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樹脂砂輪的技術進步,今后將更多地依賴于對樹脂砂輪制造技術更精確、更科學的認識。
可以預言:樹脂砂輪,尤其是切片/磨片,在3至5年內仍處于快速發展期。全球樹脂砂輪的80%以上產能集中在國內。未來3至5年,只有少數高端產品在歐美國家生產,更多的國外知名磨企將通過合資、兼并、收購等渠道,爭奪樹脂砂輪市場份額。樹脂砂輪制造業競爭將更為慘烈,洗牌在所難免。
酚醛樹脂是一種重要且最普遍,應用范圍最廣、使用量最大,有多種性能的結合劑,選擇合適的酚醛樹脂同我們所要求的樹脂砂輪的性能有直接關系,并且性能的表現程度,與樹脂砂輪制造過程的工藝條件有關。
本人將結合自己近三十年的樹脂砂輪制造技術經驗,對有關樹脂砂輪性能及制造工藝等有關問題進行討論。三、樹脂砂輪產生質量不穩定的原因分析
樹脂砂輪生產過程中會產生許多質量問題,由于樹脂砂輪制造屬于復合材料多學科綜合,所以產生原因復雜繁多。下面就主要原因進行分析:
第一、原材料問題
樹脂砂輪是由多種主、輔原材料構成的復雜物系,主要材料是磨料和結合劑,輔助材料則包括填料、增強材料、著色劑等。
1、磨料方面應該關注的問題
目前市場上磨料質量參差不齊,主要表現為:
1 )磨料的化學成份往往是合格的,但物理性能差;主要表現在磨料的堆積密度與國外還有差距。
2 )磨料的粒度組成較亂,與標準的規定相差較大;主要表現在同一粒度磨料的基本粒含量與國外有差距。
2、結合劑方面,主要是酚醛樹脂:
1 )樹脂質量穩定性問題,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,影響砂輪的強度和硬度;含量過高,則過量的烏洛托品不與樹脂結合,在硬化過程中分解揮發,使砂輪的氣孔增多,降低其強度和硬度。
3 )結合劑粒度(細度)過粗或過細
一般認為,結合劑的粒度以細為宜,這有利于使結合劑分布均勻。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,其選用的結合劑(樹脂粉)粒度也應細于320#。
但是如果酚醛樹脂粉的粒度過細,會給混料帶來困難,很難做到混合料的均勻性,進而影響樹脂砂輪的切磨削性能。
第二、樹脂砂輪制造工藝問題:
樹脂砂輪制造是工藝性很強的工業產品,在配混料、成型、硬化、加工等工序上存在較多問題。
1、混料工序:混料的關鍵是均勻性,成型料應達到:各成份分布均勻,保持松散性,但不宜出現明顯漏粉,必須保證攤料均勻,具有良好的成型性能。
2、成型工序:目前國內大多數是旋轉攤料機構,但由于旋轉攤料機構的局限性,造成很多制造企業有的企業員工操作不得要領,混合料分布不均,形位公差及靜平衡超差。
3、硬化工序:這是最關鍵的生產工序,容易造成質量問題的因素有兩個,一是固化烘箱或燒成窯的溫差太大;二是裝爐的方式方法不當。硬化爐窯溫差過大,致使樹脂砂輪硬化偏離了設定的硬化規范(硬化曲線),使砂輪的固化(硬化)質量得不到充分的保證。
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格的砂輪在硬化后要進行加工,以保證砂輪的幾何尺寸、形位公差。
5、生產配方、工藝參數生搬硬套。
第三、設備工裝問題
1、設備問題:生產設備是砂輪生產的重要物質條件,有的企業設備不足、缺少好的混料機、油壓機噸位規格偏小等;同時設備維護保養差,產品質量不易保證。
2、工裝問題:規模較小的樹脂砂輪部分企業工裝管理薄弱,沒有良好的存放場所,在生產現場亂堆亂放。
第四、檢驗設備問題:
1、原材料檢驗、過程檢驗、出廠檢驗,是樹脂砂輪生產企業實施有效檢驗控制的重要內容,但真正做到規范管理、標準化管理的生產企業較少。主要問題有制度不全,職能不落實,管理不嚴,檢驗設備短缺失控,檢驗人員業務素質較差等。
2、檢驗設備配置不全
檢驗設備不齊全,樹脂砂輪的檢驗設備有3大件:即回轉強度試驗機;噴砂硬度機(或洛氏硬度機)---樹脂切片、磨片除外;靜平衡器(金剛石砂輪還需要動平衡器),其它還應有薄片砂輪端面、徑向跳動測定儀、內徑量規、游標卡尺、砂輪切割性能試驗機等。此外,檢驗設備缺乏應有的維護和保養。
四、樹脂砂輪混料酚醛樹脂液的選擇及應用
樹脂砂輪制造中最常用的濕潤劑是酚醛樹脂液,在采用正常樹脂液比例混料時,如果料干濕難以控制時,才采用糠醛、二丁酯等濕潤劑。
由于糠醛與液體酚醛樹脂有很好的相容性,所以目前大多數廠家仍然在使用。但糠醛的高腐蝕性、刺激氣味,及對操作員工身體健康的傷害等十分明顯。因此,眾多廠家都在尋求更合適的替代產品。
為了滿足客戶需要,經過近一年的開發,目前已經成功開發出來了新型酚醛樹脂液BR-19500,BR-1950A,這種樹脂液能夠解決混合料的松散性,在混合料適度偏濕的情況下松散效果很好;同時,混合料停放時間很短,在1小時后混合料的堆積密度趨于穩定;更為重要的是混料料顆粒形狀均勻、樹脂及輔助材料包覆磨料顆粒效果好。