[发明专利]一种短切碳纤维增强树脂结合剂超硬磨料砂轮及其制备方法

说明书

本发明公开了一种短切碳纤维增强树脂结合剂超硬磨料砂轮及其制备方法，基体采用短切碳纤维增强的铝粉基体压制而成，磨削层采用短切碳纤维增强的树脂结合剂与磨料压制而成；砂轮的树脂结合剂采用高温树脂和低温树脂混合的方式；超硬磨料采用镀覆金刚石和立方氮化硼混合的方式。本发明公布的超硬磨料砂轮，与常规砂轮相比，极限线速度较高，砂轮的转速得到提高，从而提高了生产效率；同时可以增强砂轮的形状保持性，使砂轮能够承受更高的应力，增加了树脂砂轮应用的范围；所述的砂轮工作温度更高，避免了砂轮的烧伤，延长了砂轮的使用寿命；所述的砂轮加工工艺更加简单，同时砂轮能够加工不同材质的焊接料，更适合工业化生产的需求。

技术领域

本发明属于超硬磨料砂轮领域，具体涉及一种短切碳纤维增强的树脂结合剂超硬磨料砂轮及其制备方法。

背景技术

超硬磨料砂轮是磨削行业中的一大类，其磨削层主要由超硬磨料和结合剂组成。树脂结合剂砂轮是指结合剂使用树脂基制备得到的砂轮，其具有一定的弹性，制作简便，自锐性好，工艺周期短等优点，被广泛用于硬质合金、陶瓷、玻璃等硬脆性材料的磨削加工中。

树脂结合剂主要由树脂和各种填料组成，其强度主要依赖于树脂的粘结强度，致使树脂结合剂砂轮能够承受的应力较小，当施加在砂轮中的应力较大时，树脂结合剂砂轮很容易损坏，从而限制了树脂结合剂砂轮的应用。

树脂结合剂砂轮的基体多采用铝基体和钢基体，近年来，随着树脂结合剂砂轮应用的推广，出现了铝粉基体砂轮。但是，目前使用的铝粉基体由于其强度较低，当砂轮的转速较高时，砂轮的形状保持性变差，容易变形，进而影响砂轮的磨削性能，从而限制了铝粉基体砂轮的应用范围。

传统工艺中，超硬金刚石砂轮主要用于加工钨钢、铝、铜等非铁族金属材料，而立方氮化硼砂轮广泛用于加工不锈钢、合金钢、工具钢等铁族金属材料，磨料本身的性能直接影响了其使用范围。但是现在很多的材料都是两种不同材质的金属焊接在一起的材料，如果分别使用金刚石和立方氮化硼为磨料的砂轮进行加工，必然会影响其加工效率。

树脂结合剂砂轮中的树脂粉可以分为低温树脂粉和高温树脂粉，低温树脂粉主要采用酚醛树脂，制备得到的砂轮耐温性能较差。当加工过程产热较多时，很容易将砂轮烧伤，影响砂轮的使用寿命。

所以，亟需开发一种新颖的树脂结合剂砂轮来克服上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种短切碳纤维增强的树脂结合剂超硬磨料砂轮，在保持砂轮磨削性能的条件下，增加超硬磨料砂轮基体和磨削层的强度，同时避免砂轮烧伤，增加树脂砂轮的使用寿命，另外可以同时加工不同材质的焊接料。

本发明的具体技术方案如下：

一种短切碳纤维增强树脂结合剂超硬磨料砂轮，包括基体和磨削层，所述基体由短切碳纤维增强的铝粉压制而成；所述磨削层由超硬磨料和短切碳纤维增强的树脂结合剂压制而成。

优选的，按重量百分数，所述短切碳纤维增强的铝粉的组成如下：

铝粉 余量

三氧化二铁 15~35%

氧化钙 10~25%

短切碳纤维 5~10%。

以短切碳纤维增强的铝粉的重量为100%。

优选的，所述短切碳纤维的直径为7.5μm，长度为1~15mm，既可以满足与铝粉中的其他填料混合均匀，又可以充分保证短切碳纤维增强铝粉基体的强度性能，增加砂轮磨削过程中的转速，进一步增加砂轮的磨削性能。

优选的，超硬磨料与短切碳纤维增强的树脂结合剂的重量比为1∶（0.9~1.5）。

优选的，所述超硬磨料由以下重量百分数的原料混合得到：