起进行热压成型或将磨料层粘接到基体上制备出 砂轮。如专利CN202922423U公开了一种碗型树脂金刚石砂轮，包括碗型铝基体，碗型铝基 体底部中心设有固定孔，碗型铝基体的上边沿设有环形工作层；专利CN103600308A公开了 一种复合结合剂金刚石砂轮的制备方法，其步骤3)是将加工好的钢基体置入模具中，即使 用的是钢基体。上述基体的缺点是：（1)磨料层与基体之间的界面结合强度低，磨料层易脱 环或掉块；（2)基体在磨削过程中不具有自消耗作用，会损伤工件，导致被加工工件的表面 质量降低甚至砂轮无法继续使用；（3)基体刚性与磨料层匹配性差，降低砂轮磨削质量。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种砂轮用复合基体材料，解决现有超硬磨料砂轮基体与磨 料层界面结合强度低、无自消耗作用，易对加工工件产生损伤的问题。
[0005] 本发明的第二个目的是提供一种砂轮用复合基体材料的制备方法。
[0006] 本发明的第三个目的是提供一种使用上述复合基体材料的砂轮。
[0007] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种砂轮用复合基体材料，包含 以下质量百分比的组分：棕刚玉烟尘30%?60%、聚酰亚胺树脂25%?55%、金属添加剂 10%?20%、硅烷偶联剂0? 2%?2%。
[0008] 所述棕刚玉烟尘为棕刚玉生产过程中排放的烟尘回收物。
[0009] 所述聚酰亚胺树脂为热固性聚酰亚胺树脂。
[0010] 所述金属添加剂为铜粉、铁粉、铝粉、锡粉、锌粉中的任意一种或多种。
[0011] 所述铁粉为还原铁粉。
[0012] 所述娃烧偶联剂为Y_氨丙基二乙氧基娃烧（KH550)、Y- (2, 3_环氧丙氧）丙基 三甲氧基硅烷（KH560)、(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570)中的任意一种或 多种。
[0013] 一种上述的砂轮用复合基体材料的制备方法，包括下列步骤：
[0014] 1)取硅烷偶联剂用水稀释后，加入棕刚玉烟尘，混合均匀后干燥，过筛，得混合粉 A；
[0015] 2)取聚酰亚胺树脂粉、金属添加剂粉与步骤1)所得混合粉A混合均匀，得混合粉 B；
[0016] 3)将步骤2)所得混合粉B置于模具中，热压成型，即得所述砂轮用复合基体材料。
[0017] 步骤1)中，所述稀释倍数不小于100倍。
[0018] 步骤1)中，所述干燥的温度为80?100°C，干燥时间为8?12h。
[0019] 步骤3)中，所述热压成型的温度为200?250°C，保温30?120min。
[0020] 所述棕刚玉烟尘为棕刚玉生产过程中的烟尘回收料，主要成分是八1203、510 2等，其 粒径分配及百分表如下表1所示。将棕刚玉烟尘回收后进行粒度分级，选择比磨料层主要 磨料粒径小50 %及以上的棕刚玉烟尘回收料制备相对应的砂轮基体。
[0021] 表1棕刚玉烟尘的粒级分配和百分比表
[0022]
【权利要求】
1. 一种砂轮用复合基体材料，其特征在于：包含以下质量百分比的组分：棕刚玉烟尘 30%?60%、聚酰亚胺树脂25%?55%、金属添加剂10%?20%、硅烷偶联剂0. 2%? 2%。
2. 根据权利要求1所述的砂轮用复合基体材料，其特征在于：所述棕刚玉烟尘为棕刚 玉生产过程中排放的烟尘回收物。
3. 根据权利要求1或2所述的砂轮用复合基体材料，其特征在于：所述金属添加剂为 铜粉、铁粉、错粉、锡粉、锋粉中的任意一种或多种。
4. 根据权利要求3所述的砂轮用复合基体材料，其特征在于：所述铁粉为还原铁粉。
5. 根据权利要求1或2所述的砂轮用复合基体材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为 氨丙基三乙氧基硅烷、Y-(2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、(甲基丙烯酰氧） 丙基二甲氧基娃烧中的任意一种或多种。
6. -种如权利要求1所述的砂轮用复合基体材料的制备方法，其特征在于：包括下列 步骤： 1) 取硅烷偶联剂用水稀释后，加入棕刚玉烟尘，混合均匀后干燥，过筛，得混合粉A ; 2) 取聚酰亚胺树脂粉、金属添加剂粉与步骤1)所得混合粉A混合均匀，得混合粉B; 3) 将步骤2)所得混合粉B置于模具中，热压成型，即得所述砂轮用复合基体材料。
7. 根据权利要求6所述的砂轮用复合基体材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中， 所述稀释倍数不小于100倍。
8. 根据权利要求6所述的砂轮用复合基体材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中， 所述干燥的温度为80?100°C，干燥时间为8?12h。
9. 根据权利要求6所述的砂轮用复合基体材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中， 所述热压成型的温度为200?250°C，保温30?120min。
10. -种砂轮，包括基体和附着在基体表面的磨料层，其特征在于：所述基体为权利要 求1所述的基体材料，所述磨料层包括磨料和结合剂，所述结合剂含有聚酰亚胺树脂。
【文档编号】B24D3/02GK104440600SQ201410647062
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】赵延军, 张高亮, 刘权威, 王礼华 申请人:郑州磨料磨具磨削研究所有限公司