[发明专利]一种改性氮化硅防水型树脂砂轮的制备方法

说明书

本发明涉及砂轮制备技术领域，具体涉及一种改性氮化硅防水型树脂砂轮的制备方法。本发明以改性酚醛树脂为基材，改性自制氮化硅纤维和自制混合液作为补强剂，并辅以过硫酸钠和蜗牛粘液等制备得到改性氮化硅防水型树脂砂轮，首先利用硼酸和苯胺对酚醛树脂进行双重改性，形成的硼酸苯酚酯结构，有利于树脂砂轮的耐高温性得到提高，向硼酚醛树脂中加入苯胺，通过苯胺的氮分子与硼酸的硼分子发生配位反应，从而提高硼酚醛树脂的耐水性，利用硅烷偶联剂对氮化硅纤维进行改性，提高氮化硅纤维和基材的相容性，继续加入大豆粉和单宁溶液，单宁与蛋白之间发生配位鞣合，进一步提高树脂砂轮的防水性，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及砂轮制备技术领域，具体涉及一种改性氮化硅防水型树脂砂轮的制备方法。

背景技术

砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮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。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。

砂轮中用以粘结磨料的物质称结合剂，结合剂的性能决定砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力。目前结合剂主要分为陶瓷、树脂、橡胶和金属四种，其中树脂结合剂强度高、弹性大、耐冲击，适用于v>50m/s的高速磨削，可制成薄片砂轮，用于磨槽、切割等。

树脂切割砂轮是以树脂为粘合剂，将松散的磨料粘结起来，固结成一定形状的薄片砂轮。树脂砂轮按磨料来分一般分为普通树脂砂轮和超硬树脂砂轮。普通树脂砂轮是以白刚玉、棕刚玉、碳化硅等普通磨料为主要磨削成分的砂轮，超硬树脂砂轮是以金刚石或CBN为主要磨削成分的砂轮。树脂砂轮具有磨削力小、磨削温度低、自锐性好、磨削效率高等优点，被广泛应用于硬质合金、陶瓷、玻璃等硬脆性材料的磨削加工中。

目前，现有的树脂砂轮成型工艺存在以下缺点：1、由于磨料较硬，磨料之间的粘结层十分微薄，导致磨料间的接触几乎是刚性接触，因此砂轮具有较高的刚度、磨削能力和磨削效率，但是这种砂轮使得被磨工件的表面易产生划痕，难以获得较好的表面加工质量；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。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。

因此，研制出一种能够解决上述性能问题的树脂砂轮非常有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前普通树脂砂轮耐热性较差，从而很大程度上制约了树脂砂轮的使用效率和寿命，另外树脂砂轮都不防水，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的缺陷，提供了一种改性氮化硅防水型树脂砂轮的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种改性氮化硅防水型树脂砂轮的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）将石英砂、活性炭和氧化钇混合研磨粉碎，得到研磨粉末，再向研磨粉末中加入研磨粉末质量3%的无水乙醇，继续混合搅拌，得到混合浆料，将混合浆料置于旋转蒸发仪中旋蒸，待无乙醇蒸出后，停止旋蒸，即得旋蒸物，将旋蒸物放入氧化铝瓷舟内，并置于管式炉中，在氨气保护下以3～5℃/min速率升温，保温处理，再改通氮气保护，以2～4℃/min速率升温，碳热还原反应，自然冷却至室温，出料，得到自制氮化硅纤维；

（2）将自制氮化硅纤维和硅烷偶联剂KH-570混合搅拌，得到混合物，再向混合物中加入混合物质量9%的橄榄油和混合物质量0.8%的酸奶，装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性自制氮化硅纤维；