以磨料磨具為工具的磨削加工，是機(jī)械加工方法中非常重要的一類(lèi)方法，而且是精密加工和超精加工最基本的和首選的加工方法，在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用。樹(shù)脂磨具是磨料磨具的重要組成部分，是工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的重要磨削工具之一。為促進(jìn)行業(yè)技術(shù)交流，幫助客戶解決樹(shù)脂砂輪制造過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，珠海邦瑞合成材料有限公司組織人員編輯了切片/磨片樹(shù)脂砂輪材料應(yīng)用常見(jiàn)問(wèn)題解決方案。本文主要介紹樹(shù)脂砂輪制造中的常見(jiàn)問(wèn)題。

       一、樹(shù)脂砂輪產(chǎn)生質(zhì)量不穩(wěn)定的原因分析

       樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多質(zhì)量問(wèn)題，由于樹(shù)脂砂輪制造屬于復(fù)合材料多學(xué)科綜合，所以產(chǎn)生原因復(fù)雜繁多。

       原材料問(wèn)題

       樹(shù)脂砂輪是由多種主、輔原材料構(gòu)成的復(fù)雜物系，只要材料是磨料和結(jié)合劑，輔助材料則包括填料、增強(qiáng)材料、著色劑等。

       1.磨料方面應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題
       目前市場(chǎng)上磨料質(zhì)量參差不齊，主要表現(xiàn)為：
       （1）.磨料的化學(xué)成份往往是合格的，但物理性能差；主要表現(xiàn)在磨料的堆積密度與國(guó)外還有差距。
       （2）.磨料的粒度組成混亂，與標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定相差較大；主要表現(xiàn)在同一粒度磨料的基本粒含量與國(guó)外有差距。

       2.結(jié)合劑方面，主要是酚醛樹(shù)脂：
       （1）.樹(shù)脂質(zhì)量穩(wěn)定性問(wèn)題，尤其是樹(shù)脂中游離酚含量的高低。過(guò)高的游離酚含量，會(huì)加速樹(shù)脂砂輪加熱硬化后的樹(shù)脂裂解，影響砂輪的強(qiáng)度；
       （2）.樹(shù)脂粉與烏洛托品混合均勻性，烏洛托品作為樹(shù)脂的硬化劑，烏洛托品加入量不足，樹(shù)脂硬化不完全，影響砂輪的強(qiáng)度和硬度；含量過(guò)高，則過(guò)量的烏洛托品不與樹(shù)脂結(jié)合，在硬化過(guò)程中分解揮發(fā)，使砂輪的氣孔增多，降低其強(qiáng)度和硬度。
       （3）.結(jié)合劑粒度過(guò)粗或過(guò)細(xì)：
       一般認(rèn)為，結(jié)合劑的粒度以細(xì)為宜，這有利于使結(jié)合劑分布均勻。粒度過(guò)粗，則成型料不易混合均勻，影響砂輪的硬度和強(qiáng)度。即使是對(duì)于粒度較粗的樹(shù)脂薄片切割砂輪和鈸形砂輪來(lái)講，其選用的結(jié)合劑（樹(shù)脂粉）粒度也應(yīng)細(xì)于320#。
       但是如果酚醛樹(shù)脂粉的粒度過(guò)細(xì)，給混料帶來(lái)了困難，很難做到混合料的均勻性，進(jìn)而影響了樹(shù)脂砂輪的切磨削性能。

       樹(shù)脂砂輪制造工藝問(wèn)題

       樹(shù)脂砂輪制造是工藝性很強(qiáng)的工業(yè)產(chǎn)品，在配混料、成型、硬化、加工等工序存在問(wèn)題較多。
       （1）.混料工序：混料的關(guān)鍵是均勻性，成型料應(yīng)達(dá)到：各成份分布均勻，保持松散性，但不宜出現(xiàn)明顯漏粉，必須保證攤料均勻，具有良好的成型性能。
       （2）.成型工序：目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)是旋轉(zhuǎn)攤料機(jī)構(gòu)，但由于旋轉(zhuǎn)攤料機(jī)構(gòu)的局限性，造成很大制造企業(yè)有的企業(yè)員工操作不得要領(lǐng)，混合料分布不均，行位公差及靜平衡超差。
       （3）.硬化工序：這是最關(guān)鍵的生產(chǎn)工序，容易造成質(zhì)量問(wèn)題的因素有兩個(gè)，一是固化烘箱或燒成窯的溫差太大；二是裝爐的方式不當(dāng)。硬化爐窯溫差過(guò)大，致使樹(shù)脂砂輪硬化偏離了設(shè)定的硬化規(guī)范（硬化曲線），使砂輪的固化（硬化）質(zhì)量得不到充分保證。
       （4）.加工工序（主要是大直徑高厚度樹(shù)脂砂輪）：樹(shù)脂砂輪尤其是大直徑和高厚度，或者要求尺寸公差嚴(yán)格的砂輪在硬化后要進(jìn)行加工，以保證砂輪的幾何尺寸、形位公差。
       （5）.生產(chǎn)配方、工藝參數(shù)生搬硬套。

       設(shè)備工裝問(wèn)題

       （1）.設(shè)備問(wèn)題：生產(chǎn)設(shè)備是砂輪生產(chǎn)的重要物質(zhì)條件，有的企業(yè)一是設(shè)備不足，如沒(méi)有缺少好的混料機(jī)，油壓機(jī)噸位規(guī)格偏小等；同時(shí)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)差，產(chǎn)品質(zhì)量不易保證。
       （2））.工裝問(wèn)題：規(guī)模較小的樹(shù)脂砂輪企業(yè)部分企業(yè)工裝管理薄弱，沒(méi)有良好的存放場(chǎng)所，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)亂堆亂放。

       檢驗(yàn)設(shè)備問(wèn)題

       （1）.原材料檢驗(yàn)、過(guò)程檢驗(yàn)、出廠檢驗(yàn)，是樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施有效檢驗(yàn)控制的重要內(nèi)容，但真正做到規(guī)范管理、標(biāo)準(zhǔn)化管理的生產(chǎn)企業(yè)較少。主要問(wèn)題有制度不全，職能不落實(shí)，管理不嚴(yán)，檢驗(yàn)設(shè)備短缺失控，檢驗(yàn)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)較差等。
       （2）.檢驗(yàn)設(shè)備設(shè)置不全
        檢驗(yàn)設(shè)備不齊全，樹(shù)脂砂輪的檢驗(yàn)設(shè)備有3大件：即回轉(zhuǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)；噴砂硬度機(jī)(或洛氏硬度機(jī))——樹(shù)脂切片、磨片除外；靜平衡器（對(duì)金剛石砂輪還需要?jiǎng)悠胶馄鳎渌€應(yīng)有薄片砂輪端面、徑向跳動(dòng)測(cè)定儀、內(nèi)徑量規(guī)、游標(biāo)卡尺、砂輪切割性能試驗(yàn)機(jī)等。
       檢驗(yàn)設(shè)備缺乏應(yīng)有的維護(hù)和保養(yǎng)。

       二、樹(shù)脂砂輪品質(zhì)穩(wěn)定性如何保持

       本文僅就原材料主要是酚醛樹(shù)脂和玻纖網(wǎng)片如何影響樹(shù)脂砂輪的品質(zhì)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。
       樹(shù)脂砂輪的品質(zhì)穩(wěn)定性最突出的表現(xiàn)在如下兩方面：
       （1）.樹(shù)脂砂輪在一定周期內(nèi)（正常空氣溫度濕度條件下），產(chǎn)品強(qiáng)度和切磨削性能的變化情況；
       （2）.樹(shù)脂砂輪在生產(chǎn)周期內(nèi)（如一年內(nèi)不同季節(jié)）每批次砂輪強(qiáng)度和切磨削性能的變化情況。
       上述兩種情況，均可用實(shí)測(cè)強(qiáng)度保持率和切磨削性能下降率來(lái)表示。

       原材料對(duì)樹(shù)脂砂輪品質(zhì)穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)在：
       （1）.液體酚醛樹(shù)脂。液體酚醛樹(shù)脂的固體含量、粘度、凝膠時(shí)間和溶水性等指標(biāo)的波動(dòng)范圍都有不同程度的影響，因此砂輪生產(chǎn)廠家必須根據(jù)自己的產(chǎn)品性能要求，結(jié)合自身的混料、成型和硬化工藝特點(diǎn)，制定出適合自己的液體樹(shù)脂技術(shù)指標(biāo)和范圍。
       另外，必須正確儲(chǔ)存液體酚醛樹(shù)脂，因?yàn)橐后w酚醛樹(shù)脂本是十分不穩(wěn)定的，即使在室溫條件下技術(shù)指標(biāo)也會(huì)發(fā)生變化。砂輪生產(chǎn)廠家必須把液體酚醛樹(shù)脂儲(chǔ)存在低溫條件下，才能保證液體酚醛樹(shù)脂的穩(wěn)定，進(jìn)而保證樹(shù)脂砂輪混料的穩(wěn)定，確保樹(shù)脂砂輪質(zhì)量的穩(wěn)定。
       （2）.粉體酚醛樹(shù)脂。對(duì)粉體酚醛樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，流長(zhǎng)（流動(dòng)度）、顆粒尺寸（粒度、細(xì)度）、烏洛托品（六次）含量和膠化時(shí)間的波動(dòng)都會(huì)影響砂輪的品質(zhì)穩(wěn)定。
       這方面，流長(zhǎng)是應(yīng)該首先考慮的。這些指標(biāo)說(shuō)明了樹(shù)脂在一定的實(shí)驗(yàn)條件下的變化行為。它們只是樹(shù)脂性能表示，究竟對(duì)砂輪產(chǎn)品性能的影響幅度如何，只能依每個(gè)樹(shù)脂砂輪廠的實(shí)際應(yīng)用而定。
       粉體樹(shù)脂的流程是影響結(jié)合劑結(jié)構(gòu)的最重要的性能指標(biāo)，粒度尺寸（粒度、細(xì)度）影響到濕潤(rùn)劑的用量，揮發(fā)份的含量（游離酚、水分）也很重要。
       實(shí)際砂輪制作過(guò)程中，必須保證各批次粉體樹(shù)脂性能的穩(wěn)定，這樣才能確保砂輪的質(zhì)量。
       （3）.網(wǎng)片技術(shù)指標(biāo)的穩(wěn)定
       網(wǎng)片最初應(yīng)用在樹(shù)脂砂輪中，最重要的作用是提高砂輪的強(qiáng)度。隨著樹(shù)脂砂輪性能的不斷提高，網(wǎng)片在樹(shù)脂砂輪中的作用顯得十分重要。主要表現(xiàn)在：砂輪強(qiáng)度的波動(dòng)、切片的變形(主要是雙網(wǎng)砂輪)、磨片的分層等。
       網(wǎng)片含膠量的高低對(duì)砂輪的強(qiáng)度、粘度及樹(shù)脂砂輪的切磨削性能都有影響，理論上講，在砂輪制作工藝穩(wěn)定及允許的條件下，網(wǎng)片含膠量越高，砂輪的強(qiáng)度越高，粘結(jié)性能越好，同時(shí)切磨削越穩(wěn)定。

       三、切片（樹(shù)脂切割砂輪）變形問(wèn)題頻繁出現(xiàn)

       樹(shù)脂砂輪的變形問(wèn)題是長(zhǎng)期困擾樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)廠家的難解問(wèn)題，變形產(chǎn)生根源是砂輪有效面積內(nèi)的組織不均，進(jìn)而造成產(chǎn)品硬化過(guò)程中的應(yīng)力不均。
       樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)廠家應(yīng)該把主要精力放在解決混合料均勻性、成型攤料均勻性及網(wǎng)片穩(wěn)定性方面，只有逐步解決了上述三方面的問(wèn)題，樹(shù)脂砂輪(主要是切割砂輪)的變形問(wèn)題就迎刃而解。

       四、大切片（外徑大于300毫米的樹(shù)脂切割砂輪）軟片在不同地區(qū)和相關(guān)廠家時(shí)有出現(xiàn)

       大切片（外徑大于300毫米的樹(shù)脂切割砂輪）軟片，主要表現(xiàn)在砂輪出爐冷卻后檢測(cè)外觀時(shí)用雙手平拿直徑方向抖動(dòng)時(shí)有晃動(dòng)，彎曲時(shí)明顯感覺(jué)發(fā)軟；同時(shí)客戶在使用砂輪切割時(shí)表現(xiàn)為砂輪偏擺，法蘭盤(pán)的把持力不夠，嚴(yán)重的會(huì)蹦塊和破碎。
       大切片軟片也是長(zhǎng)期困擾樹(shù)脂磨具生產(chǎn)廠家的技術(shù)難題，分析主要原因還是砂輪在硬化過(guò)程的應(yīng)力不均問(wèn)題。
       樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)廠家應(yīng)該重視環(huán)境氣候?qū)ι拜喩a(chǎn)的影響，及時(shí)制定應(yīng)對(duì)的措施，合理選用適宜酚醛樹(shù)脂品種，增加混合料的均勻性，及時(shí)合理調(diào)整硬化工藝使之更適宜酚醛樹(shù)脂的完全硬化。
       重視了上述問(wèn)題，軟片問(wèn)題也就避免發(fā)生了。

       五、磨片（樹(shù)脂鈸型砂輪）分層（起層）問(wèn)題出現(xiàn)頻次逐年提高

       隨著市場(chǎng)對(duì)磨片砂輪質(zhì)量要求的不斷提升，尤其是高效率磨片的需求量的增長(zhǎng)，樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)廠家配方的多樣化更加明顯。這樣也就造成了磨片砂輪在制造和使用過(guò)程中頻繁出現(xiàn)磨片分層現(xiàn)象。
       磨片的分層首先應(yīng)該考慮網(wǎng)片的粘結(jié)性能（包括網(wǎng)片揮發(fā)份的高低），如果網(wǎng)片含浸膠的種類(lèi)與樹(shù)脂砂輪制作用酚醛樹(shù)脂相容性差，含膠量不夠，或者網(wǎng)片揮發(fā)份過(guò)高，都會(huì)造成磨片的分層。
       排除網(wǎng)片影響因素，磨片的分層最重要影響因素是，第一是混合料的相容性和粉體酚醛樹(shù)脂的流動(dòng)性的不足；第二是網(wǎng)片本身在砂輪硬化過(guò)程中的應(yīng)力反彈。所以砂輪制作過(guò)程中砂輪生產(chǎn)廠家應(yīng)該重視網(wǎng)片在砂輪成型中的工藝，必須與成型方式和硬化曲線相結(jié)合。

       六、樹(shù)脂砂輪的性能衰減問(wèn)題（經(jīng)時(shí)性或耐老化性）長(zhǎng)期困擾砂輪廠

       由于樹(shù)脂砂輪用酚醛樹(shù)脂屬于高分子材料，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，其性能會(huì)逐漸老化，直至砂輪強(qiáng)度降低，切磨削性能下降，這種性能就是砂輪的性能衰減，學(xué)術(shù)語(yǔ)言是耐老化性能。
       提高樹(shù)脂砂輪的耐老化性能，國(guó)外通用的做法有兩種，第一，也是最重要的是對(duì)磨料進(jìn)行處理（磨料的深加工如鍍衣，高分子材料處理等）；第二，是提高酚醛樹(shù)脂的耐老化性能。