[發明專利]用于鐵路鋼軌修磨的鐵基結合劑鋯剛玉砂輪及其制備方法

有效

• 申請號: 201910076954.3
• 申請日: 2019-01-27
• 公開（公告）號: CN109732496B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 蔣小松;孫大明;楊劉;諶金梅;邵甄胰;朱德貴;朱旻昊
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B24D3/06
• 分類號: B24D3/06;B24D3/34;B24D18/00;B22F1/00;B22F1/02;C23C18/36;C23C18/18;C22C26/00
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 林輝輪;張玲

本發明涉及用于鐵路鋼軌修磨的鐵基結合劑鋯剛玉砂輪及其制備方法，其中，砂輪包括按重量百分比配置的如下組分：表面鍍覆鎳層的鋯剛玉顆粒30～70％、鐵基結合劑20～45％、黃鐵粉末1～5％、冰晶石粉末1～5％、造孔劑粉末1～5％、碳酸鈣粉末0.5～3％、鑭粉末0.1～1.5％、鉻粉末0.1～2％、石墨粉末0.1～1％、經表面改性處理的碳納米管0.1～0.5％、經表面改性處理的石墨烯0.1～0.5％、碳化鎢粉末1～5％；本發明所提供的砂輪中，磨料和填料相互作用，各組分之間可以起到補強的作用，可以顯著提高鐵基結合劑鋯剛玉砂輪的強度、剛度，提高砂輪的耐磨性，增大砂輪的磨削性能，并且可以降低砂輪的密度。

技術領域

本發明涉及砂輪制造技術領域，具體涉及一種用于鐵路鋼軌修磨的鐵基結合劑鋯剛玉砂輪及其制備方法。

背景技術

砂輪是磨削加工中最主要的一類磨具；砂輪是在磨料中加入結合劑，經壓坯、干燥和焙燒而制成的多孔體；由于磨料、結合劑及制造工藝不同，砂輪的特性差別很大，因此對磨削的加工質量、生產率和經濟性有著重要影響。

修磨的目的是磨去鋼錠和鋼坯的表面缺陷，如脫碳層、氧化皮、折疊和裂紋等，以避免繼續軋制或鍛造時缺陷擴大而浪費材料；尤其是對于鐵路鋼軌，隨著我國鐵路機車速度的提高，對鐵路鋼軌提出了更高的技術要求，對于新鋪設的鐵路鋼軌需要進行預防性的修磨處理，對于在線使用的鐵路鋼軌必須進行修磨，以便消除鐵路鋼軌中固有的缺陷和磨損、鋼軌頂面的不平順及鋼軌焊接頭的不平順和鋼軌的疲勞破壞層等，可以延長鋼軌的使用壽命0.5～1倍。

結合劑是粘合磨粒而制成各種砂輪的材料；結合劑種類及其性質，決定著砂輪的強度、硬度、耐熱和耐腐蝕性能等；此外，結合劑對磨削的表面粗糙度和磨削溫度也有一定的影響，結合劑主要依據其自身的性能而定。目前市面上砂輪多數用樹脂基結合劑制作，由于樹脂基結合劑對磨料的把持力較弱，而且樹脂基結合劑砂輪的磨削溫度不能過高；為克服這些問題，國內外研制了一些金屬基結合劑，以便提高砂輪中磨料的把持力、自銳性和切割精度，從而使得砂輪壽命提高了15～20％，并且可以減少對磨料的熱損傷；例如，中國專利CN 104907941 A公開了一種氮化硅陶瓷球粗研專用大直徑金剛石砂輪及制作方法，該砂輪包括基材和研磨體，中間有安裝孔，基材為鑄鐵板，研磨體為金剛石和金屬粉末，經高溫加熱壓制在基材內，兩者緊密結合在一起，金剛石研磨體氣孔率在5％以下，直徑800～1000mm，研磨體環端工作面徑向200～240MM，表面平整，無變形現象，用于氮化硅陶瓷軸承球的粗研工序。金屬粉末總體積占研磨體體積的50％～81.25％，由多種金屬粉末組成，包括鈷粉、鎢粉、鐵粉、錫粉、鎳粉、青銅粉、銅粉、鈦粉和鋅粉，金屬粉末中還有分散劑和濕潤劑，該大直徑金剛石砂輪比目前國外產品提高了6倍的磨削效率，且使用時無污染。又如，中國專利CN 203696790 U公開了一種用于磨鐵基粉末冶金雙平面零件的陶瓷結合劑金剛石磨盤，主要涉及端面砂輪技術，磨盤本體由金屬基體和磨料層組成，磨料層粘接在金屬基體的上面，磨料層由多個磨塊圍繞砂輪的中心均勻分布構成，磨盤本體為中空的圓盤狀；該石磨盤，使用壽命長、成本低、能極大的提高磨加工效率，滿足平行度、平面度和粗糙度技術要求，可以提高經濟效益。

然而，現有技術中，常用的金屬基結合劑砂輪，通常還存在一些問題，例如，磨料與金屬基結合劑的結合較差，尤其是用于修磨鐵路鋼軌的金屬基結合劑砂輪，其強度、剛度以及耐磨性還有待提高，磨削性能較差。

發明內容

本發明的目的在于改善現有技術中所存在的不足，提供結合能力強、強度及剛度高、耐磨性及磨削性好的鐵基結合劑鋯剛玉砂輪及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：