聚酰亚胺树脂金刚石砂轮的特点和应用

聚酰亚胺树脂金刚石砂轮的特点和应用高越友

宗淑琦

李德军

林培文

韩宏0

引言目前国内树脂超硬磨具所用结合荆主要是酚醛树脂。使用当中存在以下问题：

(

l

）耐热性能差，使部分金刚石未充分发挥作用而过早脱落，表现为砂轮不耐磨；

(

2

）干磨中常出现龟裂、掉块，甚至脱环现象；

(

3

）不论在砂轮的制造还是使用过程中，经常散发出难闻的气味。针对上述情况，我们采用了英国高性能树脂有限公司生产的超硬磨料专用树脂

DEALOK939P（简称939P

)

，用其制成的砂轮耐磨性能较酚醛树脂有了很大提高，但在干磨中仍常出现龟裂。为此，我们用国产聚酷亚胺树脂粉（简称

PI

树脂粉），与进口

939P

树脂和国产酚醛树脂进行比较，通过扫描电镜观察了砂轮的断裂面和磨削面的显徽组织，分析了三者耐磨性差异的原因。并介绍了聚酸亚胶树脂粉几个典型的应用实例。1

试脸过程

1

.

1

试验用原材料金刚石：型号

RVD

，粒度

120/140

；硬质合金刀头；型号

YT15

A420

。三种树脂粉的性能见表

1

。1

.

2

树脂金刚石砂轮磨削实验方法

1

.

2

.

1

工艺要求砂轮型号、规格：

12A2/45

75

x

25

x

32

x

3

x3

PVD

120/140

B75砂轮压制：三种类型的树脂金刚石砂轮除树脂粉不同外，所用填料、金刚石配方等参数均相同。

PI树脂砂轮和939P树脂砂轮的压制温度为230℃

，而酚醛树脂砂轮为170℃

。

试验用机床：MO6025A

万能工具磨床试验用刀头：

YT15

A420

刀头面积：

20

x

8mm2进行两种进给量的磨削实验：

I

:0.01mm/次，

Ⅱ:

0.06

mm/次走刀：2个往返行程（即四个单程）一次走刀速度：

20

往返行程/mm磨削时间：

I：30min,

Ⅱ:10min1

.

2

.

2

操作规程

(

1

）从成品中，各抽出两片上述型号规格的砂轮及试验用刀头，用丙酮，无水乙醉刷洗干净，然后放进120℃

供箱供lh，取出放人千燥器中冷却至室温。（

2

)

将砂轮与刀头分别在分析天平上进行称量，准确到小数点四位。（

3

）磨床进行加油润滑，空转

5min后，将砂轮装于磨床上，刀头装于平头钳上；调节砂轮与刀头垂直接触，并使砂轮略低于刀头

3min

左右。（

4

）开动磨床，旋转进刀轮，当砂轮接触刀头时，开始记录时间，接着一人操作进刀一人操作走刀，严格控制往返行程。第一种进给量：I：进刀0.01min/次；磨削

30min停车。

(

5

）取下砂轮与刀头．用丙酮、无水乙醉刷洗干净，放入120℃

洪箱中供

lh，取出放入干操器中冷却至室沮，将砂轮与刀头分别在分析天平上进行称量，准确到小数点四位。接上述规程进行第二种进给量的磨削实验，Ⅱ：进刀0.06

mm/次。最后，用扫描电镜（SEM）观察了树脂金刚石砂轮的断裂面和磨削面的徽观结构。2

试验结果为讨论

2

.

1

磨削试验结果分析从表

2

可见，在第一种进给量下，三种树脂金刚石砂轮的磨削效率相近，酚醛树脂的稍差。三者磨削时的声音有差异，939P、PI树脂砂轮磨削时声音清脆．而酚醛树脂砂轮声音发闷，还时有难闻的气味。三者的砂轮消耗也有区别，

PI树脂砂轮的磨削比略高于939P

树脂，远高于酚醛树脂。在第二种进给量下，三种树脂砂轮的性能差别很大。酚醛树脂砂轮，表面掉块，无法磨削；939P树脂砂轮表面产生裂纹，声音有些发闷，有难闻的气昧，磨削比急剧下降；

PI

树脂砂轮表面无裂纹，声音清脆．没有刺鼻的气味．磨削比下降不多。总之．在大进刀量，

PI

树脂砂轮的耐磨性明显优于939P树脂砂轮远高于阶醛树脂砂轮。聚欧亚胺树脂砂轮从磨削效率到耐磨性，其综合性能均达到或超过939P树脂砂轮，远高于酚醛树脂砂轮。2

.

2

显徽组织观察金刚石砂轮磨削性能的好坏与砂轮在磨削过程中的显徽结构有关。通过扫描电镜观察．发现酚醛金刚石砂轮在磨削过程中，金刚石颗校周围的树脂被烧蚀，形成了明显的空洞（见图1)

，金刚石顾粒时刻可能脱落。显然是由于酚醛树脂的耐热温度低．树脂容易被脚削热烧蚀所致，造成金刚石未充分发挥作用而提早脱落．这是酚醛树脂金刚石砂轮不耐磨的主耍原因。图2是在第一种进给情况下，939P树脂砂轮的磨削面；图3是在第一种进给情况下

PI

树脂砂轮的磨削面。从这两幅图中观察，金刚石颗粒周围

939P

树脂的烧蚀，没有酚醛树脂砂轮那样严重，而聚酸亚胺树脂砂轮的烧蚀情况较轻，原因就是聚酞亚肢树脂砂轮的耐热温度最高。因此聚酸亚胶树脂砂轮的耐磨性能最好。3

应用举例

3

.

1

用于干磨硬质合金工具用聚酸亚胺树脂制做的金刚石砂轮，干磨硬质合金工具．进刀量可达0.10mm

以上，磨削锋利，砂轮无裂纹、掉块现象，耐用度较酚醛树树脂提高一倍以上，提高了生产效率，降低了工具费用，深受用户好评。3

.

2

用于金属热敏材料的开槽磨削此类材料需用树脂CBN砂轮。金属热敏材料开槽要求发热量尽可能小，磨削锋利，同时形状保持性好。聚酞亚胺树脂具有良好的浸润能力，可以牢牢把持住CBN磨粒，修锐后CBN磨粒可以实现较高的裸露比例，砂轮磨削锋利，发热量小，砂轮的形状保持性很好。3

.

3

用于磨削摩擦材料、铁氧体等这类材料耐磨性能好，磨削余量大，使用酚醛树脂消耗量很大。采用聚酞亚胺树脂，因其优异性能．取得了满意的经济效益。4

结论

（1）聚酞亚胺树脂粉所制造的金刚石砂轮在干磨、大进给情况下，其耐磨性明显优于进口939P树脂砂轮，远高于国产酚醛树脂砂轮。磨削效率略高于939P树脂砂轮明显高于国产酚醛树脂砂轮。（2）聚酞亚胺树脂粉所制造的金刚石砂轮在使用过程中，不产生难闻的气味，对环境无污染。

(3）聚酞亚胺树脂粉性能优异，其综合性能已达到或超过进口939P树脂粉水平，明显优于国产酚醛树脂。

（4）树脂金刚石砂轮的耐磨性能与所用树脂粉的耐热温度有关，耐热温度越高，耐磨性越好。无实验验证树脂与金刚石的润湿情况。（5）聚酷亚胺树脂的推广应用，可以为用户解决许多疑难问题。