本發(fā)明涉及一種磨削工作，特別涉及一種對(duì)工件進(jìn)行研磨、拋光和磨削的磨具。
背景技術(shù)：
有機(jī)磨具是指以有機(jī)分子化合物做結(jié)合劑，將一顆顆磨粒固結(jié)在一起，形成一種具有一定剛性的磨削工具。有機(jī)磨具包括以天然和合成樹脂做結(jié)合劑所制成的樹脂磨具，以及天然或合成橡膠結(jié)合劑所制成的橡膠磨具。
有機(jī)磨具一般由磨料、有機(jī)結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成。其中，該有機(jī)結(jié)合劑包括樹脂結(jié)合劑和橡膠結(jié)合劑。而聚氨酯是一種常見的橡膠結(jié)合劑常見的橡膠結(jié)合劑，其是一種非常特殊的特種材料，具有良好的操作性能，通過混合反應(yīng)就可以生產(chǎn)磨具，工藝成本十分低廉。同時(shí)，聚氨酯也是一種彈性非常好的柔軟物質(zhì)，并具有很好的結(jié)合度，加上其具有的發(fā)泡能力，在磨具上形成的多孔結(jié)構(gòu)可以起到很好的排屑作用，如果配合棕剛玉作為磨料即可以替代稀土拋光磨具對(duì)玻璃進(jìn)行拋光。
但是，由于聚氨酯的耐溫性能很差，其強(qiáng)度會(huì)隨著溫度的升高而急劇下降。在磨具對(duì)工件進(jìn)行磨削的過程中，由于摩擦產(chǎn)生巨大的熱量，必然對(duì)磨具材質(zhì)本身造成很大的影響，特別是對(duì)于樹脂結(jié)合劑、橡膠結(jié)合劑或聚氨酯塑料結(jié)合劑磨具或其結(jié)合等耐溫性差的產(chǎn)品造成巨大影響——在磨削過程產(chǎn)生的高溫條件下，上述結(jié)合劑容易產(chǎn)生軟化、熔解碳化等破壞結(jié)構(gòu)的變化，直接導(dǎo)致磨具的性能失效，如磨料脫落、鋒利度下降、結(jié)合劑軟化熔解堵塞氣孔等。
因此，解決聚氨酯磨具工作中的散熱問題是保證磨具能夠正常使用的一個(gè)關(guān)鍵。在很多場(chǎng)合中，均會(huì)使用冷卻液對(duì)磨具進(jìn)行冷卻。也即，在磨具使用過程中，加入水、乳化液、冷卻油等冷卻液。但是，現(xiàn)有采用該方法對(duì)磨具進(jìn)行冷卻還是存在一些問題：
1)冷卻液冷卻時(shí)，對(duì)耐溫性低于200℃的結(jié)合劑磨具的冷卻效果不理想；
2)對(duì)于磨削接觸面積比較大的環(huán)境中(如杯形砂輪磨削時(shí)接觸面較大)冷卻液不能很好的進(jìn)入到工作表面，導(dǎo)致冷卻失效；
3)對(duì)于結(jié)合劑材料本身為熱的不良導(dǎo)體，導(dǎo)致其在磨削過程中磨料局部產(chǎn)生的高溫根本沒法快速的傳遞出去形成散熱效果，因此對(duì)于局部高達(dá)800℃的高溫也會(huì)很大地影響到磨料和結(jié)合劑的過渡帶性質(zhì)，使磨料和結(jié)合劑結(jié)合不好直接導(dǎo)致磨具性能急劇下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種磨具，能夠在磨削過程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長(zhǎng)其使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種磨具，由磨料、有機(jī)結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成，并以磨料、填充料、結(jié)合劑、消泡劑、固化劑和穩(wěn)定劑作為主要成分；其特征在于：在所述磨料中混合有散熱材料。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該磨具由其一側(cè)往其另一側(cè)依次劃分為磨削層和散熱層；
所述磨削層以磨料、填充料、結(jié)合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩(wěn)定劑作為主要成分制成，且該磨削層內(nèi)的散熱材料占其所有材料總重的百分比為10％～15％；
所述散熱層以磨料、填充料、結(jié)合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩(wěn)定劑作為主要成分制成，且該散熱層中散熱材料占其所有材料的總重的百分比為30％～40％。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述散熱層中與磨削層結(jié)合的一側(cè)的散熱材料占該側(cè)所有材料的總重的百分比為20％～30％，另一側(cè)的散熱材料占該側(cè)所有材料的總重的百分比為40％～50％。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述磨削層由以下重量百分比的組分制成：
以上各組分的重量百分比之和為100％。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述散熱層由以下重量百分比的組分制成：
以上各組分的重量百分比之和為100％。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述散熱材料為高溫散熱材料。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述填充料內(nèi)混合有在磨具工作時(shí)進(jìn)行吸熱反應(yīng)的化合物。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述化合物為無機(jī)鹽水合物，及所述填充料由占其重量百分比為40％～50％的無機(jī)鹽水合物和50％～60％的輔料組成。
通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明磨具達(dá)到了以下有益效果：
1)在保證磨具的切削硬度的同時(shí)，增加了能夠使將磨具工作過程中的熱量帶出的散熱材料，由此保證磨具的散熱性能，從而能夠在磨削過程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長(zhǎng)其使用壽命；
2)通過將磨具分為磨削層和散熱層，進(jìn)一步保證了磨具的磨削硬度的同時(shí)保證其散熱性能，進(jìn)一步提高了磨具工作過程中的散熱效率，優(yōu)化冷卻效果，有利于延長(zhǎng)磨具的使用壽命；
3)通過對(duì)磨具的磨削層散熱層的制成組分的限定，進(jìn)一步優(yōu)化了冷卻效果和延長(zhǎng)磨具的使用壽命；
4)通過在填充料內(nèi)混合入無機(jī)鹽水合物，對(duì)填充料進(jìn)行改進(jìn)，有利于進(jìn)一步優(yōu)化了氣孔內(nèi)的散熱效果，從而進(jìn)一步優(yōu)化冷卻效果和延長(zhǎng)磨具的使用壽命。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的磨具由磨料、有機(jī)結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成，并以磨料、填充料、結(jié)合劑、消泡劑、固化劑和穩(wěn)定劑作為主要成分。并且，本發(fā)明在所述磨料中混合有散熱材料。
具體地，本發(fā)明磨具由其一側(cè)往其另一側(cè)依次劃分為磨削層和散熱層。所述磨削層以磨料、填充料、結(jié)合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩(wěn)定劑作為主要成分制成，且該磨削層內(nèi)的散熱材料占其所有材料總重的百分比為其總重的百分比為10％～15％。所述散熱層以磨料、填充料、結(jié)合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩(wěn)定劑作為主要成分制成，且該散熱層中散熱材料占其所有材料的總重的百分比為30％～40％。
進(jìn)一步，所述散熱層中與磨削層結(jié)合的一側(cè)的散熱材料占該側(cè)所有材料的總重的百分比為20％～30％，另一側(cè)的散熱材料占該側(cè)所有材料的總重的百分比為40％～50％。
進(jìn)一步，所述磨削層由以下重量百分比的組分制成：
以上各組分的重量百分比之和為100％。
所述散熱層由以下重量百分比的組分制成：
以上各組分的重量百分比之和為100％。
作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，所述填充料內(nèi)混合有在磨具工作時(shí)進(jìn)行吸熱反應(yīng)的化合物。所述化合物為無機(jī)鹽水合物，及所述填充料由占其重量百分比為40％～50％的無機(jī)鹽水合物和50％～60％的輔料組成。
在本實(shí)施例中，所述多羥基化合物優(yōu)選為聚酯多元醇或聚醚多元醇。所采用的聚酯多元醇或聚醚多元醇均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的類型，其羥值優(yōu)選為7000。所述磨料為天然磨料和人造磨料，優(yōu)選為棕剛玉、白剛玉、單晶剛玉、碳化硅、立方氮化硼、氧化鈰中的一種或多種。如果選用棕剛玉的話，所述棕剛玉優(yōu)選粒度為40#、60#、80#、120#中的至少一種。所述催化劑為本領(lǐng)域常用的催化劑，優(yōu)選為胺類催化劑。所述穩(wěn)定劑為本領(lǐng)域常用的穩(wěn)定劑，優(yōu)選為有機(jī)錫羧酸鹽，特別優(yōu)選為二月桂酸二正丁基錫。所述固化劑為本領(lǐng)域常用的固化劑，特別優(yōu)選為3，3’—二氯—4，4’—二氨基二苯基甲烷。所述消泡劑為本領(lǐng)域常用的消泡劑，特別優(yōu)選為二甲基硅油。
優(yōu)選地，所述散熱材料為高溫散熱材料，特別優(yōu)選為150～850℃的散熱材料。
以下，舉例說明本發(fā)明磨具的制備原料：
例1
按照以下配方準(zhǔn)備制備磨具的各種原料：
1-1、磨具磨削層的各種原料：
聚酯多元醇(羥值7000)：200g，
甲基二異氰酸酯：300g，
二甲基硅油：11g，
3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，
胺類催化劑：2.15g，
二月桂酸二正丁基錫：3滴，
顏料：103g，
二水合硫酸鈣：84g，
散熱材料：200g，
棕剛玉：680g。
1-2、磨具散熱層的各種原料：
聚酯多元醇(羥值7000)：200g，
甲基二異氰酸酯：300g，
二甲基硅油：11g，
3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，
胺類催化劑：2.15g，
二月桂酸二正丁基錫：3滴，
顏料：103g，
二水合硫酸鈣：84g，
散熱材料：400g，
棕剛玉：480g。
具體制備步驟如下：
1)稱料：按照以上配方比例稱量各組分，將顏料和二水合硫酸鈣經(jīng)過兩次篩網(wǎng)混合后再與棕剛玉和散熱材料攪拌混合成干料混合料備用；MOCA在使用前用80#篩網(wǎng)篩選，然后將二甲基硅油、MOCA和二月桂酸二正丁基錫加入聚酯多元醇中，再加入甲基二異氰酸酯，混合制備結(jié)合劑混合料；該步驟中，聚酯多元醇和甲基二異氰酸酯必須經(jīng)過過濾，以避免材料結(jié)團(tuán)，其他材料如果不在當(dāng)天使用必須經(jīng)過干燥保存。此外，所有的篩分材料都必須有充足的粉粒度和均勻度，不可以有結(jié)團(tuán)和不均勻的粗點(diǎn)。
2)攪拌：將上述結(jié)合劑混合料預(yù)攪拌30～45秒，加入干料混合料攪拌2分鐘，然后開始滴加胺類催化劑，滴加完畢后攪拌2.5～3分鐘，停止攪拌。該攪拌過程中，室內(nèi)溫度保持低于23℃、濕度低于60％。
3)倒模：模具在使用前涂抹脫模劑，脫模劑為聚乙烯蠟(分子量2000)經(jīng)過煤油加熱溶解成糊狀。倒模要求在1分鐘內(nèi)完成，倒模要求物料表面平坦，物料足夠。裝模后經(jīng)過初步反應(yīng)在模具排氣空中有少量物料被擠出。該倒模過程中應(yīng)保持各次倒料均勻，并且立刻裝模。
其中，第一次倒模：對(duì)經(jīng)攪拌后得到的磨具散熱層的混合材料繼續(xù)攪拌結(jié)合后倒入模具的散熱容置空間中；然后經(jīng)105℃硫化反應(yīng)1小時(shí)后，出爐，冷卻至40℃。隨后，進(jìn)行第二次倒模：待所述半成型磨具熟化后，將模具中的隔板取出，并往磨削層容置空間內(nèi)直接注入經(jīng)攪拌后的磨具磨削層的混合材料。
4)初步硫化及脫模：100℃硫化反應(yīng)1小時(shí)后，出爐，冷卻至40℃，脫模；脫模時(shí)，所要制造的磨具已經(jīng)成形，要求脫模后的胚體不能有變形和脫落。
5)85～100℃恒溫熟化8～16h后，用聚氨脂清漆經(jīng)過表面涂抹，涂抹表面均勻，不能有過厚或沒有涂抹到的地方，需要靜置到充分固化后才進(jìn)入下一工序。固化干燥后打磨整形，使上下兩個(gè)端面達(dá)到平整度和厚度要求。
例2
按照以下配方準(zhǔn)備各制備磨具的原料：
2-1、磨具磨削層的各種原料：
聚酯多元醇(羥值7000)：220g，
甲基二異氰酸酯：350g，
二甲基硅油：11g，
3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，
胺類催化劑：2.15g，
二月桂酸二正丁基錫：4滴，
顏料：90g，
二水合硫酸鈣：60g，
散熱材料：220g，
棕剛玉：620g。
2-2、磨具散熱層的各種原料：
聚酯多元醇(羥值7000)：220g，
甲基二異氰酸酯：350g，
二甲基硅油：11g，
3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，
胺類催化劑：2.15g，
二月桂酸二正丁基錫：4滴，
顏料：90g，
二水合硫酸鈣：60g，
散熱材料：350g，
棕剛玉：400g。
具體制備步驟及注意事項(xiàng)與例1相同。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明磨具在保證磨具的切削硬度的同時(shí)，增加了能夠使將磨具工作過程中的熱量帶出的散熱材料，由此保證磨具的散熱性能，從而能夠在磨削過程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長(zhǎng)其使用壽命。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本發(fā)明的各種改動(dòng)或變形不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變形。