CN105458952A - 冰砂轮及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于磨具磨料领域，具体为冰砂轮及其制造方法。冰砂轮，其包括，水，磨料，按重量比，水占50至97%，磨料占1至50%，还包括添加剂，添加剂按重量比占0至2%。本发明可以加工处理不能发热的材料，保证被加工工件不被烧伤、不超化学反应，降低砂轮的生产成本，每个人用一个模具在冰箱里就可自己制做冰砂轮。

Description

冰砂轮及其制造方法

技术领域

本发明属于磨具磨料领域，具体为冰砂轮及其制造方法。

背景技术

砂轮切割工艺在机械加工中占据了重要的地位，主要利用砂轮做高速旋转切割工件，从而获得所需要的尺寸。

砂轮磨削工艺在机械加工中占据了重要的地位，主要利用砂轮做高速旋转并使其与工件发生交互作用，移除工件表面上的微量材料从而获得精密几何形状及表面特性。

砂轮抛光工艺在机械加工中占据了重要的地位，主要利用砂轮做高速旋转并使其与工件表面发生交互作用，使工件表面达到光洁度或反光效果。

但是，由于砂轮在高速旋转磨削中，与工件发生磨擦，会产生热能，磨削区会积蓄大量的热能，导致砂轮和工件温度升高，砂轮方面，磨粒高温氧化及扩散，造成砂轮磨粒磨损及砂轮磨削特性降低，工件方面，造成工件的被烧伤或变型，使工件无法使用。

现有的技术采用：1、在砂轮中制造有气孔，降低工作中产生的高温；2、边工作边施加降温液、冷却液、保护液；3、降低砂轮旋转速度；4、在温度低的环境下进行工作。这些方法效果并不是太好，不能解决根本问题，而且也给工作带来诸多不便，尤其是现有的一些新材料，不能有一点点高温，高温会使这些材料起化学变化，加工出的工件因高温所致而面目全非。

砂轮不发热加工工件是磨具磨料行业近年来研究的重要课题之一。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种冰砂轮及其制造方法，用冰做结合剂，让砂轮本身就不能超过零度，超过零度砂轮本身就化了，从而保证不耐热工件在加工中的绝对安全。

本发明采用的技术方案：

冰砂轮，其包括，水，磨料，按重量比，水占50至97%，磨料占1至50%，还包括添加剂，添加剂按重量比占0至2%。

所述水，为纯水，根据需要加入添加剂。

增加冰的脆性，在纯水中加入NaCl，再降低温度至负1摄氏度与负50摄氏度进行结冰。

增加冰的硬度，对水进生定方向磁化后，再降低温度至负4与负50摄氏度进行结冰。

增加冰的柔性，加入硅酸钠，再降低温度至负4至与50摄氏度进行结冰。

冰砂轮的制造方法：

步骤一：普通水制做成纯净水。

步骤二：清洗磨料。

步骤三：水与磨料混合均匀，或者水、磨料、添加剂混合均匀。

步骤四：步骤三所得到的混合料灌进模具，置入冷冻室。

步骤五：根据用途，选择温度和时间，将模具中的混合料冷冻成冰砂轮。

步骤六：如需加工，打开模具，取出冰砂轮，再放到精加工机床上进行加工修整。

本发明的有益效果

1、本发明可以加工处理不能发热的材料，保证被加工工件不被烧伤、不超化学反应。

2、本发明也可以代替一般砂轮使用，因水便宜，从而降低砂轮的生产成本。

3、本发明使用后脱落下来的废料，可再溶化后，再制成冰砂轮，循环使用。

4、本发明工艺简单，所有的水与磨粒无毒无味，车间工人自己用一个模具在冰箱里就可自己制做。

具体实施方式

本发明提供一种冰砂轮及其制造方法，用冰做结合剂，让砂轮本身就不能超过零度，超过零度砂轮本身就化了，从而保证不耐热工件在加工中的绝对安全。

冰砂轮，其包括，水，磨料，按重量比，水占50至97%，磨料占1至50%，还包括添加剂，添加剂按重量比占0至2%。

所述水，为纯水，根据需要加入添加剂。

增加冰的脆性，在纯水中加入NaCl，再降低温度至负1摄氏度与负50摄氏度进行结冰。

增加冰的硬度，对水进生定方向磁化后，再降低温度至负4与负50摄氏度进行结冰。

增加冰的柔性，加入硅酸钠，再降低温度至负4至与50摄氏度进行结冰。

冰砂轮的制造方法：

步骤一：普通水制做成纯净水。

步骤二：清洗磨料。

步骤三：水与磨料混合均匀，或者水、磨料、添加剂混合均匀。

步骤四：步骤三所得到的混合料灌进模具，置入冷冻室。

步骤五：根据用途，选择温度和时间，将模具中的混合料冷冻成冰砂轮。

步骤六：如需加工，打开模具，取出冰砂轮，再放到精加工机床上进行加工修整。

下面结合所用原料性质及实施例对本发明做进一步说明

水是液态，适合于加入磨粒并混合均匀，水在零摄氏度以下，就会变成固体冰。纯水是不结冰的,但加入磨粒后，因磨粒可做为结冰晶体结构的起始点，纯水就结冰了。

冰是无色透明的固体，分子之间主要靠氢键作用，晶格结构一般为六方体，但因应不同压力可以有其他晶格结构。其脆性和硬度适合于做磨具中的结合剂。

纯冰在不同温度下的莫式硬度为：0℃为1～2，-15℃为2～3，-40℃为4，-50℃为6。

水分子间有氢键缔合的特殊结构，水在零摄氏度以下成为固态冰，冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是通过氢键形成，是一个敞开式的松弛结构，因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完，在冰中氢键把这些四面体联系起来，成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列，空间利用率较小，约占34%、因此冰的密度较小，约为摄氏4度是液态水的9/10。

冰融化时拆散了大量的氢键，使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”，故液态水已经不象冰那样完全是有序排列了，而是有一定程度的无序排列，即水分子间的距离不象冰中那样固定，H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。这样分子间的空隙减少，密度相对冰就增大了。

纯水因没有杂质物，可以均匀地结成冰，使冰各处的坚固度加强并平衡。

纯水磁化后，水分子排例整齐规则，结成的冰，其晶体结构更坚固。

切割和研磨所用的砂轮，需要有一定的硬度，而且还要有一定的脆性，并能及时将用老损的磨粒脱落掉，用磁化水生产的冰砂轮，增加了冰砂轮的硬度，冰本身所具有的脆性可以满足切割和研磨所用的砂轮的条件。

有的工件本身比较软，对砂轮的硬度要求不高，要求砂轮脆性好，磨粒容易脱落，所以可在纯水中加入一点NaCl，达到要求，加入量越大，冰砂轮越脆磨粒越易脱落。在水中加NaCl会减慢水的结冰速度，因为盐水中的游离分子较多,所以盐水分子的活动性较普通水的强,使得盐水的结冰点比普通水的低,普通水一般在零度结冰,但盐水要在零度以下才会结冰。

有的工件，需要抛光处理，所以需要冰砂轮柔软一些，这时可加入一点硅酸钠，加入量越大，柔性越好。

例：一种冰砂轮，其包括，40公斤水，60公斤碳化硅。

40公斤水由蒸馏水发生器生成，为100%纯水，60公斤碳化硅为120号绿色碳化硅磨粒。

60公斤碳化硅为120号绿色碳化硅磨粒用清水清洗三次，最后一次用100%纯净水清洗。

40公斤水和60公斤碳化硅混合均匀，置入磁化器中进行定向磁化。

将上述磁化后的水与碳化硅磨粒混合料注入砂轮模具中。

在常压下，降低模具周围的温度至负30摄氏度，而具模具不停做360度上下左右翻滚，保证水与磨粒均匀分布。

打开模具，取出冰砂轮。

使用例：钫，是一种金属，由于它的不稳定和稀有，人们开始渐渐认识到它和它的化合物广泛的应用领域和特殊的应用价值，譬如：它已经用于生物学和原子结构的研究领域，钫对癌症诊断和治疗也有了一定的实用性。但是钫的熔点只有21.8摄氏度，一些化合物的熔点也不高，由于不稳定性，见热就会变成另一种物质，所以在加工处理时，一般的砂轮是无法使用的，而冰砂轮可以对其进行各种切割、研磨处理。

磁化水冰砂轮，在负30摄氏度以下的环境下，可代替一般砂轮使用，从而降低工件的加工成本。

本发明制做工艺简单，在要求条件不高的情况下，一般水也可以做为冰砂轮的结合剂，将模具置入家用冰箱里，就可生产出冰砂轮。

Claims (3)

1.冰砂轮，其特征在于，其包括，水，磨料，按重量比，水占50至97%，磨料占1至50%，其还包括添加剂，添加剂按重量比占0至2%;

所述水，为纯水；所述添加剂为氯化钠，或者硅酸钠。

2.根据权利要求1所述的冰砂轮，其特征在于，需增加冰砂轮的硬度，可将纯水置放在磁场中进行定向磁化。

3.根据权利要求1所述的冰砂轮的制造方法，其步骤为：

步骤一：普通水制做成纯净水；

步骤二：清洗磨料；

步骤三：水与磨料混合均匀，或者水、磨料、添加剂混合均匀；

步骤四：将步骤三所得到的混合料灌进模具，置入冷冻室；

步骤五：根据用途，选择温度和时间，将模具中的混合料冷冻成冰砂轮；

步骤六：如需加工，打开模具，取出冰砂轮，再放到精加工机床上进行加工修整。