專利名稱：：薄型樹脂砂輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種薄型樹脂砂輪。具體地說，本發(fā)明涉及的樹脂砂輪包括切割片和角磨片。
背景技術(shù)：
：薄型樹脂砂輪包括切割片和角磨片，這些樹脂砂輪廣泛應(yīng)用于機械加工。這些薄型樹脂砂輪，尤其是高速薄型樹脂砂輪可以進行切割、整形以及打磨加工材料之類的操作，應(yīng)用范圍很廣。這些砂輪通常由粘結(jié)劑將磨料顆粒結(jié)合在一起形成一個圓盤結(jié)構(gòu)。目前，樹脂砂輪中通常使用的磨料為棕剛玉(BFA)，主要化學(xué)成分是AL2O3，其強度高、韌性大。在國內(nèi)市場上，樹脂砂輪的常規(guī)尺寸包括400X3X25mm、100X6X22mm，125X6X22mm和150X6X22mm。樹脂砂輪通過混料、壓制及固化等步驟制成。上述規(guī)格中的400X3X25mm的樹脂砂輪通常用于鑄造、金屬切割及機加工等領(lǐng)域切割。當采用功率為3KW而轉(zhuǎn)速為2870rpm的設(shè)備在20#碳鋼上使用規(guī)格為400X3X25mm的樹脂砂輪時，這種樹脂砂輪的磨削比(G-ratio，g卩，材料去除量/砂輪磨損量)為0.5-0.8之間。100X6X22mm,125X6X22mm和150X6X22mm這些規(guī)格的樹脂砂輪通常用于造船、機加工以及重型機械等領(lǐng)域打磨，這些規(guī)格的樹脂砂輪需要平衡磨削比和打磨效率(GE，材料去除量/打磨時間，g/min)之間的關(guān)系。當采用功率為1.4KW轉(zhuǎn)速為IOOOOrpm的設(shè)備對45#碳鋼板進行打磨時，125X6X22mm的樹脂砂輪的磨削比和打磨效率分別為6_8和22_25g/min。然而，以棕剛玉作為基本原材料制造而成的高速樹脂砂輪成本是相對較高的。Norton公司的加拿大專利第1025672號公開了一種樹脂砂輪，其中的磨料混合物包括石榴石、氧化鋁、鋯剛玉或鋯尖晶石磨料，其中磨料混合物包含5-50%體積的石榴石。常規(guī)的石榴石包括17.5士2.5%Α1203、22·5士2.5%Fe2O3以及37.5士2.5%SiO20石榴石是一種低成本的磨料。但是盡管石榴石成價格很低，而且廣泛地分布在美國、加拿大、澳大利亞、印度和中國等國家，但是目前市場上沒有將石榴石作為高速薄型樹脂砂輪的磨料的產(chǎn)品出現(xiàn)，這是因為薄型樹脂砂輪在工作中會受到極大的壓力，而與其它磨料相比石榴石是非常脆的，而且硬度較低。包含石榴石的樹脂砂輪通常磨損率極高，而金屬打磨效率又低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種薄型樹脂砂輪，這種樹脂砂輪能以非常低的成本滿足高速打磨設(shè)備的使用性能要求。根據(jù)本發(fā)明的一種薄型樹脂砂輪包括具有磨料和粘結(jié)劑的磨削層，其中，該樹脂砂輪包括至少一層加強材料層，該加強材料層與磨削層相結(jié)合，所述磨削層中的磨料包含5%至70%體積的石榴石。較佳地，上述樹脂砂輪中的磨料包含5%至60%體積的石榴石。此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種切割片包括具有磨料和粘結(jié)劑的磨削層，其中，該切割片包括至少一層加強材料層，所述加強材料層與所述磨削層相結(jié)合，磨削層中的磨料包含5%至60%體積的石榴石。較佳地，在上述切割片中，加強材料層設(shè)置在磨削層內(nèi)部。較佳地，加強材料層設(shè)有兩層，兩層加強材料層可以分別設(shè)置在磨削層的兩個外表面上。此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種角磨片包括具有磨料和粘結(jié)劑的磨削層，其中，角磨片包括至少兩層加強材料層，加強材料層與磨削層相結(jié)合，磨削層中的磨料包含5%至70%體積的石榴石。較佳地，在上述角磨片中，加強材料層中的第一層加強材料層結(jié)合在磨削層內(nèi)部，從而將所述磨削層劃分成一襯底層和一打磨層，所述加強材料層中的第二層加強材料層覆蓋在所述襯底層的外表面上。較佳地，在上述角磨片，加強材料層還包括第三層加強材料層，其至少局部地覆蓋所述磨削層的打磨層的外表面上。此外，角磨片的襯底層中的磨料包含100%體積的石榴石，而所述打磨層中的磨料包含0%至50%體積的石榴石，其余磨料較佳地均為棕剛玉(BFA)。較佳地，磨削層內(nèi)部可以結(jié)合有兩層加強材料層，從而將磨削層分為襯底層、中間層和打磨層，其中所述襯底層中的磨料包含100%體積的石榴石，而所述打磨層中的磨料包含0%至50%體積的石榴石。此外，根據(jù)本發(fā)明的切割片的工作轉(zhuǎn)速在72m/s-120m/s的范圍內(nèi)，即，切割片以72m/s至120m/s的線速度切割工件，切割片的厚度在0.5_10mm之間。根據(jù)本發(fā)明的角磨片的工作轉(zhuǎn)速在72m/s-120m/s的范圍內(nèi)，即，角磨片以72m/s至120m/s的線速度打磨工件，角磨片的厚度在3-8mm之間。上述的加強材料層為織造纖維網(wǎng)，較佳地，所述加強材料層為玻璃纖維網(wǎng)布。圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的切割片的剖面示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的切割片的剖面示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的角磨片的剖面示意圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的角磨片的剖面示意圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明第五實施例的角磨片的剖面示意圖。具體實施例方式圖1-5為根據(jù)本發(fā)明的薄型樹脂砂輪的多種實施例的示意圖。本發(fā)明涉及的樹脂砂輪為高速薄型的樹脂砂輪，通常這些樹脂砂輪適于以72m/s至120m/s的切向接觸速度與工件接合，這些樹脂砂輪可包括切割片和角磨片。圖1-2為根據(jù)本發(fā)明的切割片的實施例的示意圖，而圖3-5為根據(jù)本發(fā)明的角磨片的實施例的示意圖。該樹脂砂輪包括磨削層和與磨削層相結(jié)合的至少一層加強材料層，在具體實施方式中為玻璃纖維網(wǎng)布，其中磨削層的混合物包括5%-70%體積的石榴石。以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明的多個實施例作具體說明。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的切割片的剖面結(jié)構(gòu)。切割片1中的磨削層被劃分成了第一磨削層10-1和第二磨削層10-2，并且切割片還特別包括位于第一磨削層和第二磨削層之間的纖維網(wǎng)布20。切割片的厚度通常在0.5-4mm之間。磨削層包括磨料、粘結(jié)劑和合適的添加劑，根據(jù)本發(fā)明，切割片的磨削層中的磨料包括5%-60%的石榴石，其余的磨料為BFA。需說明的是，也可以在磨削層內(nèi)部設(shè)置兩層玻璃纖維網(wǎng)布20，相應(yīng)地磨削層將被劃分成三層。比較實例一根據(jù)第一實施例的切割片的剖面結(jié)構(gòu)制成規(guī)格為400X3X25mm的多個切割片，將這些切割片與中國市場上常規(guī)砂輪進行比較。切割片的磨削層包括52%體積的磨料、32%體積的粘結(jié)劑和16%體積的氣孔。粘結(jié)劑包括酚醛樹脂和硫鐵礦、冰晶石等填料。磨料混合物可以包括5%-60%體積的石榴石，其余為棕剛玉(BFA)，其中棕剛玉的粒度范圍在F16-F80內(nèi)(GB-T2481.1-1998)，而石榴石的粒度在F20-F80(GB-T2481.1-1998)的范圍內(nèi)。下表中列出了包含不同含量的石榴石切割片的測試數(shù)據(jù)表一<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從上表的數(shù)據(jù)可以看到，即使磨料中石榴石的體積含量達到60%，采用本發(fā)明優(yōu)化結(jié)構(gòu)的切割片其性能仍可達到中國市場常規(guī)砂輪的技術(shù)要求。但是，需說明的是，當石榴石的體積百分比含量超過60%，切割砂輪的性能和質(zhì)量會明顯劣化，達不到使用標準。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的切割片的剖面結(jié)構(gòu)。作為另一種變化形式，切割片包括一層磨削層10，在該磨削層10的上下兩個表面上分別設(shè)置兩層玻璃纖維網(wǎng)布20-1和20-2。該磨削層同樣包括磨料、粘結(jié)劑和合適的添加劑，而磨料包括5%-60%體積的石榴石。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的角磨片3的剖面結(jié)構(gòu)。該角磨片3從圖示方向至上而下分別包括覆蓋磨削層的上表面的第一玻璃纖維網(wǎng)布20-1、置于磨削層內(nèi)的第二玻璃纖維網(wǎng)布20-2和局部覆蓋磨削層的下表面第三玻璃纖維網(wǎng)布20-3。這樣，磨削層被第二玻璃纖維網(wǎng)布20-2劃分成了一個襯底層10-1和一個打磨層10-2。磨削層同樣包括磨料、粘結(jié)劑和合適的添加劑，其中整個角磨片中的磨料包含5%-70%體積的石榴石。較佳地，角磨片3的襯底層10-1中的磨料通常包含100%體積的石榴石，而打磨層10-2中的磨料可以包含0-50%體積的石榴石。比較實例二根據(jù)第三實施例的角磨片的剖面結(jié)構(gòu)制成規(guī)格為125X6X22mm的多個角磨片，將這些角磨片與中國市場上常規(guī)砂輪進行比較。根據(jù)本發(fā)明的角磨片包括40%體積的襯底層，60%體積的打磨層以及三層玻璃纖維網(wǎng)片。襯底層中的磨料100%體積為石榴石，而打磨層中的石榴石的體積百分比在0%到50%之間，其余的磨料選用BFA。其中棕剛玉的粒度范圍在F16-F80內(nèi)(GB-T2481.1-1998)，而石槽石的粒度在F20-F80(GB-T2481.1-1998)的范圍內(nèi)。下表中列出了包含不同含量的石榴石切割片的測試數(shù)據(jù)表二<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實驗結(jié)果表明，當襯底層中的石榴石含量達到100%而打磨層中的石榴石含量達到50%(石榴石的總含量約為70%)時，根據(jù)本發(fā)明的角磨片的磨削比和GE仍可達到中國市場上常規(guī)砂輪的技術(shù)要求。本發(fā)明的角磨片基本不會引起工件燒傷。當石榴石的體積含量超過70%時，角磨片的整體性能會顯著下降。此外，還可以看到，當角磨片中打磨層含有10%的石榴石(即2號打磨片)時，角磨片的打磨效率(GE)比打磨層使用100%體積的BFA(即1號打磨片)更高。當為獲得較佳的磨削比(G-ratio)而在打磨層中采用50%的石榴石時，可加大砂輪硬度等級至R級。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的角磨片的剖面結(jié)構(gòu)。圖4所示的角磨片4從上而下包括第一玻璃纖維網(wǎng)布20-1、襯底層10-1、第二玻璃纖維網(wǎng)布20-2以及打磨層10-2。同樣地，作為磨削層的襯底層10-1和打磨層10-2包括磨料和粘結(jié)劑，并且還包括合適的添加劑。這種角磨片4中石榴石的體積百分比的含量在5%-70%的范圍內(nèi)。較佳地，角磨片4的襯底層10-1中磨料可以包含100%體積的石榴石，而打磨層10-2中的磨料可以包含0-50%體積的石榴石。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的角磨片的剖面結(jié)構(gòu)。與圖4的實施例不同的，圖5所示的角磨片5的兩層玻璃纖維網(wǎng)布20-1和20-2均設(shè)置在磨削層的內(nèi)部，相應(yīng)地，磨削層被分成了三成，圖示最上方的一層為襯底層10-1，圖示最下方的一層打磨層10-2，襯底層10-1和打磨層10-2之間有一層中間層10-3。同樣地，角磨片4的襯底層10-1中磨料可以包含100%體積的石榴石，打磨層10-2中的磨料可以包含0-50%體積的石榴石，而中間層的材料可以根據(jù)實際應(yīng)用進行選擇。此外，圖5的角磨片5也可以在打磨層外表面上局部地設(shè)置一玻璃纖維網(wǎng)布(參見圖3中玻璃纖維網(wǎng)布20-3)的設(shè)置。需說明的是，也可以在磨削層內(nèi)部設(shè)置三層玻璃纖維網(wǎng)布20，相應(yīng)地磨削層將被劃分成四層。此外，對于圖1和2所示的圓形切割片，其直徑范圍在25_900mm之間，較佳地在100-400mm之間，而切割片的厚度在0.5_10mm之間，較佳在0.5_4mm之間。對于圖3和4所示的角磨片，其直徑范圍在50-300mm之間，而其厚度在3_8mm之間。在根據(jù)本發(fā)明的切割片和角磨片之類的樹脂砂輪中所采用的玻璃纖維網(wǎng)布是通過將玻璃纖維織造并浸膠后形成的，單絲直徑一般在9-11μm。此外，磨削層中包含的添加劑可以是水石膏、活性填料及非活性填料等。此外，結(jié)合成本和實際使用時的技術(shù)要求，較佳地，對于圖1和圖2所示的切割片，石榴石的體積含量可以控制在50%-60%范圍內(nèi)；對于圖3和圖4所示的打磨片，襯底層的石榴石的體積含量較佳地控制在100%，而打磨層的石榴石體積含量控制在0%-50%之間。對于圖1所示的切割片1，一層玻璃纖維網(wǎng)布20通常設(shè)置在磨削層10的中間位置。對于圖3和4所示的角磨片3、4，襯底層10-1和打磨層10-2的厚度比例可以在1:9-4:6的范圍內(nèi)變化，較佳地，襯底層10-1的厚度應(yīng)該控制在整個角磨片的厚度的40%以下，以確保角磨片的整體加工性能不受影響；對于圖5所示的角磨片5，襯底層10-1，中間層10-3與打磨層10-2之間的厚度比例較佳地可以為127或235。本發(fā)明中的石榴石可以包括鎂鋁榴石、鐵鋁榴石、錳鋁榴石、鈣鋁榴石、鈣鉻榴石或鈣鐵榴石。根據(jù)本發(fā)明的薄型樹脂砂輪中的磨料，除了石榴石之外其余的磨料較佳地選用棕剛玉。盡管上述附圖和說明對本發(fā)明的幾個特定實施例進行了描述，但上述描述僅為清楚描述本發(fā)明的較佳實施方式，并不對本發(fā)明的保護范圍起到任何限定作用，本發(fā)明的保護范圍將由所附權(quán)利要求書限定。權(quán)利要求一種薄型樹脂砂輪，所述樹脂砂輪包括具有磨料和粘結(jié)劑的磨削層，其特征在于，所述樹脂砂輪包括至少一層加強材料層，所述加強材料層與所述磨削層相結(jié)合，所述磨削層中的所述磨料包含5％至70％體積的石榴石。2.如權(quán)利要求1所述的薄型樹脂砂輪，其特征在于，所述石榴石包括鎂鋁榴石、鐵鋁榴石、錳鋁榴石、鈣鋁榴石、鈣鉻榴石或鈣鐵榴石。3.如權(quán)利要求1所述的薄型樹脂砂輪，其特征在于，所述加強材料層為織造纖維網(wǎng)，較佳地，所述加強材料層為玻璃纖維網(wǎng)布。4.一種切割片，所述切割片包括具有磨料和粘結(jié)劑的磨削層，其特征在于，所述切割片包括至少一層加強材料層，所述加強材料層與所述磨削層相結(jié)合，所述磨削層中的所述磨料包含5%至60%體積的石榴石。5.如權(quán)利要求4所述的切割片，其特征在于，所述加強材料層設(shè)置在所述磨削層內(nèi)部。6.如權(quán)利要求4所述的切割片，其特征在于，所述加強材料層設(shè)有兩層。7.如權(quán)利要求6所述的切割片，其特征在于，所述兩層加強材料層分別設(shè)置在所述磨削層的兩個外表面上。8.如權(quán)利要求4所述的切割片，其特征在于，切割片以72m/s至120m/s的線速度切割工件，所述切割片的厚度在0.5-10mm之間。9.如權(quán)利要求4所述的切割片，其特征在于，所述加強材料層為織造纖維網(wǎng)，較佳地，所述加強材料層為玻璃纖維網(wǎng)布。10.一種角磨片，所述角磨片包括具有磨料和粘結(jié)劑的磨削層，其特征在于，所述角磨片包括至少兩層加強材料層，所述加強材料層與所述磨削層相結(jié)合，所述磨削層中的所述磨料包含5%至70%體積的石榴石。11.如權(quán)利要求10所述的角磨片，其特征在于，所述加強材料層中的第一層加強材料層結(jié)合在磨削層內(nèi)部，從而將所述磨削層劃分成一襯底層和一打磨層，所述加強材料層中的第二層加強材料層覆蓋在所述襯底層的外表面上。12.如權(quán)利要求10所述的角磨片，其特征在于，所述至少兩層加強材料層結(jié)合在所述磨削層內(nèi)部，從而將磨削層分為襯底層、中間層和打磨層。13.如權(quán)利要求10-12之一所述的角磨片，其特征在于，所述加強材料層還包括第三層加強材料層，其至少局部地覆蓋所述磨削層的所述打磨層的外表面外。14.如權(quán)利要求11或12所述的角磨片，其特征在于，所述襯底層中的磨料包含100%體積的石榴石，而所述打磨層中的磨料包含0%至50%體積的石榴石，其余磨料較佳地為棕剛玉。15.如權(quán)利要求10所述的切割片，其特征在于，角磨片以72m/s至120m/s的線速度打磨工件，所述角磨片的厚度在3-8mm之間。16.如權(quán)利要求10所述的切割片，其特征在于，所述加強材料層為織造纖維網(wǎng)，較佳地，所述加強材料層為玻璃纖維網(wǎng)布。全文摘要本發(fā)明涉及一種薄型樹脂砂輪。具體地說，本發(fā)明涉及的樹脂砂輪包括切割片和角磨片。根據(jù)本發(fā)明的薄型樹脂砂輪包括具有磨料和粘結(jié)劑的磨削層，其中，該樹脂砂輪包括至少一層加強材料層，該加強材料層與磨削層相結(jié)合，所述磨削層中的磨料包含5％至70％體積的石榴石。文檔編號B24D3/32GK101817171SQ20091004684公開日2010年9月1日申請日期2009年2月27日優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日發(fā)明者李建勛,聶大仕,郁文俊,郭云鋒申請人:圣戈班研發(fā)(上海)有限公司