如何提高金刚石磨轮的机械强度

为了提高金刚石磨轮的耐热性及其机械强度，在树脂磨具的制备过程中，通过加入各种填料来达到对酚醛树脂改性的目的。如加入铜粉，可提高树脂的耐热性；加入氧化锌、氧化铬等物质能起到提高树脂机械强度的作用；加入鳞片状石墨、二硫化钼等软质材料则对提高树脂结合剂磨具的磨削性能有很好的改进作用。但对改进酚醛树脂性能最行之有效的方法是添加有机类物质的改性剂，这可能是因为相比于无机类物质，有机物质在物质结构和表面性能等方面与酚醛树脂更匹配。

聚酰亚胺树脂是耐热性最好的一种树脂，使用聚酰亚胺树脂作结合剂制备金刚石磨轮首次出现在美国，随后在世界范围内使用推广开来，其最大的特点是磨轮热稳定性较好，可在 250℃长期使用，耐用度比酚醛树脂结合剂磨轮高许多，常应用于超硬磨料磨轮的加载磨削。环氧树脂具有很好的耐水性以及很强的粘结力，但其耐热性较低，在磨具制备过程中通常与酚醛树脂或聚酰亚胺树脂等混合使用，在不降低材料耐热性基础上，可以提高树脂结合剂的粘结强度。聚氨酯类树脂耐热性也较低，但用其所制的磨具强度较大，一般适用于轻磨削中。

近年来也出现了采用新型光固化树脂替代传统树脂作为结合剂，快速固化制备金刚石磨轮具的新技术。光固化树脂主要是由基础聚合物(光交联性聚合物)、活性稀释剂(光聚合性单体)、光引发剂以及添加剂等物质组成，在波长范围为300~500nm 紫外光照射下各有机组分发生交联反应而达到固化状态。其与一般树脂最本质区别是：固化过程是有机组分吸收适当波长的紫外光引起有机物质间的聚合反应，从而实现固化转变，该过程中物质从液态转变为固态是有机分子间聚合反应所引起分子量增加的结果，而一般树脂则是通过温度调控使溶剂挥发或物质缩聚反应来实现固化过程。因此，采用光固化树脂制备磨具的固化工艺时间很短，在几秒之内就可以完全固化，该方法制备磨具最大优点即为固化速度快，节约能源。

树脂结合剂金刚石磨轮具由于具有工艺简单、投资较少等特点，成为金刚石磨轮具行业中应用最广、品种和产量最多的产品，但此类磨具在制备及磨削过程中也存在不足之处。首先，树脂结合剂对金刚石磨轮料的润湿性较差，这就使树脂结合剂对金刚石磨轮料的把持力较小，在磨削过程中，金刚石磨轮料极易脱落，磨具磨削效率不高，针对此类问题，常将表面镀覆金属的金刚石磨轮料应用于树脂类磨具制备来改善其磨削性能。其次，在磨削过程中，磨具的磨损主要有滑动磨损、结合剂磨损和磨料破裂等形式，其中滑动磨损主要源于磨粒钝化和摩擦接触面的增加，此过程是磨削热产生的主要原因，由于树脂的耐热性和耐磨性较差，在磨削过程中不可避免引起树脂的老化变形，造成磨削过程中磨具形状保持性较差，从而影响材料的加工精度。