废旧固结磨具再生研究论文

论文关键词固结磨具,再生,废旧物资,磨料

论文摘要本文针对我国走可持续发展道路以及循环经济的战略,分析了废旧磨具的物资状况,提出了废旧磨具的再生技术路线,并探讨了废旧磨具再生的市场前景｡

1前言

随着社会的发展,资源的有效利用已成为人们日益关注的焦点｡资源的获取途径有开采､储备和再生三种｡面对全球资源枯竭､国内资源紧张的现状,我国必须放弃单纯的储备“原生态”资源的狭窄思路,转而走“再生资源”之路,这也是我国搞循环经济必须面对的一个问题｡与“储备”资源相比,“再生”资源可能是解决目前我国能源困境的一种有效途径｡

如何实现废旧物资的再生已成为科研开发的重要课题之一;大批废旧磨具的回收再利用则是磨料､磨具行业的研究热点｡

2废旧磨具市场状况

在机械加工行业,由于磨床结构设计､制造与技术方面的要求,磨削加工所用的磨具不可能完全被消耗,总会剩余约占磨具总质量1/3的残留量;另一方面,磨具生产企业由于生产工艺及过程控制不当,往往会产生一些废品(即便控制得当,也会产生大约1%的废品)｡据统计,我国磨具年产量约20万吨,每年产生的废旧磨具近万吨,虽然一些技术工作者根据自身企业情况对废旧磨具进行了有效利用,但仍有相当数量的废旧磨具被当作垃圾处理掉｡

近年来,磨料价格一直居高不下,节约和利废是当务之急｡此外,从资源的角度来看,磨具的生产制造所用的基础原料,如铝矾土､石英､长石､粘土等都属于天然矿藏,经长期开采,其资源已相当有限｡因此,磨具生产制造行业必须积极寻找新矿源､杜绝资源浪费､发展可再生资源｡废旧磨具的再生将是磨具行业技术工作者不容回避的攻关课题｡

3废旧固结磨具再生技术

固结磨具由磨料和结合剂两部分组成,经过配料､混料､成形､干燥､烧结或硬化而成｡磨料主要包括刚玉系和碳化硅系两大类,是由基础原材料铝矾土､石英等经高温冶炼而成｡磨料主要起磨削作用;结合剂主要起粘结磨粒､保持磨具硬度和强度的作用｡在磨具制作和使用过程中,磨粒的物理化学性能并没有发生本质的变化,仍然保持其固有特性｡当废旧磨具破碎加工后,每个颗粒都包含一定量的磨粒和结合剂,再生磨粒仍可保持其固有的磨粒特性｡磨具根据加工工件的工艺要求分成不同类别,在制作过程中所用的磨料材质､结合剂的种类和用量也各不相同｡因此,废旧磨具回收后要先分类,再处理:按结合剂种类将磨具分为陶瓷结合剂､橡胶和树脂结合剂三大类;再按磨料材质分为白刚玉､棕刚玉､微晶刚玉､单晶刚玉､铬刚玉､绿碳化硅､黑碳化硅等｡不同结合剂的废旧磨具处理方法各不相同:对于树脂､橡胶结合剂的磨具要按磨料材质分类,然后投入焚烧炉焚烧,以便除去树脂､橡胶结合剂,这样处理后磨料性能基本没有变化,仍可按一级磨料被重新使用;陶瓷结合剂类磨具处理方法截然不同｡由于陶瓷结合剂是无机化合物,在磨具高温(约1350℃)焙烧过程中玻化,已牢牢附着在磨料表面,很难用简单的物理､化学方法将其分离｡但将陶瓷磨具物理破碎后形成的新磨粒,其磨削､自锐性能基本不会改变,因此,可以将陶瓷磨具按磨料材质分类后进行破碎､分级,并对再生磨料进行配方试验,重新制成磨具加以利用｡

4废旧磨具再生的应用前景

对于陶瓷结合剂磨具再生磨料的利用,可以从以下几个方面入手:(1)生产树脂切割片｡树脂切割片是以树脂液和树脂粉为结合剂,将磨料粘结固化而成｡对于切削要求不高的产品可以使用这种再生磨料生产;(2)用于树脂磨具的夹心部分,替代优质磨料以降低生产成本｡因为磨具用于磨削时通常仅使用外径部分,内径部分不参与磨削;(3)在陶瓷磨具生产中替代部分优质磨料｡由于再生磨料仍具有良好的磨削性能,则可以在不改变磨具的硬度､强度､磨削性能的前提下,通过调整配方､试验､主要性能检测等手段确定再生磨料的加入比例和新的生产工艺｡转

使用再生磨料可以减少资源浪费､降低企业生产成本｡目前正品刚玉系磨料中棕刚玉市场价格约为2600元/t,白刚玉约8500元/t,而再生磨料中棕刚玉仅1300元/t､白刚玉4000元/t;正品碳化硅系磨料均价约8500元/t,而再生碳化硅磨料仅4000元/t｡再生磨料与正品磨料价格悬殊,按照我国年产20万吨磨具的市场状况,废旧磨具再生每年可创造近5000万元的经济效益,并且可以减轻环境负荷,符合我国的可持续性发展及循环经济战略｡因此,废旧磨具再生有十分可观的经济效益和社会效益,其市场前景非常看好｡

Abstract:Thematerialoftheusedabrasivetoolsanditsrecycleroutewerediscussedinthispaper,andthemarketprospectwasalsoanalyzedbasingonthenationalsustainablepolicyandcyclingeconomy.

Keywords:bondedabrasivetools,recycle,usedmaterials,abrasives