如何提高金剛石磨輪的機械強度

為了提高金剛石磨輪的耐熱性及其機械強度，在樹脂磨具的制備過程中，通過加入各種填料來達到對酚醛樹脂改性的目的。如加入銅粉，可提高樹脂的耐熱性；加入氧化鋅、氧化鉻等物質(zhì)能起到提高樹脂機械強度的作用；加入鱗片狀石墨、二硫化鉬等軟質(zhì)材料則對提高樹脂結(jié)合劑磨具的磨削性能有很好的改進作用。但對改進酚醛樹脂性能最行之有效的方法是添加有機類物質(zhì)的改性劑，這可能是因為相比于無機類物質(zhì)，有機物質(zhì)在物質(zhì)結(jié)構(gòu)和表面性能等方面與酚醛樹脂更匹配。

聚酰亞胺樹脂是耐熱性最好的一種樹脂，使用聚酰亞胺樹脂作結(jié)合劑制備金剛石磨輪首次出現(xiàn)在美國，隨后在世界范圍內(nèi)使用推廣開來，其最大的特點是磨輪熱穩(wěn)定性較好，可在 250℃長期使用，耐用度比酚醛樹脂結(jié)合劑磨輪高許多，常應(yīng)用于超硬磨料磨輪的加載磨削。環(huán)氧樹脂具有很好的耐水性以及很強的粘結(jié)力，但其耐熱性較低，在磨具制備過程中通常與酚醛樹脂或聚酰亞胺樹脂等混合使用，在不降低材料耐熱性基礎(chǔ)上，可以提高樹脂結(jié)合劑的粘結(jié)強度。聚氨酯類樹脂耐熱性也較低，但用其所制的磨具強度較大，一般適用于輕磨削中。

近年來也出現(xiàn)了采用新型光固化樹脂替代傳統(tǒng)樹脂作為結(jié)合劑，快速固化制備金剛石磨輪具的新技術(shù)。光固化樹脂主要是由基礎(chǔ)聚合物(光交聯(lián)性聚合物)、活性稀釋劑(光聚合性單體)、光引發(fā)劑以及添加劑等物質(zhì)組成，在波長范圍為300~500nm 紫外光照射下各有機組分發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而達到固化狀態(tài)。其與一般樹脂最本質(zhì)區(qū)別是：固化過程是有機組分吸收適當(dāng)波長的紫外光引起有機物質(zhì)間的聚合反應(yīng)，從而實現(xiàn)固化轉(zhuǎn)變，該過程中物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)是有機分子間聚合反應(yīng)所引起分子量增加的結(jié)果，而一般樹脂則是通過溫度調(diào)控使溶劑揮發(fā)或物質(zhì)縮聚反應(yīng)來實現(xiàn)固化過程。因此，采用光固化樹脂制備磨具的固化工藝時間很短，在幾秒之內(nèi)就可以完全固化，該方法制備磨具最大優(yōu)點即為固化速度快，節(jié)約能源。

樹脂結(jié)合劑金剛石磨輪具由于具有工藝簡單、投資較少等特點，成為金剛石磨輪具行業(yè)中應(yīng)用最廣、品種和產(chǎn)量最多的產(chǎn)品，但此類磨具在制備及磨削過程中也存在不足之處。首先，樹脂結(jié)合劑對金剛石磨輪料的潤濕性較差，這就使樹脂結(jié)合劑對金剛石磨輪料的把持力較小，在磨削過程中，金剛石磨輪料極易脫落，磨具磨削效率不高，針對此類問題，常將表面鍍覆金屬的金剛石磨輪料應(yīng)用于樹脂類磨具制備來改善其磨削性能。其次，在磨削過程中，磨具的磨損主要有滑動磨損、結(jié)合劑磨損和磨料破裂等形式，其中滑動磨損主要源于磨粒鈍化和摩擦接觸面的增加，此過程是磨削熱產(chǎn)生的主要原因，由于樹脂的耐熱性和耐磨性較差，在磨削過程中不可避免引起樹脂的老化變形，造成磨削過程中磨具形狀保持性較差，從而影響材料的加工精度。