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【磨具课堂】第十五期:树脂磨具硬化规范

来源:国磨质检

时间2022-06-30

磨具课堂 国磨质检

摘要:合理的硬化规范,是保证得到优质制件的重要环节之一。


合理的硬化规范,是保证得到优质制件的重要环节之一。一个合理硬化规范包括:


(1)最高硬化温度;

(2)最高保温温度;

(3)最高保温时间;

(4)最高升温速度等条件。


目前还不能用公式来计算,只能用试验的方法来确定。硬化规范受到很多因素的影响:


(1)原材料方面:

磨料的材质、粒度等;

结合剂的用量,挥发物,缩聚速度,流动性等;

辅助材料的种类,用量,挥发物,性质等。


(2)磨具方面:磨具的形状、规格(组织、硬度)密度(气孔率)。


(3)热处理方面:硬化炉的种类及特点;装炉方法;硬化方法;加热方法等。


制定一个合理的硬化规范,不但能使制件符合其特性要求,而且也能使制件得到较高的机械强度和最佳的磨削效果。


1、硬化条件对磨具机械性能的影响


(1)最高硬化温度的影响


树脂磨具最高硬化温度根据所选用的树脂种类来确定。最合适的温度是能使树脂硬化完全的温度。如果温度过低,树脂未完全硬化,其化学稳定性差,机械强度低、若温度过高,则可引起树脂的分解和炭化,降低磨具的强度、硬度和耐水性,并影响磨削效果。


生产实践证明:在现有的硬化设备和工艺条件下:


(A)粉状酚醛树脂磨具最高硬化温度以180~190℃为好;

(B)液体酚醛树脂磨具最高硬化温度以175~185℃为好;

(C)环氧树脂磨具最高硬化温度由环氧树脂种类和硬化剂的种类所决定。


以酚醛树脂作硬化剂时最高硬化温度为160~170℃;以邻苯二甲酸酐作硬化剂时最高硬化温度为190~200℃;以三乙醇胺作硬化剂时最高硬化温度为120~140℃;以乙二胺作硬化剂时最高硬化温度为80℃左右。


试验表明:随硬化温度的升高,强度相应提高,但超过某一温度数值后,强度要下降。当硬化温度过高时,砂轮发黑,拉断它的时间很短,说明砂轮脆性增加,强度和韧性下降,这种发黑砂轮脱落快,不耐用。


(2)保温时间的影响


树脂磨具硬化过程的保温,一方面是使结合剂中的挥发物能够得到缓慢的排除,另一方面在最高硬化温度下保温能使树脂磨具硬化完全。


实践证明,液体酚醛树脂在80℃以前,主要是流动变形,并有少量挥发物逸出,80~100℃时树脂起剧烈反应,伴有大量挥发物产生,这个阶段必须有保温时间,否则极易引起制件变形和发泡。对于细粒度,高硬度高厚度的制件,在80℃以前或100℃以后也要保温时间,才能保证制件不出废品,并有一定的机械强度。粉状树脂成型料硬化过程中挥发物较少,在90~120℃时反应比较剧烈。


最高硬化温度下的保温时间与硬化温度的高低有关。最高硬化温度愈高,保温时间愈短。保温时间还与制件的规格大小和结合剂量的多少有关。实践证明,粉状酚醛树脂磨具在180~190℃的最高硬化温度下,保温时间在3~7小时以内合适,液体酚醛树脂磨具在175~185℃的最高硬化温度下,保温时间在2~5小时以内合适。如果延长保温时间,反而会使磨具的机械强度降低。


(3)升温速度的影响


升温速度应根据磨具的特性来决定,它与下列因素有关:


(1)磨具的硬度的影响:硬度高的制件、结合剂量大,密度高,在硬化过程中挥发物多、升温速度不宜过快,而硬度低的制件,则可以快速升温。


(2)磨料的粒度的影响:粒度愈细,磨具的气孔愈小,硬化时磨具中的挥发物不易排出,升温速度应放慢,而粗粒度的磨具则可提高升温速度。


(3)磨具的规格和形状的影响:规格大的磨具,硬化时外部向制件内部传热需要时间,形状复杂的制件要防止结合剂熔化流动而变形,因而升温速度不宜过快;而规格小形状不复杂的磨具,则可以快速升温。总之,在保证坯体不起泡,不变形的前提下,可采用较快的升温速度,以缩短磨具的硬化周期。


2、磨具的硬化曲线


以时间和对应的温度作成的曲线,称为磨具硬化曲线。从硬化曲线可以一目了然地看出升温速度,保温时间,最高硬化温度。硬化曲线因树脂种类,磨具规格而异。


(1)粉状酚醛树脂磨具15小时硬化曲线。中等硬度的普通磨具(升温时间包括在内)60℃保温2小时,90℃保温2小时,110℃保温1.5小时,120℃保温2.5小时,140℃保温1小时、160℃保温1小时,185℃保温4小时,自然冷却。


(2)粉状酚醛树脂磨具30小时硬化曲线。适应于:粒度细、硬度高、规格大的磨具,包括磨螺纹砂轮和石墨砂轮。60℃保温2小时,80℃保温3小时,90℃保温3小时,100℃保温2小时,110℃保温3小时,120℃保温3小时,130℃保温2小时,140℃保温2小时,155℃保温2小时,170℃保温2小时,185℃保温6小时,自然冷却。


(3)液体酚醛树脂磨具的30小时硬化曲线。适应用于:经干燥后的各种细粒度、高硬度液体树脂磨具在60℃下保温10小时,80℃下保温6小时,100℃下保温2小时,110℃下保温1小时,120℃保温3小时,140℃保温1小时,160℃保温1小时,180℃保温6小时,自然冷却。


3、冷却和出炉


一般来说,树脂磨具冷却可采用强制冷却的方法。如用:鼓风机吹风冷却,磨具降到60℃便可出炉。


但对于细粒度、高硬度、薄片砂轮、石墨砂轮等不能采用强制冷却和方法,只能自然冷却,即不允许立即敞开炉门,降温到60℃后才可出炉。

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