超硬磨料陶瓷结块与树脂锆刚玉复合砂轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108188950A(43)申请公布日2018.06.22(21)申请号201711377535.0(22)申请日2017.12.19(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人肖冰肖皓中吴恒恒肖博(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B24D18/00(2006.01)B24D3/14(2006.01)B24D3/28(2006.01)B24D3/34(2006.01)B24D7/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称超硬磨料陶瓷结块与树脂锆刚玉复合砂轮(57)摘要本发明公开了一种铁路钢轨修磨专用超硬磨料陶瓷结块与树脂锆刚玉复合砂轮的制造方法。包括砂轮的基体和工作层。所述砂轮的工作层由陶瓷结合剂超硬磨料（金刚石、立方氮化硼）烧结块与树脂结合剂锆刚玉磨料层复合而成。陶瓷结合剂烧结块等角度间隔分布于树脂结合剂中，间隔角度为10°-15°。本发明制作出的复合砂轮，利用金刚石磨料超高硬度和锋利度，以及立方氮化硼磨料低摩擦系数，优异的热稳定性，不易与黑色金属反应等优点，结合树脂结合剂和锆刚玉磨料的高韧性，明显提高了砂轮磨削钢轨的锋利性和工作寿命，有效防止修磨对钢轨表面的烧伤发蓝现象，显著提高了钢轨修磨的表面质量。CN108188950ACN108188950A权利要求书1/1页1.一种复合砂轮，包括基体（1）和工作层（2），工作层（2）镶嵌在基体（1）上，其特征在于，工作层（2）包括陶瓷结合剂超硬磨料烧结块（3）、树脂结合剂；所述树脂结合剂均匀混合锆刚玉磨料（4），陶瓷结合剂超硬磨料烧结块（3）等间距竖直分布于所述树脂结合剂中；陶瓷结合剂超硬磨料烧结块（3）包括金刚石和立方氮化硼。2.根据权利要求1所述的一种复合砂轮，其特征在于，相邻陶瓷结合剂超硬磨料烧结块（3）之间的角度间隔为15°-30°；陶瓷结合剂超硬磨料烧结块（3）尺寸为：长40-60mm，宽10-30mm，高4-10mm。3.根据权利要求1所述的一种复合砂轮，其特征在于，所述树脂结合剂为改性酚醛树脂，锆刚玉磨料（4）粒度为14-16目。4.一种复合砂轮的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）按质量比例称取金刚石、立方氮化硼、陶瓷结合剂和NaCl颗粒，加入适量糊精液后搅拌均匀制成混合料，并填装进模具中，冷压压制成坯；（2）混合料冷压成坯后置于烘箱内烘干硬化，然后以3~6℃/min速率升温到600-800℃，保温2-5h后随炉冷却，取出，制作出陶瓷结合剂超硬磨料烧结块（3）；（3）将锆刚玉磨料（4）用糠醛均匀湿润，加入树脂结合剂，混合均匀，投入模具中，制作树脂结合剂锆刚玉磨料；（4）将陶瓷结合剂超硬磨料烧结块（3）竖直插入到装有树脂结合剂锆刚玉磨料模具中；（5）将步骤（4）模具放入热压机中，脱模成型，得到砂轮坯；（6）将上述砂轮坯置入烘箱，烘干硬化，得到复合砂轮成品。5.根据权利要求2所述的一种复合砂轮制备方法，其特征在于，步骤（1）中金刚石和立方氮化硼混合磨料质量占比为30%~60%，其中金刚石与立方氮化硼质量比为1:1，陶瓷结合剂质量占比为20%~50%，NaCl颗粒质量占比为5%~20%。6.根据权利要求2所述的一种复合砂轮的制备方法，其特征在于，NaCl颗粒为造孔剂，糊精液为冷压成型剂。7.根据权利要求2所述的一种复合砂轮的制备方法，其特征在于，步骤（1）冷压压力为5-10MPa。8.根据权利要求2所述的一种复合砂轮的制备方法，其特征在于，步骤（2）混合料成坯后烘干硬化温度为40-60℃，时间为24-36h；步骤（5）脱模成型温度选自180-200℃，时间为60-120min；步骤（6）砂轮坯烘干温度为180-200℃，时间为5-10h。2CN108188950A说明书1/4页超硬磨料陶瓷结块与树脂锆刚玉复合砂轮技术领域[0001]本发明涉及一种磨具，尤其涉及一种钢轨修磨用复合砂轮及制造方法。背景技术[0002]铁路钢轨在使用过程中，承受着轮轨之间交互作用力，导致钢轨材料表面发生滚动接触性疲劳和塑性形变，当两者达到极限，钢轨表面会产生裂纹、波磨、肥边甚至剥离等病害。病害的产生会严重影响列车的行车安全。利用钢轨打磨列车对钢轨表面进行科学的打磨，预防和消除钢轨表面病害，是一种最有效最经济的钢轨养护方法，已成为国内外铁路工务部的共识。[0003]目前钢轨修磨列车广泛使用树脂结合剂的刚玉磨料砂轮。由于树脂结合剂对磨料把持力较弱，磨料容易脱落，导致砂轮使用寿命较短；同时刚玉磨料在高速重载荷磨削条件下，磨削刃口消耗较快，易钝化，造成砂轮在长期使用中不够锋利，产生高磨削热，导致钢轨材料