合(he)理的(de)硬化規范,是保證得到優質制件的(de)重要環節之一(yi)。一(yi)個合(he)理硬化規范包括:
(1)最高硬化(hua)溫度;
(2)最高保(bao)溫溫度;
(3)最高(gao)保(bao)溫時間(jian);
(4)最高升溫速度(du)等條件。
目(mu)前還不能用公式(shi)來計(ji)算,只(zhi)能用試驗的方(fang)法來確(que)定。硬化規范受到很多因素的影響(xiang):
(1)原材料方面:磨料的材質、粒度等。
結合劑的用量,揮發物,縮聚速度,流動性等。
輔助材料的(de)種類,用量,揮發(fa)物,性質等。
(2)磨具方面:磨具的形狀、規格(組(zu)織、硬度(du))密(mi)度(du)(氣孔率)。
(3)熱處理方面:硬化爐的種類及特點;裝爐方法(fa);硬化方法(fa);加熱方法(fa)等(deng)。
制定一個合理的硬化規范,不但能使制件符合其特性要求,而且也能使制件得到較高的機械強度和最佳的磨削效果。
1、硬化條件對磨具機械性能的影響
(1)最高硬化(hua)溫度的影響
樹脂磨具最高硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)根據所選用的樹(shu)脂(zhi)種類來(lai)確定(ding)。最合適(shi)的溫(wen)度(du)是能(neng)使樹(shu)脂(zhi)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)完全(quan)的溫(wen)度(du)。如果溫(wen)度(du)過(guo)(guo)低,樹(shu)脂(zhi)未完全(quan)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua),其化(hua)(hua)(hua)學穩定(ding)性差,機械強度(du)低、若溫(wen)度(du)過(guo)(guo)高,則可(ke)引(yin)起(qi)樹(shu)脂(zhi)的分解和炭化(hua)(hua)(hua),降低磨具的強度(du)、硬(ying)(ying)度(du)和耐水性,并影響磨削效果。
生(sheng)產(chan)實踐(jian)證(zheng)明:在現有的硬化設備和工(gong)藝條件下(xia):
(A)粉狀酚(fen)醛樹脂磨具最高硬化(hua)溫(wen)度以180~190℃為好(hao);
(B)液體酚醛樹脂磨具最(zui)高硬(ying)化(hua)溫度(du)以175~185℃為好;
(C)環氧樹脂(zhi)磨具最(zui)高硬(ying)(ying)(ying)(ying)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)由環氧樹脂(zhi)種類和(he)硬(ying)(ying)(ying)(ying)化劑(ji)的(de)種類所決定。以(yi)酚醛樹脂(zhi)作(zuo)硬(ying)(ying)(ying)(ying)化劑(ji)時(shi)最(zui)高硬(ying)(ying)(ying)(ying)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)為(wei)160~170℃;以(yi)鄰苯二甲酸酐作(zuo)硬(ying)(ying)(ying)(ying)化劑(ji)時(shi)最(zui)高硬(ying)(ying)(ying)(ying)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)為(wei)190~200℃;以(yi)三乙(yi)醇(chun)胺作(zuo)硬(ying)(ying)(ying)(ying)化劑(ji)時(shi)最(zui)高硬(ying)(ying)(ying)(ying)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)為(wei)120~140℃;以(yi)乙(yi)二胺作(zuo)硬(ying)(ying)(ying)(ying)化劑(ji)時(shi)最(zui)高硬(ying)(ying)(ying)(ying)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)為(wei)80℃左右(you)。
試驗表明:隨硬化溫度的升高,強度相應提高,但超過某一溫度數值后,強度要下降。當硬化溫度過高時,砂輪發(fa)(fa)黑,拉斷它的時間很短(duan),說(shuo)明(ming)砂輪脆(cui)性增加(jia),強度和(he)韌性下降,這種發(fa)(fa)黑砂輪脫落快,不耐用。
(2)保溫時間的影響
樹脂磨具硬化(hua)過程的(de)保溫,一(yi)方面(mian)是使結(jie)合劑中的(de)揮發物能(neng)夠得到緩慢的(de)排除,另一(yi)方面(mian)在(zai)最高硬化(hua)溫度下保溫能(neng)使樹脂磨具硬化(hua)完全(quan)。
實踐(jian)證明,液體酚醛樹(shu)(shu)(shu)脂在(zai)80℃以(yi)前(qian),主(zhu)要(yao)是流動變形,并有少量揮發物(wu)逸(yi)出(chu),80~100℃時(shi)樹(shu)(shu)(shu)脂起(qi)劇烈(lie)反應,伴有大量揮發物(wu)產生,這個階段必須有保溫時(shi)間,否則極易引起(qi)制件變形和發泡(pao)。對于細粒度(du),高硬(ying)度(du)高厚(hou)度(du)的(de)制件,在(zai)80℃以(yi)前(qian)或(huo)100℃以(yi)后也要(yao)保溫時(shi)間,才能保證制件不出(chu)廢品,并有一(yi)定的(de)機械(xie)強(qiang)度(du)。粉狀(zhuang)樹(shu)(shu)(shu)脂成(cheng)型料硬(ying)化過程中揮發物(wu)較少,在(zai)90~120℃時(shi)反應比較劇烈(lie)。
最(zui)(zui)高硬(ying)(ying)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)下(xia)的(de)保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間與硬(ying)(ying)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)高低有關。最(zui)(zui)高硬(ying)(ying)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)愈高,保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間愈短。保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間還與制件的(de)規格(ge)大(da)小和結合(he)(he)劑量的(de)多少(shao)有關。實踐證明,粉狀酚醛樹(shu)脂(zhi)磨(mo)(mo)具在180~190℃的(de)最(zui)(zui)高硬(ying)(ying)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)下(xia),保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間在3~7小時(shi)以內(nei)合(he)(he)適,液(ye)體酚醛樹(shu)脂(zhi)磨(mo)(mo)具在175~185℃的(de)最(zui)(zui)高硬(ying)(ying)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)下(xia),保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間在2~5小時(shi)以內(nei)合(he)(he)適。如果延長保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間,反而會使磨(mo)(mo)具的(de)機(ji)械強度(du)降低。
(3)升溫速度的影響
升溫(wen)速度應(ying)根據磨具的特(te)性來決定,它與下(xia)列因(yin)素有關:
(1)磨具的硬(ying)(ying)度(du)的影(ying)響:硬(ying)(ying)度(du)高的制件、結合劑量大,密度(du)高,在硬(ying)(ying)化過(guo)程中揮(hui)發
物多、升溫速度不(bu)宜過快,而硬度低的制(zhi)件(jian),則可以快速升溫。
(2)磨料的粒(li)度(du)(du)(du)的影響:粒(li)度(du)(du)(du)愈細,磨具(ju)(ju)的氣孔愈小,硬化時磨具(ju)(ju)中的揮發物(wu)不易(yi)排出,升溫速度(du)(du)(du)應放(fang)慢(man),而粗粒(li)度(du)(du)(du)的磨具(ju)(ju)則可提高升溫速度(du)(du)(du)。
(3)磨具的(de)規(gui)格(ge)和(he)形(xing)(xing)狀的(de)影響:規(gui)格(ge)大的(de)磨具,硬化時外部向制件內部傳熱需要(yao)時間,形(xing)(xing)狀復雜(za)的(de)制件要(yao)防止結合劑(ji)熔化流動而(er)(er)變(bian)形(xing)(xing),因(yin)而(er)(er)升溫(wen)速度不宜過快(kuai);而(er)(er)規(gui)格(ge)小
形狀(zhuang)不(bu)復雜的(de)磨具,則可以快速升溫。總之(zhi),在保證坯體不(bu)起泡,不(bu)變形的(de)前提下,可采用較快的(de)升溫速度,以縮(suo)短磨具的(de)硬化周期。
2、磨具的硬化曲線
以(yi)時(shi)間和對應的溫(wen)度作(zuo)成的曲(qu)(qu)線,稱為磨(mo)具(ju)硬(ying)(ying)(ying)化(hua)曲(qu)(qu)線。從硬(ying)(ying)(ying)化(hua)曲(qu)(qu)線可(ke)以(yi)一目(mu)了(le)然地(di)看出(chu)升(sheng)溫(wen)速度,保(bao)溫(wen)時(shi)間,最高硬(ying)(ying)(ying)化(hua)溫(wen)度。硬(ying)(ying)(ying)化(hua)曲(qu)(qu)線因樹(shu)脂種類,磨(mo)具(ju)規格(ge)而異(yi)。
(1)粉狀酚醛樹脂磨具15小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)硬(ying)化曲線。中等(deng)硬(ying)度的普通(tong)磨具(升溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間包括在內(nei))60℃保(bao)溫(wen)2小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),90℃保(bao)溫(wen)2小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),110℃保(bao)溫(wen)1.5小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),120℃保(bao)溫(wen)2.5小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),140℃保(bao)溫(wen)1小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)、160℃保(bao)溫(wen)1小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),185℃保(bao)溫(wen)4小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),自然冷卻。
(2)粉狀酚醛樹脂磨具(ju)30小(xiao)時硬化曲線。
適(shi)應于:粒度細、硬度高(gao)、規格大的磨具,包括磨螺紋(wen)砂輪和石墨砂輪。60℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)2小(xiao)時(shi)(shi),80℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)3小(xiao)時(shi)(shi),90℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)3小(xiao)時(shi)(shi),100℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)2小(xiao)時(shi)(shi),110℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)3小(xiao)時(shi)(shi),120℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)3小(xiao)時(shi)(shi),130℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)2小(xiao)時(shi)(shi),140℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)2小(xiao)時(shi)(shi),155℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)2小(xiao)時(shi)(shi),170℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)2小(xiao)時(shi)(shi),185℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)6小(xiao)時(shi)(shi),自然冷卻。
(3)液體(ti)酚醛樹脂磨具的30小時(shi)硬化(hua)曲線。
適應用(yong)于:經干燥后(hou)的各種細粒度、高(gao)硬度液體樹脂磨(mo)具 在60℃下(xia)保溫(wen)10小(xiao)時(shi),80℃下(xia)保溫(wen)6小(xiao)時(shi),100℃下(xia)保溫(wen)2小(xiao)時(shi),110℃下(xia)保溫(wen)1小(xiao)時(shi),120℃保溫(wen)3小(xiao)時(shi),140℃保溫(wen)1小(xiao)時(shi),160℃保溫(wen)1小(xiao)時(shi),180℃保溫(wen)6小(xiao)時(shi),自然(ran)冷卻(que)。
3、冷卻和出爐
一般來說,樹(shu)脂(zhi)磨具冷卻可采用強制冷卻的方法。如用:鼓(gu)風機吹風冷卻,磨具降到60℃便(bian)可出爐(lu)。
但(dan)對(dui)于細粒度(du)、高(gao)硬度(du)、薄片(pian)砂輪、石墨砂輪等不能(neng)采用強制冷(leng)(leng)卻和(he)方(fang)法(fa),只能(neng)自(zi)然(ran)冷(leng)(leng)卻,即(ji)不允許立即(ji)敞開(kai)爐門(men),降溫(wen)到60℃后才可出爐。