专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中磨料为重量占比为35%‑37%的锆刚玉，辅料包括有重量占比为5%‑10%的稀土和重量占比为3%‑5%的石墨烯，结合剂为重量占比为10%‑15%的酚醛树脂，耐磨添加剂为重量占比为10%‑15%的冰晶石，填充剂为重量占比为12%‑20%的黄铁矿，增强材料为重量占比为11%‑12%的短切碳纤维。本发明通过在砂轮中添加由稀土材料氧化锆和石墨烯组成的新型辅料，提高了砂轮的耐磨性、硬度，降低砂轮的消耗量，提高打磨速度和打磨面的光洁度，同时降低了砂轮的打磨温度，避免钢轨发蓝。

权利要求

1.一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，其特征在于：

所述打磨材料和所述砂轮基体均呈“圆环”状且贴合固定在一起，所述砂轮基体远离所述打磨材料的一侧设置有三个螺栓孔，通过三个螺栓孔将该种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮固定在打磨机车的砂轮卡盘上；

所述打磨材料的侧壁等距设置有四条毫米级标尺，以所述砂轮基体远离所述打磨材料的端面为0cm刻度，逐毫米进行标记，一直延伸至所述打磨材料的打磨端面；

所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为35%-37%的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为5%-10%的稀土和重量占比为3%-5%的石墨烯，所述结合剂为重量占比为10%-15%的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10%-15%的冰晶石，所述填充剂为重量占比为12%-20%的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11%-12%的短切碳纤维。

2.根据权利要求1所述的基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，其特征在于：所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为35%的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为5%的稀土和重量占比为3%的石墨烯，所述结合剂为重量占比为10%的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为15%的冰晶石，所述填充剂为重量占比为20%的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为12%的短切碳纤维。

3.根据权利要求1所述的基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，其特征在于：所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为35%的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为6%的稀土和重量占比为4%的石墨烯，所述结合剂为重量占比为10%的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为13%的冰晶石，所述填充剂为重量占比为20%的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为12%的短切碳纤维。

4.根据权利要求1所述的基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，其特征在于：所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为36%的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为9.3%的稀土和重量占比为4.7%的石墨烯，所述结合剂为重量占比为14%的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10%的冰晶石，所述填充剂为重量占比为15%的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11%的短切碳纤维。

5.根据权利要求1所述的基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，其特征在于：所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为37%的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为10%的稀土和重量占比为5%的石墨烯，所述结合剂为重量占比为15%的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10%的冰晶石，所述填充剂为重量占比为12%的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11%的短切碳纤维。

6.根据权利要求1-5所述的基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，其特征在于：所述砂轮基体为全铝材质。

7.根据权利要求1-5所述的基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，其特征在于：所述稀土的成份为氧化锆。

8.根据权利要求1-5所述的基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，其特征在于：所述增强材料可用短切玻璃纤维替换。

说明书

技术领域

本发明涉及打磨砂轮技术领域，特别涉及一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮。

背景技术

修磨机车所用的砂轮即钢轨修磨砂轮是钢轨打磨中的关键工具。目前国内钢轨修磨作业使用的钢轨修磨砂轮多为美国进口砂轮 (HTT)。近年来国内已有部分厂家进行了开发和生产，但是砂轮的修磨性能还不能完全媲美进口的砂轮。

然而经调研，进口砂轮也并非完美，现用的进口砂轮同时也存在着以下问题：一、打磨后钢轨轨面的粗糙度不优，钢轨轨面磨痕明显，将会对轮毂踏面造成损伤；二、易碎裂，砂轮在高功率、高打磨压力下，磨石易开裂，存在潜在安全隐患；三、散热性能不优，打磨过程中易导致钢轨“发蓝”，“发蓝”过程中产生了马氏体组织，这是一种脆性很大的金相组织，高倍显微可发现金属颗粒之间相互没有关系，不能组成纤维状结构，会导致钢轨发生脆断，存在很大安全隐患；四、砂轮纵向位置没有厚度标尺，不利于直观判断砂轮是否需要更换；。

中国专利号CN201010298219.6公开了一种高效碳化硅刚玉稀土陶瓷复合砂轮及其制造方法，解决的现有砂轮对难磨材料的磨削效果低、表面质量差的问题。

中国专利号CN201810106381.X公开了复合材料砂轮磨具，能够避免在磨削过程中发生断裂，同时降低了生产成本，减少了高端磨料的浪费。

中国专利号CNCN201811036832.3公开了一种高强度轴承加工磨砂轮，增加了磨砂轮的硬度和强度，提高了磨砂轮的使用率，延长了使用寿命

但从上述专利可以看出，现有的砂轮没有对砂轮在工作中的散热性进行很好的改进，且强度和硬度高的砂轮对加工面造成的磨痕深，导致加工面质量差，而对加工面造成的磨痕不明显的砂轮，则无法保证砂轮的硬度与强度，砂轮纵向位置没有厚度标尺，总的来说现有的砂轮没有将砂轮的散热性、强度以及高质量加工三个优点统一起来，且不利于直观判断砂轮是否需要更换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于解胶和增强的陶瓷泥浆用添加剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下方案：

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为35％-37％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为5％-10％的稀土和重量占比为3％-5％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为10％-15％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10％-15％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为12％-20％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11％-12％的短切碳纤维。

作为本发明进一步的方案：所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，所述磨料为重量占比为35％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为5％的稀土和重量占比为3％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为10％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为15％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为20％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为12％的短切碳纤维。

作为本发明更进一步的方案：所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为 35％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为6％的稀土和重量占比为4％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为10％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为13％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为20％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为12％的短切碳纤维。

作为本发明再进一步的方案：所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为 36％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为9.3％的稀土和重量占比为 4.7％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为14％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为15％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11％的短切碳纤维。

作为本发明再进一步的方案：所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为 37％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为10％的稀土和重量占比为5％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为15％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为12％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11％的短切碳纤维。

在实际钢轨修磨作业中，砂轮处于大压力、高转速等工况下，当砂轮消耗到一定程度时，必须及时进行更换。如果更换不及时，将导致砂轮磨石部分过度消耗，出现安全隐患，严重时可能造成作业事故。针对这一问题，本发明在所述打磨材料的侧壁等距设置有四条毫米级标尺，以所述砂轮基体远离所述打磨材料的端面为0cm刻度，逐毫米进行标记，一直延伸至所述打磨材料的打磨端面。

在对一些金属基体的性能进行研究之后发现，散热能力及静态强度表现最优的是铝，其次是钢。极好的散热可以保证在钢轨打磨过程中，避免温度过高而烧伤钢轨，导致出现“发蓝”现象。强度高能保证砂轮具备良好的耐压极限，能够保证砂轮在打磨过程中不破裂，提高了砂轮的安全性能。除此之外，铝还具备重量轻的特点。因此，本发明选取铝作为砂轮的基体，不仅散热快、耐高压还质轻。

通过重点分析现有砂轮耐磨性差、磨削力差的突出问题，结合磨料用途属性，本发明最后选定锆刚玉作为主要磨料，锆刚玉耐熔体侵蚀性好，作为一种高级磨料，可制造高性能的重负荷砂轮，对钢件、铸铁件、耐热钢、以及各种合金材料有很好的磨削作用。

为了进一步改善砂轮的磨削性能，本发明的辅料为由稀土材料氧化锆和石墨烯组成的新型辅料，氧化锆耐高温，硬度高，当用作研磨材料时有助于提升表面光洁度，平和度，而石墨烯是已知的导热系数最高的物质。根据本发明辅料的特性可以看出，加入了稀土材料氧化锆的砂轮，可以提高砂轮的耐磨性、硬度，降低砂轮的消耗量，提高打磨速度和打磨面的光洁度；加入石墨烯基的砂轮，可以降低砂轮的打磨温度，避免钢轨发蓝。

为了更进一步提高砂轮的韧性和耐热性，本发明在对一些结合剂的基本性能进行研究之后发现，磨削性能中酚醛树脂与陶瓷最好；形状保持性中金属与橡胶最好；修整性中陶瓷是首选。自锐性方面，树脂与橡胶可供选择。但是结合钢轨修磨作业实际情况，钢轨修磨作业属于干磨，在这四种常见结合剂中，只有酚醛树脂的冷却条件符合要求。并且要提升砂轮的磨削性能，必须选择自锐性好的。因此，本发明最终选取高强度酚醛树脂结合剂。

本发明的增强材料可在短切玻璃纤维与短切碳纤维之间进行选择，避免了生产用料单一而造成的垄断现象。

本发明通过质量检验对砂轮进行不平衡量及回转强度的检测，验证砂轮的强度以及安全性能，确保砂轮在最高允许转速内无明显震动，不破裂。为模拟打磨试验及现场打磨试验提供安全保证，保证人员、设备及铁路线路的安全。根据国家磨料磨具质量监督检验中心出具的质量检测报告(报告编号：J2018-04-0268)显示，采用本发明配方制得的砂轮不平衡量均小于最大允许的不平衡值；因此，本发明中的砂轮的不平衡量及回转强度均达到甚至达到了设计标准。

依据中国铁道科学研究院集团有限公司科学技术信息研究所出具的科技查新报告(报告编号：TA19058)内的相关文献：一种用于制造正线钢轨打磨砂轮的组合物及其制备方法和用途(专利号：CN201410729867.0)；一种钢轨打磨砂轮的制作配方及其制作方法(专利号：CN201010177630.8)；一种钢轨打磨砂轮的制造方法(专利号： CN201210186779.1)可知，本发明与上述相关文献具有明显的差异性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在砂轮中添加由稀土材料氧化锆和石墨烯组成的新型辅料，提高了砂轮的耐磨性、硬度，降低砂轮的消耗量，提高打磨速度和打磨面的光洁度，同时降低了砂轮的打磨温度，避免钢轨发蓝，并且通过选用全铝基体，锆刚玉磨料、酚醛树脂结合剂进一步提升了砂轮在工作时的散热性、强度和磨削性能，实现将砂轮的散热性、强度以及高质量加工三个优点统一起来，且在砂轮的纵向位置没有厚度标尺，便于直观判断砂轮是否需要更换。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

各实施例配比方案汇总表：

实施例1

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为35％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为5％的稀土和重量占比为3％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为10％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为15％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为20％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为12％的短切碳纤维。

所得制品的主要试验数据如下：

打磨次数和输出功率占比：1次30％；打磨压力平均值：1233.15N；砂轮磨耗量平均值：2483.9g，工件磨耗量平均值：20.31mm；磨耗率平均值：122.3g/mm；试验后砂轮温度最大值：95℃；试验后钢圈温度最大值：75℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 14.0mm；磨耗率的标准要求：≤18.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

实施例2

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为35％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为6％的稀土和重量占比为4％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为10％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为13％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为20％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为12％的短切碳纤维。

所得制品的主要试验数据如下：

打磨次数和输出功率占比：1次30％；打磨压力平均值：1665.79N；砂轮磨耗量平均值：3905.7g，工件磨耗量平均值：31.98mm；磨耗率平均值：122.1g/mm；试验后砂轮温度最大值：122℃；试验后钢圈温度最大值：77℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 14.0mm；磨耗率的标准要求：≤18.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

实施例3

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为35％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为8％的稀土和重量占比为4％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为13％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为18％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为12％的短切碳纤维。

所得制品的主要试验数据如下：

打磨次数和输出功率占比：4次30％；打磨压力平均值：2066.9N；砂轮磨耗量平均值：1744.6g，工件磨耗量平均值：30.2mm；磨耗率平均值：57.3g/mm；试验后砂轮温度最大值：190℃；试验后钢圈温度最大值：123℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 14.0mm；磨耗率的标准要求：≤18.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

实施例4

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为35％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为8.5％的稀土和重量占比为4％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为13.5％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为 10％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为18％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为12％的短切碳纤维。

所得制品的主要试验数据如下：

打磨次数和输出功率占比：5次30％；打磨压力平均值：2277.74N；砂轮磨耗量平均值：636.4g，工件磨耗量平均值：28.09mm；磨耗率平均值：55.9g/mm；试验后砂轮温度最大值：208℃；试验后钢圈温度最大值：97℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 14.0mm；磨耗率的标准要求：≤18.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

实施例5

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为35.5％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为9％的稀土和重量占比为4.5％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为13.5％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为16％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为12％的短切碳纤维。

所得制品的主要试验数据如下：

打磨次数和输出功率占比：4次25％；打磨压力平均值：1832.08N；砂轮磨耗量平均值：1449.3g，工件磨耗量平均值：25.94mm；磨耗率平均值：22.5g/mm；试验后砂轮温度最大值：175℃；试验后钢圈温度最大值：87℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 8.0mm；磨耗率的标准要求：≤12.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

实施例6

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为36％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为9.3％的稀土和重量占比为4.7％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为14％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为 10％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为15％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11％的短切碳纤维。

所得制品的主要试验数据如下：

第一次试验：打磨次数和输出功率占比：5次25％；打磨压力平均值：2285.66N；砂轮磨耗量平均值：100.5g，工件磨耗量平均值： 17.2mm；磨耗率平均值：5.6g/mm；试验后砂轮温度最大值：234℃；试验后钢圈温度最大值：147℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 8.0mm；磨耗率的标准要求：≤12.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

第二次试验：打磨次数和输出功率占比：5次20％；打磨压力平均值：1692.61N；砂轮磨耗量平均值：36.5g，工件磨耗量平均值：12.5mm；磨耗率平均值：2.9g/mm；试验后砂轮温度最大值：219℃；试验后钢圈温度最大值：134℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 4.0mm；磨耗率的标准要求：≤8.4g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

实施例7

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为36.5％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为9.6％的稀土和重量占比为4.9％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为14％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为14％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11％的短切碳纤维。

所得制品的主要试验数据如下：

第一次试验：打磨次数和输出功率占比：5次30％；打磨压力平均值：2206.05N；砂轮磨耗量平均值：1091.6g，工件磨耗量平均值： 29.98mm；磨耗率平均值：36.4g/mm；试验后砂轮温度最大值：203 ℃；试验后钢圈温度最大值：97℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 14.0mm；磨耗率的标准要求：≤18.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

第二次试验：打磨次数和输出功率占比：2次25％；打磨压力平均值：2296.74N；砂轮磨耗量平均值：266.6g，工件磨耗量平均值： 21.57mm；磨耗率平均值：12.4g/mm；试验后砂轮温度最大值：178 ℃；试验后钢圈温度最大值：83℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 8.0mm；磨耗率的标准要求：≤12g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

实施例8

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为37％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为9.8％的稀土和重量占比为4.7％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为14.5％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为13％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11％的短切碳纤维。

所得制品的主要试验数据如下：

第一次试验：打磨次数和输出功率占比：3次25％；打磨压力平均值：2044.83N；砂轮磨耗量平均值：539.5g，工件磨耗量平均值： 22.8mm；磨耗率平均值：23.8g/mm；试验后砂轮温度最大值：191℃；试验后钢圈温度最大值：108℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 8.0mm；磨耗率的标准要求：≤12.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

第二次试验：打磨次数和输出功率占比：5次20％；打磨压力平均值：1856.09N；砂轮磨耗量平均值：44.24g，工件磨耗量平均值： 14.12mm；磨耗率平均值：3.1g/mm；试验后砂轮温度最大值：214℃；试验后钢圈温度最大值：127℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 4.0mm；磨耗率的标准要求：≤8.4g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

实施例9

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为37％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为9.9％的稀土和重量占比为5.1％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为15％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为 10％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为12％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11％的短切碳纤维。

所得制品的主要试验数据如下：

第一次试验：打磨次数和输出功率占比：4次30％；打磨压力平均值：2061.18N；砂轮磨耗量平均值：592.9g，工件磨耗量平均值： 28.53mm；磨耗率平均值：20.7g/mm；试验后砂轮温度最大值：199 ℃；试验后钢圈温度最大值：92℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 14.0mm；磨耗率的标准要求：≤18.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

第二次试验：打磨次数和输出功率占比：4次25％；打磨压力平均值：1866.35N；砂轮磨耗量平均值：245.8g，工件磨耗量平均值： 20.86mm；磨耗率平均值：11.6g/mm；试验后砂轮温度最大值：134 ℃；试验后钢圈温度最大值：86℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 8.0mm；磨耗率的标准要求：≤12.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

第三次试验：打磨次数和输出功率占比：4次20％；打磨压力平均值：1560.38N；砂轮磨耗量平均值：52.5g，工件磨耗量平均值： 13.79mm；磨耗率平均值：3.8g/mm；试验后砂轮温度最大值：184℃；试验后钢圈温度最大值：109℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 4.0mm；磨耗率的标准要求：≤8.4g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

实施例10

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮，包括砂轮基体和打磨材料，所述打磨材料包括磨料、辅料、结合剂、耐磨添加剂、填充剂和增强材料，其中所述磨料为重量占比为37％的锆刚玉，所述辅料包括有重量占比为10％的稀土和重量占比为5％的石墨烯，所述结合剂为重量占比为15％的酚醛树脂，所述耐磨添加剂为重量占比为10％的冰晶石，所述填充剂为重量占比为12％的黄铁矿，所述增强材料为重量占比为11％的短切碳纤维。

所得制品的主要试验数据如下：

第一次试验：打磨次数和输出功率占比：5次30％；打磨压力平均值：2299.18N；砂轮磨耗量平均值：221.9g，工件磨耗量平均值： 22.80mm；磨耗率平均值：11.4g/mm；试验后砂轮温度最大值：193 ℃；试验后钢圈温度最大值：98℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 14.0mm；磨耗率的标准要求：≤18.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

第二次试验：打磨次数和输出功率占比：5次25％；打磨压力平均值：1955.48N；砂轮磨耗量平均值：105.7g，工件磨耗量平均值： 17.66mm；磨耗率平均值：5.9g/mm；试验后砂轮温度最大值：174℃；试验后钢圈温度最大值：100℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 8.0mm；磨耗率的标准要求：≤12.0g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

第三次试验：打磨次数和输出功率占比：5次20％；打磨压力平均值：1463.49N；砂轮磨耗量平均值：28.3g，工件磨耗量平均值： 11.80mm；磨耗率平均值：2.4g/mm；试验后砂轮温度最大值：177℃；试验后钢圈温度最大值：99℃。

其中打磨压力的标准要求：＜10KN；工件磨耗量的标准要求：≥ 4.0mm；磨耗率的标准要求：≤8.4g/mm；试验后钢圈温度标准要求：＜150℃。

实施例10中的砂轮经依据中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所检验(检测依据：Q/CR1-2014《钢轨打磨车砂轮订货技术条件》)，并开具检测报告(报告编号：(2019)JHC字第0081 号)，由检测报告可知本实施例的外观、配合部位及外形尺寸、静平衡、回转强度、打磨压力、工件磨耗量、砂轮磨耗率、工件表面状态、工作最高温、砂轮性能、工件粗糙度均达到标准。

进口砂轮(HTT)与本发明模拟打磨试验数据分析总表：

经过对各项数据分析，可以得出以下结论：

(1)本发明砂轮较进口砂轮打磨效率提升37.5％。本发明砂轮打磨效率0.22mm/min，进口砂轮为0.16mm/min，本发明砂轮每分钟对钢轨的磨削量更大，效率更高。

(2)本发明砂轮较进口砂轮磨耗率降低29.6％。本发明砂轮磨耗率为0.743g/mm，美国进口砂轮(HTT)磨耗率为1.056g/mm，本发明砂轮更耐磨，减少了砂轮更换次数及使用数量，节约大量人力物力财力。

(3)本发明砂轮散热性能优于进口砂轮。得益于稀土与石墨烯的参入，使得砂轮散热性能有了显著提升。打磨过程中，本发明砂轮温度比进口砂轮低11℃。良好的散热性能，不会因高温而导致钢轨过热“发蓝”，又可以保证砂轮的磨削性能不下降。

本发明经过砂轮产品信息管理系统的录入，每一块砂轮都将具有一个二维码标识，使用手机软件扫描该二维码，即可获取该砂轮的详细生产信息，包括：品牌名称，规格型号，生产批次，质检日期和产品唯一编码等。该二维码将实现产品信息化跟踪管理，便于售后跟踪服务，特别针对使用过程中出现质量问题的砂轮，能够进行准确的溯源追查。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

成本与社会效益分析

经济效益分析：截至2018年年底，中国铁路南昌局集团有限公司营业里程8082.5公里，200km/h以下的铁路线里程达4760.9公里。负责钢轨修磨任务的是鹰潭工务机械段，每年担任的钢轨修磨任务量巨大。作业使用的钢轨修磨砂轮均为国外进口砂轮，每年年平均消耗砂轮数量约7000块，最多时可达9000余块，每块市场售价1300元左右，年耗资约910万元人民币，最高时超千万元。本次课题组研制的新型钢轨打磨砂轮，根据成本计算其市场单价远低于现有进口打磨砂轮价格，约1000元/块，按照年平均消耗砂轮数量7000块计，年耗资同比进口砂轮节约数百万元人民币，预计降低20％左右，降低钢轨打磨成本支出非常明显。“质优价廉”的新型砂轮能为我局节约大量资金成本，为“增收节支”提供了一种可行方案。

一种基于稀土材料和石墨烯基的新型钢轨打磨砂轮专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。