[发明专利]用于铁路钢轨修磨的铁基结合剂锆刚玉砂轮及其制备方法

说明书

本发明涉及用于铁路钢轨修磨的铁基结合剂锆刚玉砂轮及其制备方法，其中，砂轮包括按重量百分比配置的如下组分：表面镀覆镍层的锆刚玉颗粒30～70％、铁基结合剂20～45％、黄铁粉末1～5％、冰晶石粉末1～5％、造孔剂粉末1～5％、碳酸钙粉末0.5～3％、镧粉末0.1～1.5％、铬粉末0.1～2％、石墨粉末0.1～1％、经表面改性处理的碳纳米管0.1～0.5％、经表面改性处理的石墨烯0.1～0.5％、碳化钨粉末1～5％；本发明所提供的砂轮中，磨料和填料相互作用，各组分之间可以起到补强的作用，可以显著提高铁基结合剂锆刚玉砂轮的强度、刚度，提高砂轮的耐磨性，增大砂轮的磨削性能，并且可以降低砂轮的密度。

技术领域

本发明涉及砂轮制造技术领域，具体涉及一种用于铁路钢轨修磨的铁基结合剂锆刚玉砂轮及其制备方法。

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；由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。

修磨的目的是磨去钢锭和钢坯的表面缺陷，如脱碳层、氧化皮、折叠和裂纹等，以避免继续轧制或锻造时缺陷扩大而浪费材料；尤其是对于铁路钢轨，随着我国铁路机车速度的提高，对铁路钢轨提出了更高的技术要求，对于新铺设的铁路钢轨需要进行预防性的修磨处理，对于在线使用的铁路钢轨必须进行修磨，以便消除铁路钢轨中固有的缺陷和磨损、钢轨顶面的不平顺及钢轨焊接头的不平顺和钢轨的疲劳破坏层等，可以延长钢轨的使用寿命0.5～1倍。

结合剂是粘合磨粒而制成各种砂轮的材料；结合剂种类及其性质，决定着砂轮的强度、硬度、耐热和耐腐蚀性能等；此外，结合剂对磨削的表面粗糙度和磨削温度也有一定的影响，结合剂主要依据其自身的性能而定。目前市面上砂轮多数用树脂基结合剂制作，由于树脂基结合剂对磨料的把持力较弱，而且树脂基结合剂砂轮的磨削温度不能过高；为克服这些问题，国内外研制了一些金属基结合剂，以便提高砂轮中磨料的把持力、自锐性和切割精度，从而使得砂轮寿命提高了15～20％，并且可以减少对磨料的热损伤；例如，中国专利CN 104907941 A公开了一种氮化硅陶瓷球粗研专用大直径金刚石砂轮及制作方法，该砂轮包括基材和研磨体，中间有安装孔，基材为铸铁板，研磨体为金刚石和金属粉末，经高温加热压制在基材内，两者紧密结合在一起，金刚石研磨体气孔率在5％以下，直径800～1000mm，研磨体环端工作面径向200～240MM，表面平整，无变形现象，用于氮化硅陶瓷轴承球的粗研工序。金属粉末总体积占研磨体体积的50％～81.25％，由多种金属粉末组成，包括钴粉、钨粉、铁粉、锡粉、镍粉、青铜粉、铜粉、钛粉和锌粉，金属粉末中还有分散剂和湿润剂，该大直径金刚石砂轮比目前国外产品提高了6倍的磨削效率，且使用时无污染。又如，中国专利CN 203696790 U公开了一种用于磨铁基粉末冶金双平面零件的陶瓷结合剂金刚石磨盘，主要涉及端面砂轮技术，磨盘本体由金属基体和磨料层组成，磨料层粘接在金属基体的上面，磨料层由多个磨块围绕砂轮的中心均匀分布构成，磨盘本体为中空的圆盘状；该石磨盘，使用寿命长、成本低、能极大的提高磨加工效率，满足平行度、平面度和粗糙度技术要求，可以提高经济效益。

然而，现有技术中，常用的金属基结合剂砂轮，通常还存在一些问题，例如，磨料与金属基结合剂的结合较差，尤其是用于修磨铁路钢轨的金属基结合剂砂轮，其强度、刚度以及耐磨性还有待提高，磨削性能较差。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供结合能力强、强度及刚度高、耐磨性及磨削性好的铁基结合剂锆刚玉砂轮及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：