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        磨料粘結(jié)劑專利綜述

        2014-09-29 21:14:17陳春蘋白潔馮碩
        科技創(chuàng)新與應用 2014年30期
        關鍵詞:專利分類

        陳春蘋 白潔 馮碩

        摘 要:磨削加工可以獲得良好的表面粗糙度和精度,所使用的工具通常由磨料和結(jié)合劑組成,磨料是一種具有高硬度和一定機械強度的顆粒材料,粘結(jié)劑起粘結(jié)磨料的作用。結(jié)合劑可分無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑。無機結(jié)合劑包括陶瓷結(jié)合劑,金屬結(jié)合劑,菱苦土結(jié)合劑。有機結(jié)合劑包括樹脂結(jié)合劑,橡膠結(jié)合劑。

        關鍵詞:磨料粘結(jié)劑;專利;分類

        1 專利中對結(jié)合劑的分類

        在國際專利分類(第八版)中,結(jié)合劑具有專門的分類:

        B24D 磨削、拋光或刃磨用的工具

        B24D3/00 研磨體或研磨板的物理特征,如特殊性質(zhì)的研磨面;研磨體或研磨板的成分特征

        B24D 3/02·用作黏結(jié)劑的成分;

        B24D3/04··基本上是無機的;

        B24D3/06···金屬的;

        B24D3/12···水凝固型的,如混凝土;

        B24D3/14···陶瓷,即陶瓷黏結(jié)劑;

        B24D3/20··基本上是有機的;

        B24D3/22···橡膠;

        B24D3/28···樹脂;

        2 結(jié)合劑的專利分布情況

        在截止至2014年8月29日的,在中國申請相關專利中,使用金屬結(jié)合劑的占29%,陶瓷結(jié)合劑占6%,樹脂結(jié)合劑占53%,橡膠結(jié)合劑1%,剩余為其他結(jié)合劑,例如菱苦土結(jié)合劑,混凝土結(jié)合劑,復合結(jié)合劑等。

        2.1 金屬結(jié)合劑的專利技術

        金屬結(jié)合劑(代號M),金屬粘結(jié)劑具有結(jié)合強度高、成形性好,使用壽命長,能夠滿足高速磨削和超精密磨削的技術要求,包含青銅結(jié)合劑和電鍍結(jié)合劑兩大類。電鍍結(jié)合劑是一種結(jié)合強度更高的結(jié)合劑,一般將單層或多層磨粒用電鍍方法鍍在金屬基體上。青銅結(jié)合劑磨具是以銅粉、錫粉為主要材料和補充改善其性能的其它材料充分混和,再將磨料加入其中混合均勻,然后置于模具中壓制成型,燒結(jié)而成。

        2.1.1 CN00137784A-磨石、其生產(chǎn)方法以及使用該磨石的研磨方法

        金屬結(jié)合劑成分:由選自鈷、鎳和銅的至少一種金屬制成的結(jié)合材料,或由合金制成的結(jié)合材料,該合金含有選自鈷、鎳和銅的至少一個成員以及選自鐵、銀、錫、鋅和鎢的至少一個成員。

        2.1.2 CN03152824A-一種磨鋼球砂輪結(jié)合劑及其生產(chǎn)方法

        金屬結(jié)合劑成分:一種磨鋼球砂輪的結(jié)合劑,其有效化學成份(重量百分比)為:氧化硅56.1%~60.3%,氧化鋁23.5%~26.7%,氧化鐵<1.0%,氧化鈣<0.5%,氧化鉀+氧化鈉7.0%~9.0%,氧化硼1.46%~2.20%,氧化錳3.25%~5.2%。

        2.1.3 CN1541808A-金屬粘結(jié)劑砂輪

        金屬結(jié)合劑成分:金屬粘結(jié)劑的化學組成為:Ni40~70wt%,Sn19~30wt%,Ag1~7wt%和作為剩余部分至少為5wt%的Cu。

        2.1.4 CN1923463A-微晶玻璃金剛石磨邊輪生產(chǎn)工藝

        金屬結(jié)合劑成分:金層結(jié)合劑的成份質(zhì)量配比為:Cu:35~59%、Sn:13~15%、Co:15~35%、Ni:3%、Ti:3%、C:1~6%。

        2.2 陶瓷結(jié)合劑的專利技術

        陶瓷結(jié)合劑(代號V)、陶瓷結(jié)合劑化學性能穩(wěn)定、耐熱、抗腐蝕性好,氣孔率大,這種結(jié)合劑制造的砂輪工作表面容屑性能好易堵塞、切削鋒利、磨削效率高,熱膨脹量小,容易控制加工精度,較好地保持砂輪的幾何形狀,應用范圍最廣。適于磨削普通碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金、有色金屬等。但是,陶瓷結(jié)合劑砂輪脆性較大,不能受劇烈的振動。

        2.2.1 CN101168244A-應用于凸輪軸磨削加工的陶瓷結(jié)合劑立方氮化硼砂輪

        結(jié)合劑成分:陶瓷結(jié)合劑的原料組分及重量百分比含量:50~60%SiO2,20~30%B2O3,2~5%Al2O3,4~15%Na2O,4~10%K2O。

        2.2.2 CN101570006A-超硬材料陶瓷磨具干法生產(chǎn)工藝

        結(jié)合劑成分:低溫陶瓷結(jié)合劑包括下列組分:B2O3、SiO2、Na2O、MgO、Al2O3、CaO,所述B2O3的質(zhì)量百分比為15~20%,所述SiO2的質(zhì)量百分比為65~75%,所述Na2O的質(zhì)量百分比為3~8%,所述MgO的質(zhì)量百分比為1~3%,所述Al2O3質(zhì)量百分比為2~5%,所述CaO的質(zhì)量百分比為0.5~1%。

        2.2.3 CN102922436A-金剛石砂輪及其制備方法

        陶瓷結(jié)合劑,按重量百分比由以下原料制成,SiO2:40-46wt%,Al2O3:9-13wt%,B2O3:18-22wt%,Na2O:8-10wt%,CaF2:11-15wt%,Li2O:4-6wt%,TiO2:1-2wt%。

        2.2.4 CN103551971A-陶瓷磨塊用陶瓷結(jié)合劑及其制備方法

        陶瓷結(jié)合劑由下述重量單位的粉末原料配成:SiO2 20~55,Al2O3 5~25,ZnO 0~5,TiO2 0~5,ZrO 0~7,Na2CO3 10~20,Li2CO3 5~15,H3BO38~30

        2.3 菱苦土結(jié)合劑的專利技術

        菱苦土結(jié)合劑,利用活性菱苦土和氯化鎂水溶液發(fā)生水化反應,形成具有一定機構強度,能固結(jié)物體能力的結(jié)合劑,根據(jù)需要加入不同的磨料和添加劑,從而制成各種型號磨具。菱苦土磨具具有制造工藝簡單,可在常溫下硬化,不需要復雜的工藝裝備,并且我國的原材料豐富,價格便宜。菱苦土磨具具有低價格且磨削時發(fā)熱量小,不易烘?zhèn)ぜ?,自銳性能好,磨削效率高,加工表面光潔度高。

        2.3.1 CN1613896A-一種建筑材料磨削用的含高分子耐磨顆粒的菱苦土磨塊

        菱苦土砂輪成分:菱苦土磨塊基料35-97%,高分子耐磨顆粒3-65%;上述百分比為重量百分比。

        2.3.2 CN1864931A磨削不銹鋼的菱苦土磨料砂輪及其制造方法

        由重量百分比為26~41%的氧化鎂、25~29.9%的氯化鎂、0.5~1.5%的硫酸磷、28.6~40%的磨料混合二成的菱苦土磨料組成。

        2.4 樹脂結(jié)合劑的專利技術

        樹脂結(jié)合劑(代號B),其本身具有良好的彈性和有拋光作用,其制造的砂輪強度高,具有一定的彈性,耐熱性低,自銳性好,不易堵塞,修整少,磨削溫度較低,磨削的表面光潔度高,而且磨削效率較高。廣泛用于粗磨、荒磨、切斷和自由磨削。可制造高速、高光潔度砂輪,重負荷、切斷以及各種特殊要求的砂輪。但樹脂結(jié)合劑對磨料的把持性較差,耐熱性也較差,導致高溫磨削下磨具的磨損大,尤其在大負荷磨削時尤為明顯。

        2.4.1 CN1308570A-涂敷磨料制品

        樹脂成分:第一粘結(jié)劑前體是通過混合如下組分制得的可能量固化的組合物:(1)約30-95%重量環(huán)氧樹脂,重量百分數(shù)按樹脂的總含量計算;(2)約5-70%重量乙烯-乙酸乙烯酯共聚物樹脂,重量百分數(shù)按樹脂的總含量計算;(3)有效量用于交聯(lián)所述環(huán)氧樹脂的固化劑。

        2.4.2 CN1849354A-組合物、經(jīng)處理的背襯和包含這樣的組合物和背襯的經(jīng)涂敷的磨料制品

        樹脂成分:a)占所述組分a)到e)的總重量的50重量%到90重量%的至少一種環(huán)氧樹脂,所述環(huán)氧樹脂可通過使表氯醇與雙酚A或雙酚F中的至少一種進行反應來制備;b)占所述組分a)到e)的總重量的1重量%到20重量%的多官能(甲基)丙烯酸酯;c)雙氰胺;d)光引發(fā)劑;e)可任選的環(huán)氧樹脂固化催化劑。

        2.4.3 CN1821338A-一種金剛石砂輪用樹脂粘結(jié)劑

        樹脂成分:金剛石砂輪用樹脂粘結(jié)劑的配比(重量%):聚酰亞胺15-55改性有機硅樹脂10-60改性有機硅橡膠15-50無機填料10-50微膠囊1-10;其中無機填料(重量%):碳化硼20-50石墨5-25氧化鉻0-15碳化硅5-30銅粉0-30。

        2.4.4 CN101445587A-金剛石絲鋸用樹脂結(jié)合劑及其制備方法

        樹脂成分:由UV固化樹脂、溶劑、無機填料、混合晶須、促進劑、偶聯(lián)劑組成;其重量份比例為: UV固化樹脂 30~90 溶劑 1~30 無機填料 1~30 混合晶須 0.5~20 促進劑 0.5~10 偶聯(lián)劑 0.5~10。

        2.5橡膠結(jié)合劑的專利技術

        橡膠結(jié)合劑(代號R),橡膠粘結(jié)劑比樹脂結(jié)合劑更富有彈性,耐沖擊,自銳性好,可使砂輪具有良好的拋光作用,適用于拋光輪、導輪及薄片砂輪,但耐腐蝕耐熱性差,容易脫落,不宜用于粗加工。

        2.5.1 CN101214639A 橡膠彈性砂輪

        橡膠砂輪成分:由下述重量份配比的原料制備而成;原料配比:天然橡膠乳:100;氧化鋅:0.5;防老化劑264:0.5;酪素:0.05;氫氧化鉀:0.1;羊毛脂:0.4;促進劑TMTD:0.3;促進劑ZDC:0.1;硫磺:0.7;碳化硅:205.5;凝固劑適量。

        2.5.2 CN102001057A-一種橡膠薄片砂輪的制備方法

        橡膠砂輪成分:重量份數(shù)為4-6份的天然橡膠乳、重量份數(shù)為0.5-1.5份的氧化鋅、重量份數(shù)為4-6份的硫磺和重量份數(shù)為0.5-2.5份的環(huán)氧樹脂\重量份數(shù)為0.4-0.6份的防老化劑、重量份數(shù)為0.3-0.7份的促進劑、重量份數(shù)為6-8份的碳化硅、重量份數(shù)為2-4份的白鋼玉、重量份數(shù)為2-4份的硌鋼玉、重量份數(shù)為1-3份的樹脂粉、重量份數(shù)為0.5-1.5份的樹脂液和重量份數(shù)為3-5份的凝固劑。

        2.6 其他

        隨著科學技術的發(fā)展,為了滿足不需材料的加工,改善結(jié)合劑對磨料的把持能力,改善自銳性等原因,還出現(xiàn)了各種復合結(jié)合劑:

        2.6.1 CN1978141A-一種磨特種鋼材的砂輪

        本發(fā)明所用的結(jié)合劑主要采用中溫的硅質(zhì)材料SiO2占68%、B2O3占20%、Na2O、K2O占15%,采用以上80%重量份的材料加上30%的陶土和20%硅質(zhì)粘土、40%的長石粉、5%的硼玻璃粉,混合做結(jié)合劑

        2.6.2 CN102862127A-一種金屬-樹脂復合材料及制備工藝

        復合材料由下述重量比的金屬結(jié)合劑和樹脂結(jié)合劑組成,其中:金屬結(jié)合劑85%-95%,樹脂材料5%-15%;所述金屬結(jié)合劑包括重量比為70%-80%的銅、3%-10%的鋅、3%-10%的錫、1%-5%的鉛,以及0%-20%的鋁、0%-20%的鎳、0%-20%的鐵;所述樹脂結(jié)合劑取自聚酰亞胺、酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂中的任一種。

        3 結(jié)束語

        結(jié)合劑的性能對砂輪的質(zhì)量起著非常重要的作用,能影響到砂輪的使用壽命和耐用度,還是砂輪能否正常使用的一項關鍵因素。與結(jié)合劑有關的專利申請量每年都在增加,在專利審查的過程中,對于申請文件新穎性、創(chuàng)造性的審查都是基于對現(xiàn)有技術的全面、系統(tǒng)的掌握而進行的。對現(xiàn)有技術的把握成為申請、審查專利中的關鍵,專利技術綜述能夠提高審查效率,并且,有助于申請人了解相關技術的專利現(xiàn)狀,有利于技術的發(fā)展。

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