廢舊固結磨具再生研究論文

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論文關鍵詞固結磨具,再生,廢舊物資,磨料

論文摘要本文針對我國走可持續發展道路以及循環經濟的戰略,分析了廢舊磨具的物資狀況,提出了廢舊磨具的再生技術路線,并探討了廢舊磨具再生的市場前景｡

1前言

隨著社會的發展,資源的有效利用已成為人們日益關注的焦點｡資源的獲取途徑有開采､儲備和再生三種｡面對全球資源枯竭､國內資源緊張的現狀,我國必須放棄單純的儲備“原生態”資源的狹窄思路,轉而走“再生資源”之路,這也是我國搞循環經濟必須面對的一個問題｡與“儲備”資源相比,“再生”資源可能是解決目前我國能源困境的一種有效途徑｡

如何實現廢舊物資的再生已成為科研開發的重要課題之一;大批廢舊磨具的回收再利用則是磨料､磨具行業的研究熱點｡

2廢舊磨具市場狀況

在機械加工行業,由于磨床結構設計､制造與技術方面的要求,磨削加工所用的磨具不可能完全被消耗,總會剩余約占磨具總質量1/3的殘留量;另一方面,磨具生產企業由于生產工藝及過程控制不當,往往會產生一些廢品(即便控制得當,也會產生大約1%的廢品)｡據統計,我國磨具年產量約20萬噸,每年產生的廢舊磨具近萬噸,雖然一些技術工作者根據自身企業情況對廢舊磨具進行了有效利用,但仍有相當數量的廢舊磨具被當作垃圾處理掉｡

近年來,磨料價格一直居高不下,節約和利廢是當務之急｡此外,從資源的角度來看,磨具的生產制造所用的基礎原料,如鋁礬土､石英､長石､粘土等都屬于天然礦藏,經長期開采,其資源已相當有限｡因此,磨具生產制造行業必須積極尋找新礦源､杜絕資源浪費､發展可再生資源｡廢舊磨具的再生將是磨具行業技術工作者不容回避的攻關課題｡

3廢舊固結磨具再生技術

固結磨具由磨料和結合劑兩部分組成,經過配料､混料､成形､干燥､燒結或硬化而成｡磨料主要包括剛玉系和碳化硅系兩大類,是由基礎原材料鋁礬土､石英等經高溫冶煉而成｡磨料主要起磨削作用;結合劑主要起粘結磨粒､保持磨具硬度和強度的作用｡在磨具制作和使用過程中,磨粒的物理化學性能并沒有發生本質的變化,仍然保持其固有特性｡當廢舊磨具破碎加工后,每個顆粒都包含一定量的磨粒和結合劑,再生磨粒仍可保持其固有的磨粒特性｡磨具根據加工工件的工藝要求分成不同類別,在制作過程中所用的磨料材質､結合劑的種類和用量也各不相同｡因此,廢舊磨具回收后要先分類,再處理:按結合劑種類將磨具分為陶瓷結合劑､橡膠和樹脂結合劑三大類;再按磨料材質分為白剛玉､棕剛玉､微晶剛玉､單晶剛玉､鉻剛玉､綠碳化硅､黑碳化硅等｡不同結合劑的廢舊磨具處理方法各不相同:對于樹脂､橡膠結合劑的磨具要按磨料材質分類,然后投入焚燒爐焚燒,以便除去樹脂､橡膠結合劑,這樣處理后磨料性能基本沒有變化,仍可按一級磨料被重新使用;陶瓷結合劑類磨具處理方法截然不同｡由于陶瓷結合劑是無機化合物,在磨具高溫(約1350℃)焙燒過程中玻化,已牢牢附著在磨料表面,很難用簡單的物理､化學方法將其分離｡但將陶瓷磨具物理破碎后形成的新磨粒,其磨削､自銳性能基本不會改變,因此,可以將陶瓷磨具按磨料材質分類后進行破碎､分級,并對再生磨料進行配方試驗,重新制成磨具加以利用｡

4廢舊磨具再生的應用前景

對于陶瓷結合劑磨具再生磨料的利用,可以從以下幾個方面入手:(1)生產樹脂切割片｡樹脂切割片是以樹脂液和樹脂粉為結合劑,將磨料粘結固化而成｡對于切削要求不高的產品可以使用這種再生磨料生產;(2)用于樹脂磨具的夾心部分,替代優質磨料以降低生產成本｡因為磨具用于磨削時通常僅使用外徑部分,內徑部分不參與磨削;(3)在陶瓷磨具生產中替代部分優質磨料｡由于再生磨料仍具有良好的磨削性能,則可以在不改變磨具的硬度､強度､磨削性能的前提下,通過調整配方､試驗､主要性能檢測等手段確定再生磨料的加入比例和新的生產工藝｡轉

使用再生磨料可以減少資源浪費､降低企業生產成本｡目前正品剛玉系磨料中棕剛玉市場價格約為2600元/t,白剛玉約8500元/t,而再生磨料中棕剛玉僅1300元/t､白剛玉4000元/t;正品碳化硅系磨料均價約8500元/t,而再生碳化硅磨料僅4000元/t｡再生磨料與正品磨料價格懸殊,按照我國年產20萬噸磨具的市場狀況,廢舊磨具再生每年可創造近5000萬元的經濟效益,并且可以減輕環境負荷,符合我國的可持續性發展及循環經濟戰略｡因此,廢舊磨具再生有十分可觀的經濟效益和社會效益,其市場前景非常看好｡

Abstract:Thematerialoftheusedabrasivetoolsanditsrecycleroutewerediscussedinthispaper,andthemarketprospectwasalsoanalyzedbasingonthenationalsustainablepolicyandcyclingeconomy.

Keywords:bondedabrasivetools,recycle,usedmaterials,abrasives