[发明专利]热压磨钢轨砂轮多层投料工艺方法

说明书

本发明公开了一种热压磨钢轨砂轮多层投料工艺方法，属于砂轮制造工艺技术领域，针对高耐用度磨钢轨砂轮在热压成型时从模具缝隙挤料造成的质量问题，投入多层不同配方的成型料，合模后经预压、热压形成初步固化的砂轮坯体，形成砂轮坯体上下部适当厚度的热压挤料阻隔层，使坯体各层在同样的温度、压力条件下，阻隔软化的结合剂被挤出表面层。本发明能够防止高硬度、高密度砂轮在热压成型中的结合剂因挤料流失，保持了砂轮整体的高树脂含量和致密性，减少了树脂损失，为砂轮进一步提高耐磨性能提供了先决条件。

技术领域

本发明属于砂轮制造工艺技术领域，是对超硬级高耐磨性的磨钢轨砂轮制造工艺的改进，具体是一种热压磨钢轨砂轮多层投料工艺方法。

背景技术

国产GMC96X和GMC96B钢轨打磨列车，机车带动列车行进，由96个砂轮同时对钢轨进行打磨。其磨削机头采用竖轴立磨方式，使用砂轮的端面进行磨削，砂轮使用线速度为50m/s,磨削接触面大，磨削产生热量较高，容易形成对钢轨表面的烧伤。砂轮生产厂常选择硬度稍低的配方，用较低的砂轮耐磨性能来防止所磨削钢轨表面产生烧伤蓝点。

近年来，铁路总公司下属各钢轨打磨列车运行的用户，不断要求提高磨钢轨砂轮的耐用性，砂轮平均磨削钢轨痕迹长度已从80km逐步提高到120km以上。砂轮生产厂使用以锆刚玉磨料、改性酚醛树脂和活性填料的配方，加大结合剂量，提高热压压力，力求做到结构最致密、砂轮硬度最高，尽量满足用户的新目标，但因此给砂轮制造工艺造成困难。对于硬度更高、成型密度更大的砂轮，在180℃的热压温度和20Mpa以上压强的条件下，热量由模具向内部传热，砂轮坯体内树脂软化，通过模件间隙向上下挤出，降低了砂轮内部的组织均匀性，加大了砂轮的静不平衡克数，甚至形成局部空洞，砂轮使用寿命反而有所下降。

同时，硬度更高的砂轮的热压成型，压力是从两端面传入，两端面组织最紧密且树脂含量最高，初用砂轮磨削钢轨时更容易烧伤工件表面，甚至出现连续烧伤的蓝色色带，直至表面层消耗5mm厚度后蓝点方才逐渐消失。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，在研制高耐磨性能磨钢轨砂轮的过程中，为克服高硬度砂轮热压工序的挤料问题从而降低砂轮内在质量而采取的技术措施，具体是在热压树脂结合剂砂轮的成型过程中，投入多层不同配方的成型料，上下端面层形成有效隔离层，从而克服软化树脂从模具缝隙挤出的缺陷。

本发明是这样实现的：

为克服磨钢轨砂轮提高耐磨性能的困难，针对高硬度、高密度砂轮配方在热压成型时出现树脂从模具缝隙挤出的问题，设计在模具上下端面的不同配方料层，阻隔中层物料中结合剂受热软化后被挤出坯体，具体的工艺为：

依次投入多层不同配方的成型料，合模后经预压、热压形成初步固化的砂轮坯体，在上下端面层形成有效隔离层；所述的多层至下而上依次为砂轮底部、砂轮中部、砂轮上部；所述的砂轮底部为非磨削层，所述的砂轮中部为磨削主层，所述的砂轮上部为磨削初期最先接触工件的端面层；

所述的砂轮底部所用磨料是A24棕刚玉和C46碳化硅，所用结合剂为环氧改性酚醛树脂和非活性填料，其中A24占25-40％，C46占35-45％，结合剂占25-40％。；所述的砂轮中部所用主磨料为锆刚玉，所用结合剂为热压专用酚醛树脂和活性填料其中磨料占60-80％，结合剂占20-40％；所述的砂轮上部所用磨料和结合剂种类与砂轮中部相同，即砂轮上部磨料为锆刚玉，所用结合剂为热压专用酚醛树脂和活性填料；所述的砂轮上部使用的结合剂的量为砂轮中部结合剂的98％～99％。其中磨料占60.4-80.4％，结合剂占19.6％-39.6％，在样块试验中单位面积受压提高5Mpa，但不出现挤料现象。样块具有足够的强度，其硬度与磨削主料相同。