專(zhuān)利名稱(chēng)：一種石榴石尼龍磨料絲及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬機(jī)械加工工具領(lǐng)域，具體涉及一種石榴石尼龍磨料絲及其制造方法。
背景技術(shù)：
磨料絲由于其相當(dāng)于無(wú)數(shù)的柔性銼刀在加工工件表面時(shí)可以任意彎曲，自然貼到工件表面輪廓上，進(jìn)入到工件的溝槽，狹縫，孔洞等一般工具難以達(dá)到的地方，可廣泛應(yīng)用 于工件表面的清洗、拋光、精整處理，且不受工件表面形狀限制，但充填磨料的尼龍長(zhǎng)絲具有有限的剛性，并在70°C左右失去其剛性。中國(guó)專(zhuān)利一種含磨料尼龍刷絲及其制造工藝(CN96116501. 4)，對(duì)含磨料尼龍刷絲進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，在其構(gòu)成組分中添加了固體潤(rùn)滑抗磨齊U，其制造方法是將一定比例的尼龍顆粒原料與經(jīng)偶聯(lián)劑處理過(guò)的磨料顆粒及固體潤(rùn)滑抗磨劑一道均勻混和，送入擠出機(jī)加熱至尼龍熔融溫度，然后經(jīng)拉絲而成。經(jīng)改進(jìn)后的含磨料尼龍刷絲摩擦系數(shù)小，刷絲硬度與抗拉強(qiáng)度明顯提高，但其磨削時(shí)的耐熱問(wèn)題卻無(wú)法解決。現(xiàn)有尼龍刷絲均采用人造磨料碳化硅，剛玉，金剛石等。由于尼龍刷絲的基體尼龍的耐磨性遠(yuǎn)低于磨料，無(wú)論刷絲中加入何種磨料都難于達(dá)到磨料在磨削時(shí)的磨料完全磨耗完而脫落，所以加入價(jià)格低廉的天然磨料應(yīng)該成為首選，以減少污染、降低成本。加拿大專(zhuān)利1025672號(hào)公開(kāi)了一種樹(shù)脂砂輪，中國(guó)專(zhuān)利CN200910046845. 3公開(kāi)了一種薄型樹(shù)脂砂輪，其磨料均采用了價(jià)格低廉的天然磨料。通過(guò)分析，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有各種刷絲均存在不同程度的缺點(diǎn)，在長(zhǎng)期的教學(xué)和實(shí)踐中，我們一直致力于研制具有高效、耐磨、成本較低的磨料絲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題而提供的一種耐磨性能好，導(dǎo)熱散熱性能優(yōu)良，磨削效率高、壽命長(zhǎng)、加工工件精度高的石榴石尼龍磨料絲。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的石榴石尼龍磨料絲，是以尼龍、石榴石磨料、導(dǎo)熱填料、活性填料為原料經(jīng)擠壓機(jī)制備而成，各原料重量份配比如下
尼龍100份
石榴石磨料30-50份
導(dǎo)熱填料5-15份
活性填料2-5份。在本發(fā)明中，尼龍最好選擇耐熱性好的尼龍66，導(dǎo)熱填料選擇石墨、鋁粉、氧化鐵、銅粉、黃鐵礦、氮化鋁、碳納米管中的一種或多種組合，導(dǎo)熱填料能及時(shí)導(dǎo)出磨削區(qū)產(chǎn)生的熱量，保持尼龍66的剛性和對(duì)磨料的結(jié)合把持力。所述導(dǎo)熱填料優(yōu)選為石墨、鋁粉、氮化鋁、碳納米管中的一種或多種組合。因?yàn)殇X粉、石墨價(jià)格低廉且導(dǎo)熱性能良好，鋁粉與銅粉相比密度小，在添加同樣體積分?jǐn)?shù)時(shí)，鋁粉所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很小，不會(huì)降低體系中其他成分含量；優(yōu)選的石墨為鱗片狀或人造膨脹石墨，既起到導(dǎo)熱作用又起到固體潤(rùn)滑劑的作用，鋁粉為球狀或片狀；優(yōu)選的導(dǎo)熱性能好的氮化鋁其硬度接近氧化鋁，既起到導(dǎo)熱填料的作用，又起到磨料作用參與磨削。加入碳納米管，眾所周知納米材料的加入會(huì)極大提高材料的力學(xué)性能；碳納米管的硬度與金剛石相當(dāng)，可以作為磨料，有很好的磨削作用；碳納米管具有良好的傳熱性能，只要在復(fù)合材料中摻雜微量的碳納米管，該復(fù)合材料的熱導(dǎo)率將會(huì)可能得到很大的改善。所述磨料選用天然石榴石磨粒，粒度60-2000目，為了增加尼龍對(duì)石榴石的把持力，用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)石榴石進(jìn)行處理。所述活性填料為黃鐵礦、冰晶石或其組合，加入活性填料黃鐵礦、冰晶石可以提高磨削的效率，增加耐磨性。 本發(fā)明的石榴石尼龍磨料絲的制備方法如下
a、先把磨料石榴石用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行處理；
b、把尼龍加入到雙螺桿擠出機(jī)第一節(jié)加料口進(jìn)行初熔融；
C、把導(dǎo)熱填料，活性填料與經(jīng)a步驟處理過(guò)的磨料混勻；
d、再把經(jīng)c步驟混合后的混合物加入到雙螺桿第二節(jié)的加料口；
e、擠出粗絲；
f、對(duì)粗絲加熱，230-255°C，拉伸(拉伸比1:1.2-2.0)；
g、切斷，收集成品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、由優(yōu)選的導(dǎo)熱填料組合加入使得該尼龍絲有超強(qiáng)的導(dǎo)熱性能，提高了耐磨性；2、加入的導(dǎo)熱填料中的石墨起到固體潤(rùn)滑劑的作用，減少了尼龍絲的摩擦系數(shù)；3、碳納米管的加入使得該尼龍絲強(qiáng)度提高，耐磨性增加；4、用了天然磨料成本較低；5、擠出的粗絲經(jīng)加熱拉伸，使得原擠出的表面光滑的尼龍絲暴露出磨料顆粒，如同表面加上了鋸齒狀的無(wú)數(shù)切削刃，使得產(chǎn)品更加鋒利；6、用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)石榴石進(jìn)行處理增加了尼龍66對(duì)石榴石的把持力，增加了耐磨性；7、產(chǎn)品耐水，耐油，耐熱，耐磨，鋒利。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以下結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步描述
實(shí)施例I
(I )、200目石榴石磨料，加入酒精(加入量為磨料的8%)，加入硅烷偶聯(lián)劑(加入量為磨料的3%)于真空高速混料機(jī)中，90°C度混煉10分鐘。(2)、按比例取石榴石磨料100份，O. 15份碳納米管，9份石墨，5份鋁粉，6. 5份氮化鋁，2份黃鐵礦，3份冰晶石充分混合為混合料；
(3)、再把尼龍200份加入第一節(jié)雙螺桿擠出機(jī)中熔融；
(4)、把混合料加入第二節(jié)雙螺桿擠出機(jī)中；
(5)擠出拉伸成粗絲；
(6)粗絲加熱至255°C
(7)拉伸(拉伸比1:1.2-2.O)。(8)切斷成型實(shí)施例2
(I )、200目石榴石磨料，加入酒精(加入量為磨料的8%)，加入硅烷偶聯(lián)劑(加入量為磨料的3%)于真空高速混料機(jī)中，90°C度混煉10分鐘。(2)、按比例取石榴石磨料100份，O. I份碳納米管，8份石墨，5. 5份鋁粉，4份氮化鋁，3份黃鐵礦，2份冰晶石充分混合為混合料；
(3)、再把尼龍200份加入第一節(jié)雙螺桿擠出機(jī)中熔融；
(4)、把混合料加入第二節(jié)雙螺桿擠出機(jī)中； (5)擠出拉伸成粗絲；
(6)粗絲加熱至255°C
(7)拉伸(拉伸比1:1.2-2.O)。(8)切斷成型 實(shí)施例3
(I )、200目石榴石磨料，加入酒精(加入量為磨料的8%)，加入硅烷偶聯(lián)劑(加入量為磨料的3%)于真空高速混料機(jī)中，90°C度混煉10分鐘。(2)、按比例取石榴石磨料100份，O. I份碳納米管，6份石墨，8份鋁粉，6份氮化鋁，6份黃鐵礦，充分混合為混合料；
(3)、再把尼龍200份加入第一節(jié)雙螺桿擠出機(jī)中熔融；
(4)、把混合料加入第二節(jié)雙螺桿擠出機(jī)中；
(5)擠出拉伸成粗絲；
(6)粗絲加熱至255°C
(7)拉伸(拉伸比1:1.2-2.O)。(8)切斷成型 實(shí)施例4
(I )、200目石榴石磨料，加入酒精(加入量為磨料的8%)，加入硅烷偶聯(lián)劑(加入量為磨料的3%)于真空高速混料機(jī)中，90°C度混煉10分鐘。(2)、按比例取石榴石磨料100份，16份石墨，7份冰晶石，充分混合為混合料；
(3)、再把尼龍200份加入第一節(jié)雙螺桿擠出機(jī)中熔融；
(4)、把混合料加入第二節(jié)雙螺桿擠出機(jī)中；
(5)擠出拉伸成粗絲；
(6)粗絲加熱至255°C
(7)拉伸(拉伸比1:1.2-2.O)。(8)切斷成型。分別對(duì)實(shí)施例用上海復(fù)旦天欣科教儀器有限公司的FD-TC-B導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀測(cè)定其導(dǎo)熱系數(shù)分別為2. 12w/m. k, I. 98w/m. k, I. 89w/m. k, I. 53w/m. k,不加導(dǎo)熱填料的樣品其導(dǎo)熱系數(shù)為O. 38 w/m. k，尼龍66的O. 29 w/m. k。最大增加了 5倍多，是尼龍66的7. 3倍。用濟(jì)南普業(yè)機(jī)電技術(shù)有限公司的立式萬(wàn)能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)定其摩擦系數(shù)分別為O. 24，O. 26,0. 29,0. 27，尼龍66的為O. 35。最多降低了 O. 11.用標(biāo)準(zhǔn)樣塊測(cè)定本樣品的磨除量分別增大2. 5倍，2. 2倍，I. 9倍，I. I倍。
權(quán)利要求
1.一種石榴石尼龍磨料絲，其特征在于是以尼龍、石榴石磨料、導(dǎo)熱填料、活性填料為原料經(jīng)擠壓機(jī)制備而成，各原料重量份配比如下 尼龍100份 石榴石磨料30-50份 導(dǎo)熱填料5-15份 活性填料2-5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的石榴石尼龍磨料絲，其特征在于所述導(dǎo)熱填料為石墨、鋁粉、氧化鐵、銅粉、黃鐵礦、氮化鋁、碳納米管中的一種或多種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石榴石尼龍磨料絲，其特征在于所述導(dǎo)熱填料優(yōu)選為石墨、鋁粉、氮化鋁、碳納米管中的一種或多種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的石榴石尼龍磨料絲，其特征在于所述活性填料為黃鐵礦、冰晶石或其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的石榴石尼龍磨料絲，其特征在于石榴石磨料選用天然石榴石磨權(quán)，權(quán)度60_2000目。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石榴石尼龍磨料絲，其特征在于所述天然石榴石磨粒經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑處理過(guò)。
7.—種權(quán)利要求I所述的石榴石尼龍磨料絲的制備方法，其特征在于具體制備工藝如下 先把磨料石榴石用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行處理； 把尼龍加入到雙螺桿擠出機(jī)第一節(jié)加料口進(jìn)行熔融； 把導(dǎo)熱填料，活性填料與經(jīng)a步驟處理過(guò)的磨料混勻； 再把經(jīng)c步驟混合后的混合物加入到雙螺桿第二節(jié)的加料口 ； 擠出粗絲； 對(duì)粗絲加熱230-255 °C，拉伸，拉伸比1:1.2-2. 0 ； 切斷，收集成品。
全文摘要
一種石榴石尼龍磨料絲，以尼龍、石榴石磨料、導(dǎo)熱填料、活性填料為原料經(jīng)擠壓機(jī)制備而成，各原料重量份配比為尼龍100份，石榴石磨料30-50份，導(dǎo)熱填料5-15份，活性填料2-5份。其優(yōu)點(diǎn)在于1、由優(yōu)選的導(dǎo)熱填料組合的加入使其具有超強(qiáng)的導(dǎo)熱性能，提高了耐磨性；2、導(dǎo)熱填料中的石墨又起到固體潤(rùn)滑劑的作用，減少了尼龍絲的摩擦系數(shù)；3、碳納米管的加入使得該尼龍絲強(qiáng)度提高，耐磨性增加；4、用了天然磨料成本較低；5、擠出的粗絲經(jīng)加熱拉伸，使尼龍絲表面暴露出磨料顆粒，如同表面加上了鋸齒狀的無(wú)數(shù)切削刃，使得產(chǎn)品更加鋒利；6、產(chǎn)品耐水，耐油，耐熱，耐磨，鋒利。
文檔編號(hào)B24D18/00GK102765060SQ201210274639
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者宋小寒, 張?bào)w祥, 張軍鋒, 王正銀, 王磊, 賀紅梅, 陳金身 申請(qǐng)人:河南工業(yè)大學(xué)