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磨具配方的改进

文章来源:玻璃磨轮网      添加时间:2019-01-17 21:26:20      点击次数:


磨具配方的改进


  3.1 原材料品种选择


  磨具工作层的原材料包括三类:磨料、树脂结合剂、辅助材料(填充剂、润滑剂、湿润剂)。


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  (1)磨料的选择


  国内树脂砂轮普遍使用的RVD磨料,大部分为针片状,表面光滑,使用效果并不好,容易过早脱落。适用的磨料应当是表面粗糙的等积形脆性磨料,例如DeBeers公司的PDA321(原牌号CDA)多角块状磨料,国内的CSD团粒结构磨料,这些磨料不仅磨削锋利,而且效率高,光洁度高,不易过早脱落,使用寿命延长。


  用作树脂砂轮的CBN,采用微晶CBN品种,也能收到与CDA和CSD磨料相类似的良好的使用效果。但是微晶CBN国内现在还不能供应,尚需进口。


  表面镀覆磨料的选用,将在本文第4部分谈及。


  (2)树脂的选择


  用作树脂砂轮的结合剂,主要有酚醛树脂和聚酰亚胺两类。共同的缺点是耐热性差,不耐用。相比之下,聚酰亚胺好一些,因此,常常用于制造进行深磨、成型磨、强力磨的磨具。而在一般的大面积平面磨削场合,使用酚醛树脂砂轮可以获得较高的效率。


  对现有树脂的改性以及寻求耐热性更好、强度更高、更耐用的新型树脂,一直是人们追求的目标和正在努力进行的工作。


  (3)辅助材料的选择


  超硬磨料树脂磨具使用的辅助材料,包括填充剂、润滑剂、湿润剂等几类多达20余种。国内常用填充剂为Cu、Cr2O3、ZnO、Fe2O3;国外一些先进磨具配方中,铜用得少,甚至不用。Al2O3、SiC国外使用比国内多见,既是填料,又是辅助磨料。而SiO2等其它填料,现在已很少使用。但国内有的厂仍在大量使用,效果不好,应当放弃。原材料也有个弃旧更新的过程。


  固体润滑剂作为减摩材料,可以降低磨削力和磨削热,对于不耐热的树脂砂轮尤其具有重要意义。例如,石墨不仅有润滑作用,而且导热性好,可提高砂轮耐热性;但是石墨是鳞片状结构,很软,用量必须严格控制,用量大时会显著降低砂轮的强度和硬度,致使砂轮磨耗加剧。国内一些厂家的配方目前就存在这种问题。炭黑是极细的多孔性球形颗粒,用它替代石墨,砂轮硬度可提高2~3小级,强度也有所提高,从而可以使磨耗量降低60%。二硫化钼(MoS2)是一种很好的润滑减摩材料,大多用于高强度的聚酰亚胺树脂砂轮


  酚醛树脂砂轮可供选用的湿润剂,有甲酚、糠醛或酚醛树脂液等。糠醛气味较浓,但在一些工厂里宁可使用它也不使用甲酚,原因是后者有致癌的嫌疑。


  对于聚酰亚胺结合剂,宜配用三乙醇胺作为湿润剂,它能起到类似偶联剂的作用,对磨料和树脂结合剂两方面都有较好的浸润性。也可使用液体石蜡为湿润剂。


  3.2 磨具配方改进应注意的几个问题


  (1)原材料品种的选择


  磨料、结合剂和填料都要弃旧更新,与时俱进,选用性能优良的新品种,不能几十年一贯制,前面已经讨论过,这里不再重复。


  (2)磨具的三要素应当全面考虑


  磨具三要素是:磨料、结合剂、气孔率。


  合适的气孔率是保证磨削性能的重要因素。而这一因素往往被一些厂家忽视,导致不良后果,粗磨、半精磨砂轮气孔偏大,寿命很低,而精磨、抛光砂轮气孔偏小,造成严重堵塞和烧伤。这类现象,只要合理调整配方三要素,包括气孔率,就可以防止发生。


  (3)原料配比的设计


  工作层原料配比应根据磨具的具体使用要求设计,而不能照搬照抄。例如,国内Cu粉用量一般15%~20%vol,而重量比常常超过30%,我们如果使用表面镀铜磨料,就不能再用这么多铜粉,配方就得改变,否则,砂轮就变钝,不被用户接受。西德同类砂轮,铜粉用量很少,甚至基本不用Cu粉作填料,而使用效果非常好,就是这个道理。


  3.3 配方编制方式的改进


  (1)体积表示法


      以每100cm3为基准的配方表,举例列入表2。


表2 体积表示法配方表




  这是沿用了几十年的配方表示方法,表中,RVD18.7566,表示在100cm3工作层中体积占18.75cm3,重量为66克。


  (2)重量表示法


重量表示法是以重量百分比表示的配方编制方法。重量表示法是在体积表示法基础上演变而来的,在工业生产中使用起来更加方便。这是许多工厂现在使用的方法。仍举表2同样的配方,其重量表示法如表3所示。


表3 重量百分比配方




  (3)实用表示法


  实用表示法是在方法(1)和(2)的基础上进一步改进而成的更加方便实用的配方表示法。笔者推荐使用这种方法。该方法是先计算出树脂和填料所占重量,列出结合剂(含填料)重量百分表(如表4),按此表比例配料并混合好。使用时,按照磨具成型料配方表(见表5),根据磨具工作层体积计算出成型料(金刚石和结合剂)用量,然后配混。




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