超硬磨具用树脂材料的选择.doc

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1、超硬材料磨具用树脂的选择郑州磨料磨具磨削研究所王振民丁春生在树脂超硬材料砂轮制造中，粘结剂用树脂的性能对砂轮的质量起着非常重要的作用，树脂的性能影响到砂轮的使用寿命和耐用度，还是砂轮能否正常使用的一项关键因素。如何考核树脂性能的好坏，通常主要掌握两个方面，一是它的结合强度，应能够对磨粒及其辅料有良好的粘结能力，使磨粒在受到磨削冲击力时不易松动或脱落。二是它的耐热性，应能够适应砂轮在磨削时受到的瞬时高温和累积高温，不致烧毁结合剂。对于砂轮适用的树脂材料，目前市场供应上主要有三种，即聚酰亚胺树脂、芳烷基改性酚醛树脂和酚醛树脂(2123

2、型)，另外还有其它一些树脂种类。现简要比较其特点和用途。l、聚酰亚胺树脂聚酰亚胺树脂是芳环二酐与芳环二胺的聚合物，国内生产厂有多家。目前市售的多为聚双马来酰亚胺树脂。根据合成树脂时所用的原料差异和合成工艺的不同，树脂的性能会有很大差别，如软化点、固化温度与时间等。该类树脂的耐热性如下表：项目数值长期使用温度℃25O热变形温度℃>300马丁耐热性℃260—350在砂轮制造行业中，该树脂是属于高温型树脂粘结剂，热分解温度高，用它制造的超硬材料砂轮，在干磨条件下，结合剂可以承受磨削高温而不易被烧蚀破坏，使用中砂轮磨料层不易出现裂纹，磨削

3、锋利，工件也避免被烧伤。与酚醛树脂相比，干磨时也不产生较难闻的气味，生产环境较好。聚酰亚胺树脂的拉强度也略高于酚醛树脂。因此，用它制成的砂轮，在工厂使用条件下大体统计，其使用寿命可高出10％左右。但该树脂在使用中也存在一些不足之处。如成型温度高；成型料与铝基体之间的结合力不够好；在有的产品上工艺条件不易控制。砂轮磨料层会出现裂纹。另外是价格较高。影响了其使用范围。2、芳烷基改性酚醛树脂芳烷基改性酚醛树脂是在树脂的分子链中引进耐热型的芳烷基，使树脂的耐热性得到提高。它的性能与英国的xylok939P树脂相类似。据资料介绍。该树脂的马

4、丁耐热性为>200℃。可达250℃。用该树脂和酚醛树脂分别混入碳化硅磨料做成长条型样块，进行耐热性和抗折强度的比较，结果如下表：(数值为设备上的直接读数。单位：略)树脂抗折强度(直接读数)硬化后250℃1小时300℃3小时改性酚醛树脂20.220.16.8酚醛树脂19.319.24.3由表中数据看出，该树脂的耐热性与抗折强度均高于酚醛。用它制造的金刚石砂轮，在干磨条件使用下，效果良好，砂轮不裂纹，工件不烧伤，在同样条件下使用酚醛树脂砂轮。则砂轮出现裂纹。可见它用在干磨使用场合。具有明显的技术优势。改性酚醛有着与酚醛树脂基本相同的工

5、艺条件，使用比较方便。需要注意的是。用该树脂混制的砂轮成型料在热压成型时，会产生较多的气体，容易引起砂轮起泡，因此在热压成型时，予热阶段应适当采取放气措施，并及时加足预定的成型压力，直至砂轮卸模。根据资料介绍和样块测试，该树脂的耐热性能和抗拉强度不及聚酰亚胺。由于它的工艺性较好，价格比聚酰亚胺低廉。在超硬材料磨具行业中得到较广泛的应用。3、酚醛树脂酚醛树脂是磨料磨具行业中使用量最大的一种树脂，当前在超硬材料磨具中最常用的是2123酚醛树脂粉，它是苯酚和甲醛的缩聚物。市售的2123树脂粉中有的已经加入了固化剂(乌洛托品)。该树脂粉的

6、特点是耐热性较好，抗抗拉强度较高，工艺性能适中，价格较低廉。与上述两种树脂相比，本树脂的耐热性偏低。因此该种树脂砂轮不适宜在干磨砂轮使用。在干磨状态下，磨削时产生的累积高温对会使砂轮中树脂的体型分子结构受到破坏，使砂轮磨料层产生裂纹、掉块，砂轮报废，同时在磨削时由于树脂的高温裂解，会产生不好闻的气味。该树脂有较好的抗拉强度，与磨粒有良好的粘结力，因此在湿磨状态下，仍有良好的适用性。经用户使用对比，湿磨时该类砂轮的使用寿命、耐用度、工件的表面质量等，与改性酚醛树脂难分高下。4、其它种类的树脂：为了提高砂轮的使用性能，业内人士也一直进

7、行新树脂或其它改性树脂的试验工作如：缩醛改性酚醛，环氧改性酚醛，聚酰亚胺改性酚醛等，也有采用英国的xylok939P树脂，有的已取得一定的成效，这些需要继续进行试验探索。需要注意，同型号的树脂会因其产地不同或批号不同，而有较大的性能差异，需要在使用前进行检验。性能差异主要表现在树脂的抗拉强度方面，而在耐热性方面则差异较小。综上所述可以看出，制造干磨砂轮时宜采用聚酰亚胺树脂和改性酚醛树脂，在制造湿磨砂轮时，聚酰亚胺树脂有略高的使用寿命，酚醛树脂有良好的工艺性和成本优势。