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金刚石改性处理对不一样树脂砂轮磨削功能

2016-08-17 555

 

弹性磨块小编摘要:选用NaOH溶液预处理,硅烷偶联剂改性的办法对金刚石外表进行处理,并研讨了该处理进程对三种树脂(聚酰亚胺、耐热酚醛和改性酚醛)基砂轮磨削功能的影响。试验结果标明,该处理进程能够有用改进金刚石与树脂的联系状况,添加树脂基对金刚石磨粒的操纵力,然后进步砂轮的磨削比,其间对聚酰亚胺树脂基砂轮磨削功能的进步最为显着,其磨削比进步达109.9%。

 

引言
 用树脂作为联系剂制造的磨具,称之为树脂基磨具。由于具有联系强度高、具有定弹性、能制成各种杂乱形状和特殊要求的磨具、硬化温度低和生产周期短等长处,树脂基磨具广泛应用于磨削加工工序中,如荒磨、粗磨、切开、精磨、抛光等。现在运用的树脂通常为酚醛树脂和聚酰亚胺树脂。由于金刚石的化学功能非常安稳,树脂与金刚石磨料的浸润性欠好,联系不紧密,在磨削进程中磨料经常还未能表现磨削功能就提早整颗掉落。为了改进这一情况,本试验选用NaOH溶液对金刚石磨料进行预处理,然后用硅烷偶联剂对其进行外表改性。将处理后的磨料制成酚醛树脂基和聚酰亚胺树脂基砂轮,对其磨削功能进行了测验,并与未经任何处理的磨料进行了比照。

 

1试验
1.1原材料
1.2试验进程
1.2.1金刚石的偶联剂处理

 将金刚石在0.11g/mL的NaOH溶液中80℃恒温拌和4h,除掉金刚石外表的杂质,对金刚石进行粗化和羟基化处理后洗刷烘干。然后用硅烷偶联剂的醇水溶液在79℃恒温拌和的条件下对预处理后的金刚石进行进一步的外表处理,反响6h后将金刚石取出,用无水乙醇洗刷洁净后烘干。

 

1.2.2砂轮试样的限制

 将处理后的金刚石磨料和未处理的金刚石磨料别离制成标准为1A1100×16×20×4RVD140/170B75的砂轮,其配方如表2所示。除磨料和树脂不一样外,所用填料种类和配比、技术等参数均一样。聚酰亚胺树脂砂轮限制温度为230℃,耐热酚醛树脂砂轮限制温度为190℃,改性酚醛树脂砂轮限制温度为215℃。限制砂轮运用的压机为MYS—100型热压机,砂轮二次固化在电热干燥箱中进行。

 

1.3表征及测验

 运用DHM-3型磨削功能试验机测定砂轮的磨削功能。测验办法为:将需求磨削的砂轮和硬质合金刀具用丙酮清洁洁净,放入80℃烘箱烘1h后移入干燥器冷却至室温,称重并记载;将砂轮和刀具别离固定在磨削试验机上,设定好各参数,开端磨削,磨削进程完成后试验机主动中止;卸下磨削后的砂轮和刀具,用丙酮清洁洁净后放入80℃烘箱烘1h后移入干燥器冷却至室温,称重记载;核算磨削比。

 

2结果与评论
2.1磨削功能

 试验中选用了条件严苛的干磨方式,磨削比为硬质合金刀具磨耗质量与砂轮磨耗质量的比值,核算公式如下:

其间G为磨削比,Δms为砂轮磨耗质量,Δmw为硬质合金刀具磨耗质量。

 磨削比是表征可磨削性的主要参数,是挑选砂轮及磨削用量的主要依据。磨削比越大,标明磨损单位体积或质量的砂轮能够磨除更多的金属,砂轮的运用越经济。由表3中的磨削试验数据能够看到,在一样的磨削条件下,通过外表处理的金刚石对树脂砂轮的磨削功能进步显着。这是由于金刚石磨料通过NaOH溶液的处理,其外表的杂质被除掉,更容易吸附羟基,并且通过NaOH溶液的腐蚀,磨料外表可能会构成小的凹陷,添加了磨料的外表积。偶联剂分子两头别离带有反响活性基团:一端的基团与被粘物(如玻璃纤维、磨料等)外表发作化学或物理作用;另一端的基团能与胶黏剂(如树脂)发作化学或物理作用,然后使金刚石磨料与树脂外表构成坚固的粘接界面层。经核算可得,聚酰亚胺树脂基砂轮的磨削比进步了109.9%,耐热酚醛树脂基砂轮进步了30.2%,改性酚醛树脂基砂轮进步了13.6%。可见,三种树脂中,通过NaOH溶液和偶联剂处理,聚酰亚胺树脂基砂轮的磨削比进步起伏最大,耐热酚醛树脂基砂轮次之,改性酚醛树脂基砂轮的磨削比进步起伏最小。这可能是由于本试验运用的聚酰亚胺分子链端富含氨基或酸酐基团,偶联剂中的氨基与基体中的氨基有亲和力,能使界面较好粘接;并且氨基还能与酸酐发作反响。同时氨基也能与酚醛树脂发作反响,并且对酚醛树脂的固化有催化作用,但氨基与酚醛树脂上的酚羟基的相容性稍差。所以耐热酚醛树脂基砂轮和改性酚醛树脂的磨削功能进步起伏小于聚酰亚胺树脂基砂轮。

 

 磨削功率和砂轮磨除率是考核磨具磨削功能的一个主要目标,磨削功率越高,阐明砂轮磨削单位质量体积的工件所需的时刻越少;砂轮磨除率越高,阐明砂轮在磨削进程中单位时刻内消耗的砂轮质量或体积越大,砂轮磨损越严重。本试验选用的是磨耗质量与磨削时刻的比值,核算公式如下:

 由表3的数据可见,同种树脂的砂轮,处理前后的磨削功率根本上是不变的,这阐明通过NaOH溶液和硅烷偶联剂处理的金刚石对砂轮的自锐性几乎没有影响。但从砂轮的磨除率能够看出,运用通过NaOH溶液和偶联剂处理的金刚石的砂轮的磨除率显着低于运用未处理金刚石的砂轮。即金刚石通过外表处理今后耐磨性显着进步,而尖利度并未减低(单位时刻磨削掉的硬质合金量根本不变,而砂轮损耗量大幅削减)。从表3的数据中还能够看到,改性酚醛树脂基砂轮的砂轮磨耗率较高,其磨削功率也显着高于酚醛树脂基砂轮,这阐明改性酚醛树脂能够进步砂轮的自锐性。

 

2.2砂轮的外表描摹分析

通过显微镜对磨削试验后的砂轮外表进行观察,图1~图6为三种树脂基砂轮的图像。
 由图1~图6能够看出,运用未通过外表处理金刚石的砂轮磨削后的外表,金刚石显着少于运用通过处理金刚石的砂轮,并且外表有显着的金刚石掉落后留下的坑洞;2#、4#、6#砂轮中砂轮与树脂基体联系较紧密,坑洞较少。2#、4#、6#砂轮相比较,能够看出,2#砂轮磨削后的外表情况优于4#和6#,存留的金刚石较多,也没有大块掉落的痕迹。这阐明金刚石的外表改性处理对3种树脂基砂轮的磨削功能都有所进步,但对耐热酚醛树脂和改性酚醛树脂砂轮磨削功能的进步不够显着。

3结论
 (1)试验结果标明,本试验所选用的处理办法能够改进金刚石与聚酰亚胺树脂、耐热酚醛树脂和改性酚醛树脂的联系状况,添加树脂对金刚石磨粒的操纵力,使其在磨削的进程中不易掉落,进步砂轮的磨削比,并且对金刚石磨粒的尖利度和自锐性没有影响。

 (2)磨削试验数据标明,金刚石外表的改性处理对不一样的树脂基砂轮磨削功能的进步作用是不一样的,其间对聚酰亚胺树脂基砂轮磨削功能进步最为显着。

 


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