关于树脂结合剂金刚石工具的影响因素分析介绍(上篇)

发布者:广州金锐 发布时间:2017-5-9 10:35:48 阅读:

经混合后热压固化而成。其性能也直接受树脂结合剂、填料和金刚石磨料的影响。

1、结合剂的影响,主要包括结合剂种类和含量的影响等

(1)各种树脂结合剂金刚石工具的共同特点是耐热性较差,在加工工件的过程中,金刚石工具和工件之间产生的热量容易使局部温度过高,一旦达到临界值,树脂结合剂对金刚石的把持失效,金刚石在没有完全磨钝的条件下就会脱落,从而使加工费用大幅提升。目前主要是通过对树脂结合剂进行改性来提高其耐热性能的。高良倡采用方烷基醚改性酚醛树脂,其耐热性能够达到180℃以上。杜杨等以有机硅预聚合物、硼酸、苯酚和甲醛为原料合成的新型含硼硅酚醛树脂BSP,由于酚醛树脂结构中引入B—O 键和有机硅链,BSP 树脂具有优良的耐热性和韧性,同时也改善了树脂的耐水性和储存稳定性。肖东政等采用BMI( 双马来酰亚胺) 改性酚醛树脂获得了耐热性较好的双马来酰亚胺改性酚醛树脂。

(2)树脂结合剂含量的影响。树脂结合剂含量对金刚石工具加工性能有较大的影响。文献介绍了在单晶硅片减薄砂轮中,树脂结合剂含量增加,砂轮的硬度、抗压强度逐渐增大,当树脂结合剂含量增加到一定程度时,砂轮磨耗比的提高趋于缓慢,同时砂轮表面容易出现堵塞现象,同时含量越高,堵塞现象越严重。

(3)树脂结合剂粒度的影响。国内用作金刚石磨具生产的树脂粉粒度大多在80~180目之间,这样的粒度范围存在两个缺陷,一是影响磨具的压制成形性能,二是可能影响结合剂的性能。在压制过程中,树脂粉虽可受热软化,并有一定流动性,达到包覆磨粒的目的,但在压制过程中,结合剂料是在模具内受压的,空间有限,树脂的流动范围也有限,当树脂粉粒度粗时,就会有部分磨料粘结不牢固,从而过快脱落。有研究表明当树脂粒度细化后,可改善成形料的流动性,有利于磨具的热压成形。


2、填充料的影响,主要包括填料种类和含量的影响等

填充料是金刚石磨具的一个重要组成部分,加入适量的填充料不仅可以大大降低成本,还可提高磨具的机械强度,延长使用寿命。

填充料种类较多,加入不同种类的填料对磨具的影响也不同。按性质和用途可分为四类:


①不活泼填充料。用于可塑工艺,目的是降低磨具成本;


②活泼填充料。增塑吸附效应,使磨粒与结合剂粘合能力增强;


③补强填料。如玻璃纤维,碳纤维等,目的是增加结合剂强度;


④降低结合剂强度填料。制成适合修整工具的磨具。

在超硬材料树脂磨具中,其作用主要是用来改善结合剂的耐热性、硬度、强度,最终目的是提高耐用度。填充料的种类繁多,对于金刚石树脂磨具,酚醛树脂结合剂所用填料,国内常见的是Cr2O3,ZnO 和Cu 粉; 聚酰亚胺结合剂所用填料,除Cu粉外,国外用于干磨时加Zr、Co、CaCO3等,用于湿磨时,可加石英粉( SiO2 ) 、铝氧粉( Al2O3 ) 等陶瓷材料。


   车剑飞等人采用原味生产法对酚醛树脂进行了纳米粒子TiO2 \Al2O3 \ SiO2填充改性,研究了纳米粒子填充改性对树脂分子结构、耐热性、冲击性能和流变性能的影响,结构表明,改性结构无影响,能够显著提高树脂的耐热性能,提高其分解温度约150℃,当填充量为5wt%时,用TiO2改性树脂的冲击强度可提高到普通酚醛树脂的231%。

各种改性树脂又都具有不同的特性,邹文俊等利用纳米SiO2 ( 原位聚合和共混方法分散到酚醛树脂中) 改性酚醛树脂,可提高磨具的耐热性以及磨削比,且材料价格廉价,适用性较高。

陈锋等研究表明,铜锡合金粉的铜锡比例,含量、粒度对树脂结合剂超硬制品的力学性能影响显著,只有选择适当铜锡比例、含量、粒度的铜锡合金粉才能获得具有优异力学性能的树脂超硬制品。

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