[发明专利]一种砂盘及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种砂盘及其制备方法，属于加工工具技术领域。

背景技术

砂盘主要用于各种金属(如船厂船体)的除锈、打毛刺等磨削抛光，还可用于水泥地面的打磨抛光。目前砂盘是在基体上涂上一层底胶后植砂，经初步烘干固化并定型后，再涂上一层胶和一层砂，经再烘干定型涂胶固化后制成。这种砂盘生产工序复杂，基体强度低，成本高，安全性能不稳定，防潮或耐水性能差、不适合室外作业和带水作业等缺陷，并常因为强度低而发生打磨时磨片破碎飞出伤人的安全事故。而且，这种砂盘在作业的时候会产生大量碎屑并伴随产生大量摩擦热量，碎屑和热量不能快速排出，砂盘自锐性差，影响磨削效率，并伴随着有烧伤工件的可能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种综合性能好、散热快、能自动排屑、自锐性好、安全性能高的砂盘。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种砂盘，包括砂盘基体，砂盘基体中间开设有安装孔，所述砂盘还包括磨削层，所述磨削层设置在砂盘基体一侧，所述磨削层和砂盘基体还贯通设置有若干通孔，所述磨削层主要由以下成分(以重量份数计)组成：磨料：100份，结合剂：15-20份，填料：15-30份。

本发明砂盘的结构简单，主要由砂盘基体和磨削层组成，而且在磨削层和砂盘基体上贯通设置有若干个通孔，因此，砂盘在工作过程中产生的碎屑能自动从通孔排出，自锐性好，提高了磨削效率，而且碎屑不会四处飞溅而发生安全事故，安全系数高。此外，通孔还可以散热由砂盘与工件摩擦产生的热量，降低砂盘与加工工件间的温度，保证加工工件质量，延长砂盘的使用寿命。

在上述的一种砂盘中，所述磨料主要由刚玉和碳化硅组成，其中，刚玉的重量百分比为60-80％。本发明磨料优选刚玉和碳化硅组成，刚玉不仅硬度、强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性、自锐性、耐用性等性能较为优越，且加工工件表面质量高，不易烧伤工件。本发明进一步优选刚玉由白刚玉、单晶刚玉、锆刚玉中的一种或多种组成，因为白刚玉、单晶刚玉、锆刚玉在磨削时发热量都较小，在磨削过程中不容易烧伤工件，磨削性能更好，砂盘使用寿命更久。但是刚玉的适用性存在不足，它比较适合加工钢材，而不适合加工硅酸盐材料(如玻璃、陶瓷、混凝土、耐火材料等)、铸铁或钛；因为硅和硅酸盐会与刚玉在磨削高温下会发生反应，使刚玉磨耗很快。而碳化硅的磨削适用性恰好与刚玉相反，碳化硅不宜用于磨削钢材，但却能较好的研磨铸铁、非金属材料(如玻璃、陶瓷等)，也适合于磨削某些有色金属，如锌、铜及其合金、硬质合金等。因此，本发明磨料采用刚玉系列和碳化硅系列复配而成，结合两者的优缺点，依据所运用的加工对象可适当调整刚玉与碳化硅的组成比例。

在上述的一种砂盘中，所述磨料的粒度为10#-100#。本发明采用的磨料的粒度较粗，加大了砂轮的气孔率，进一步提高了砂盘在磨削时的散热性能，保证砂盘在磨削过程中摩擦产生的热量能快速散发出去，不烧伤工件，延长砂盘使用寿命更久。

在上述的一种砂盘中，所述填料主要由以下成分组成：冰晶石：2-4份，氮化物：3-6份，沸石粉：2-5份，氧化铁：2-4份，萤石：3-6份，空心氧化铝：3-5份；所述填料的粒径为10-50μm。填料的加入主要为了起到改变砂盘性能的同时降低砂盘的成本。本发明填料中的冰晶石可以降低砂盘磨削热，增强自锐性，防止砂盘堵塞，提高砂盘的强度。氧化铁不仅具有补强作用，还能提高砂盘的耐热性。萤石可以增加砂盘的自锐性，减少烧伤，提高效率。空心氧化铝用于造成砂盘中的气孔，在磨削时起散热排屑作用。

除上述砂盘常用填料外，本发明填料中还加入了适量的氮化物和沸石粉。沸石粉能够与空心氧化铝一样提高砂盘的气孔率，与空心氧化铝起到协同增加砂盘气孔率的作用，改善散热性能，保证砂盘在磨削过程中摩擦产生的热量能快速散发出去，避免磨削过程中高温烧伤工件。而氮化物的导热能力很强，本发明进一步优选AlN、Si₃N₄、BN中的一种或多种，它们的导热系数在120-150W/(m·K)之间，这些氮化物分散在磨削层中形成了类似网状或链状结构形态的导热网链，砂盘的导热率提高很快。因此，砂盘在工作时就可以快速的把摩擦产生的热量传导到砂盘的各表面，然后通过热量辐射将摩擦产生的热量散发到空气中，降低砂盘与工件的温度，既能保证工件不被烧伤，又能延长砂盘的使用寿命。

而为了使填料能很好的分散到磨削层中起到加强和改善砂盘的性能，填料的粒径不宜过大，尤其是氮化物的粒径，过大会导致氮化物不能很好的分散而形成导热网链，因此，导热效果会大幅下降。