超硬材料树脂磨具高温结合剂的研究

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1、摘要：以磨料磨具)9-r具的磨削加工，是机械加工方法中非常重要的一类方法，而且是精密加工和超精加工最基本的和首选的加工方法，在工业上得到广泛的应用。磨料磨具制品的性能优劣与现代工业发展有着密不可分的关系。超硬材料树脂磨具低温固化，生产周期短，所需设备和制造工艺流程简单；这种磨具磨削效率高，自锐性好，不易堵塞，因此被加工对象表面不易烧伤；磨具有一定的弹性，抛光性能好。它主要适合于硬质合金及各种耐磨难加工材料的精磨、半精磨及抛光工序。但是树脂磨具中大量使用的酚醛树脂结合剂耐热性相对较差，磨削过程中放出大量的热会导致树脂分解或软化，使磨料在磨钝前过早

2、的大量脱落，也影响了磨具的磨削效率和工件加工质量。为改善酚醛树脂耐热性不足的缺点，在调阅大量文献资料的基础上，本文提出了关于酚醛树脂及双马来酰皿胺树脂的改性研究思路，合成了两种适用于超硬材料树脂磨具的高温树脂结合剂。首先合成了4，4L二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)／4，4一二氨基二苯甲烷(DDM)齐聚物，然后在110～120℃左右与环氧树脂反应合成了BMI／DDM／EPOXY改性树脂。文中选用了E一44、E一5l及F一51三种不同的环氧树脂合成此改性树脂。对合成的树脂进行了傅立叶红外光谱分析、拉伸强度、冲击强度及软化点测定、差示热分析法(DT

3、A)、熟重分析

4、316℃和320℃，其失重50％时的DTA温度为450℃左右，具有优良的耐热性；并且DTA图谱表明第一放热峰起止温度在148～222℃，此固化温度适宜于超硬材料树脂磨具的热压成型工艺：BMI／DDM／EPOXY改性树脂中DDM配比的增加以及F一5l配比的增加均会使得树脂的拉伸强度下降而冲击强度上升，并且这种配比的变化对拉伸强度的影响远远大于对冲击强度的影响。测定了六种不同BMI、DDM、EPOXY配比得到的改性树脂软化点在59～65℃，较适宜于树脂磨具混料、压制成型工艺。应用该树脂制造的金刚石树脂磨具拉伸强度都大于20MPa，相比于普通树脂结合

5、剂制造的金刚石树脂磨具具有优良的磨削蠛能，显示了秘口鬟绩会剃嶷好鲍糕维与把持能力。本文同时由热塑性酚醛树脂与烯丙旗氯低温溶液法合成了烯丙基醚化酚懿熨脂(AEF)，瓣质由AEF和4，4‘一二苯甲烷双马来酝贬袋反废划冬了双马来酰亚胺改性酚酝树脂(AEF／BMI共聚树脂)，对合成的树脂进行了傅立叶红外光谱分析、羟馕测定、拉伸强度、冲斑强度及软化点测定、蓑示热分掇法(DTA)、热重分析(TG)等性能袭征方法。本文采用乙酰化法测定树脂羟值豹穷法，对比未进行醚他反勰的纯酚醛树脂的羟基禽量和进幸亍烯蔼基醚化的酚醛树脂韵羟旗含量来计算烯褥基醚纯酚醛树腊的醚稍：

6、率。实验发现随着烯丙箍氯对酚醛树脂的配比的增加，得到的AEF树脂醚化攀逐濒增大而AEF树脂的产率逐渐减，j、；得蜀的AEF礴脂不仅农酵类溶齐j孛可溶解，也可溶解予甲苯、二甲苯等非极性溶剂。会成的AEF树脂经甲苯溶解提纯，用演化钾涂片经傅立叶红辨先谱分耩，可戳证鞠生成锈串存在有烯涎萋函。在AEF／BMI共聚橱瑟的DTA曲线上165～228℃处有一个较大的放热峰，峰顶漱度194℃，TG曲线上此拱聚辩§警起始热分解滋度在419℃，魄魏酚醛稀瑟高70℃左右。稻环球法溺褥静AEF／BMI配比为1．08：l、1．5：1及2：1的共浆树腊的软化点分别为105

7、℃、100℃与镪℃，爨畜与鹣醛耱l警萋本穗强静软纯温度。AEF与BMI摩尔阮为l。08：l得到的共聚树脂无缺口试样25"C时冲击强度为8．8kJ．m一，用此共聚树脂在不同醚方下褥爨懿“8”字块投镩强度运23，6MPa，菸罴陵藏鼙零毙豹躜犬，控律强度减小，冲击强度增大。采用该树脂制备耀硬材料树脂磨热具有等酚醛树脂相似戆工艺参数，逶舍超硬誊砉辩瓣l舞瘗具瀑糕及热菠成型工芑。关键词：超硬材料树脂磨具；高濑结合剂；双马来酰亚艨：烯丙基醚化酚醛树脂；环氧树鼹；力学性能珏AbstractGrindingprocessisaveryimportanttech

8、niqueformachininganditisessentialforprecisionfinishingandsuperfinishing．Soi