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，幫助客戶解決樹脂砂輪制造過程中的常見問題，珠海邦瑞合成材料有限公司組織人員編輯了切片/磨片樹脂砂輪材料應(yīng)用常見問題解決方案。本文主要介紹樹脂砂輪制造中的常見問題。

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

       樹脂砂輪生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生許多質(zhì)量問題，由于樹脂砂輪制造屬于復(fù)合材料多學(xué)科綜合，所以產(chǎn)生原因復(fù)雜繁多。

       原材料問題

       樹脂砂輪是由多種主、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)注的問題
       目前市場上磨料質(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外有差距。

       2.結(jié)合劑方面，主要是酚醛樹脂：
       （1）.樹脂質(zhì)量穩(wěn)定性問題，尤其是樹脂中游離酚含量的高低。過高的游離酚含量，會加速樹脂砂輪加熱硬化后的樹脂裂解，影響砂輪的強(qiáng)度；
       （2）.樹脂粉與烏洛托品混合均勻性，烏洛托品作為樹脂的硬化劑，烏洛托品加入量不足，樹脂硬化不完全，影響砂輪的強(qiáng)度和硬度；含量過高，則過量的烏洛托品不與樹脂結(jié)合，在硬化過程中分解揮發(fā)，使砂輪的氣孔增多，降低其強(qiáng)度和硬度。
       （3）.結(jié)合劑粒度過粗或過細(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。即使是對于粒度較粗的樹脂薄片切割砂輪和鈸形砂輪來講，其選用的結(jié)合劑（樹脂粉）粒度也應(yīng)細(xì)于320#。
       但是如果酚醛樹脂粉的粒度過細(xì)，給混料帶來了困難，很難做到混合料的均勻性，進(jìn)而影響了樹脂砂輪的切磨削性能。

       樹脂砂輪制造工藝問題

       樹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)量問題的因素有兩個，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)。硬化爐窯溫差過大，致使樹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脂砂輪）：樹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)備工裝問題

       （1）.設(shè)備問題：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，如沒有缺少好的混料機(jī)，油壓機(jī)噸位規(guī)格偏小等；同時設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)差，產(chǎn)品質(zhì)量不易保證。
       （2））.工裝問題：規(guī)模較小的樹脂砂輪企業(yè)部分企業(yè)工裝管理薄弱，沒有良好的存放場所，在生產(chǎn)現(xiàn)場亂堆亂放。

       檢驗設(shè)備問題

       （1）.原材料檢驗、過程檢驗、出廠檢驗，是樹脂砂輪生產(chǎn)企業(yè)實施有效檢驗控制的重要內(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。主要問題有制度不全，職能不落實，管理不嚴(yán)，檢驗設(shè)備短缺失控，檢驗人員業(yè)務(wù)素質(zhì)較差等。
       （2）.檢驗設(shè)備設(shè)置不全
        檢驗設(shè)備不齊全，樹脂砂輪的檢驗設(shè)備有3大件：即回轉(zhuǎn)強(qiáng)度試驗機(jī)；噴砂硬度機(jī)(或洛氏硬度機(jī))——樹脂切片、磨片除外；靜平衡器（對金剛石砂輪還需要動平衡器），其它還應(yīng)有薄片砂輪端面、徑向跳動測定儀、內(nèi)徑量規(guī)、游標(biāo)卡尺、砂輪切割性能試驗機(jī)等。
       檢驗設(shè)備缺乏應(yīng)有的維護(hù)和保養(yǎng)。

       二、樹脂砂輪品質(zhì)穩(wěn)定性如何保持

       本文僅就原材料主要是酚醛樹脂和玻纖網(wǎng)片如何影響樹脂砂輪的品質(zhì)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。
       樹脂砂輪的品質(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，均可用實測強(qiáng)度保持率和切磨削性能下降率來表示。

       原材料對樹脂砂輪品質(zhì)穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)在：
       （1）.液體酚醛樹脂。液體酚醛樹脂的固體含量、粘度、凝膠時間和溶水性等指標(biāo)的波動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，制定出適合自己的液體樹脂技術(shù)指標(biāo)和范圍。
       另外，必須正確儲存液體酚醛樹脂，因為液體酚醛樹脂本是十分不穩(wěn)定的，即使在室溫條件下技術(shù)指標(biāo)也會發(fā)生變化。砂輪生產(chǎn)廠家必須把液體酚醛樹脂儲存在低溫條件下，才能保證液體酚醛樹脂的穩(wěn)定，進(jìn)而保證樹脂砂輪混料的穩(wěn)定，確保樹脂砂輪質(zhì)量的穩(wěn)定。
       （2）.粉體酚醛樹脂。對粉體酚醛樹脂來說，流長（流動度）、顆粒尺寸（粒度、細(xì)度）、烏洛托品（六次）含量和膠化時間的波動都會影響砂輪的品質(zhì)穩(wěn)定。
       這方面，流長是應(yīng)該首先考慮的。這些指標(biāo)說明了樹脂在一定的實驗條件下的變化行為。它們只是樹脂性能表示，究竟對砂輪產(chǎn)品性能的影響幅度如何，只能依每個樹脂砂輪廠的實際應(yīng)用而定。
       粉體樹脂的流程是影響結(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）影響到濕潤劑的用量，揮發(fā)份的含量（游離酚、水分）也很重要。
       實際砂輪制作過程中，必須保證各批次粉體樹脂性能的穩(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)用在樹脂砂輪中，最重要的作用是提高砂輪的強(qiáng)度。隨著樹脂砂輪性能的不斷提高，網(wǎng)片在樹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、切片的變形(主要是雙網(wǎng)砂輪)、磨片的分層等。
       網(wǎng)片含膠量的高低對砂輪的強(qiáng)度、粘度及樹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，同時切磨削越穩(wěn)定。

       三、切片（樹脂切割砂輪）變形問題頻繁出現(xiàn)

       樹脂砂輪的變形問題是長期困擾樹脂砂輪生產(chǎn)廠家的難解問題，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)品硬化過程中的應(yīng)力不均。
       樹脂砂輪生產(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題，樹脂砂輪(主要是切割砂輪)的變形問題就迎刃而解。

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

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

       五、磨片（樹脂鈸型砂輪）分層（起層）問題出現(xiàn)頻次逐年提高

       隨著市場對磨片砂輪質(zhì)量要求的不斷提升，尤其是高效率磨片的需求量的增長，樹脂砂輪生產(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)片含浸膠的種類與樹脂砂輪制作用酚醛樹脂相容性差，含膠量不夠，或者網(wǎng)片揮發(fā)份過高，都會造成磨片的分層。
       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脂的流動性的不足；第二是網(wǎng)片本身在砂輪硬化過程中的應(yīng)力反彈。所以砂輪制作過程中砂輪生產(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、樹脂砂輪的性能衰減問題（經(jīng)時性或耐老化性）長期困擾砂輪廠

       由于樹脂砂輪用酚醛樹脂屬于高分子材料，隨著使用時間的增長，其性能會逐漸老化，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)語言是耐老化性能。
       提高樹脂砂輪的耐老化性能，國外通用的做法有兩種，第一，也是最重要的是對磨料進(jìn)行處理（磨料的深加工如鍍衣，高分子材料處理等）；第二，是提高酚醛樹脂的耐老化性能。