合理的硬化(hua)規范,是保證得到優質制件的重要環(huan)節(jie)之一。一個合理硬化(hua)規范包括:
(1)最高硬化溫度;
(2)最高保溫(wen)溫(wen)度(du);
(3)最高保溫時(shi)間;
(4)最(zui)高升溫速(su)度等條件(jian)。
目前還不(bu)能(neng)用公式來(lai)計算(suan),只能(neng)用試驗(yan)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)確定。硬化規范受到很多因素的(de)影響:
(1)原材料方面:磨料的材質、粒度等。
結合劑的用量(liang),揮發物,縮聚速(su)度(du),流動性(xing)等。
輔助材料(liao)的種類(lei),用(yong)量,揮發(fa)物,性質等(deng)。
(2)磨具方面:磨(mo)具的形狀、規格(組織、硬度)密(mi)度(氣孔率)。
(3)熱處理方面(mian):硬化爐的種類(lei)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)最高硬化溫度的影響
樹脂磨具最(zui)高硬化溫度(du)(du)(du)根據(ju)所選用的(de)(de)樹(shu)脂種類來確定。最(zui)合適的(de)(de)溫度(du)(du)(du)是(shi)能(neng)使樹(shu)脂硬化完(wan)全的(de)(de)溫度(du)(du)(du)。如果(guo)(guo)溫度(du)(du)(du)過(guo)低(di),樹(shu)脂未完(wan)全硬化,其化學穩定性(xing)差,機械強(qiang)度(du)(du)(du)低(di)、若溫度(du)(du)(du)過(guo)高,則可引起樹(shu)脂的(de)(de)分解和炭化,降(jiang)低(di)磨(mo)具的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)、硬度(du)(du)(du)和耐(nai)水性(xing),并影響磨(mo)削效果(guo)(guo)。
生產實踐證明:在(zai)現有的硬化(hua)設備和工藝(yi)條件下:
(A)粉狀(zhuang)酚醛樹脂磨具最高硬化(hua)溫度以180~190℃為好;
(B)液體(ti)酚醛樹脂磨具最高硬化溫度以(yi)175~185℃為好;
(C)環氧樹脂(zhi)磨具最(zui)(zui)(zui)高硬(ying)化溫度(du)(du)由環氧樹脂(zhi)種(zhong)類(lei)和硬(ying)化劑(ji)的種(zhong)類(lei)所(suo)決定。以(yi)酚醛樹脂(zhi)作(zuo)(zuo)硬(ying)化劑(ji)時(shi)最(zui)(zui)(zui)高硬(ying)化溫度(du)(du)為(wei)160~170℃;以(yi)鄰苯(ben)二甲酸酐作(zuo)(zuo)硬(ying)化劑(ji)時(shi)最(zui)(zui)(zui)高硬(ying)化溫度(du)(du)為(wei)190~200℃;以(yi)三乙(yi)醇(chun)胺(an)作(zuo)(zuo)硬(ying)化劑(ji)時(shi)最(zui)(zui)(zui)高硬(ying)化溫度(du)(du)為(wei)120~140℃;以(yi)乙(yi)二胺(an)作(zuo)(zuo)硬(ying)化劑(ji)時(shi)最(zui)(zui)(zui)高硬(ying)化溫度(du)(du)為(wei)80℃左右。
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)黑,拉(la)斷它(ta)的時間很(hen)短,說(shuo)明(ming)砂輪脆性(xing)增加,強度和(he)韌性(xing)下降,這種發(fa)黑砂輪脫落快(kuai),不(bu)耐用。
(2)保溫時間的影響
樹脂(zhi)磨具硬化過程(cheng)的保溫,一方(fang)面是使結(jie)合劑中的揮發物能(neng)夠得到緩慢的排除,另一方(fang)面在最高硬化溫度(du)下保溫能(neng)使樹脂(zhi)磨具硬化完(wan)全。
實踐證(zheng)明(ming),液體酚(fen)醛樹(shu)脂(zhi)在(zai)80℃以(yi)前(qian),主要是流(liu)動變形,并有少量(liang)揮發(fa)物(wu)(wu)逸出,80~100℃時(shi)(shi)(shi)樹(shu)脂(zhi)起劇烈反應,伴有大(da)量(liang)揮發(fa)物(wu)(wu)產生,這個階段(duan)必須有保溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間,否(fou)則極易(yi)引(yin)起制(zhi)件(jian)變形和發(fa)泡。對于(yu)細粒度(du),高硬度(du)高厚度(du)的制(zhi)件(jian),在(zai)80℃以(yi)前(qian)或100℃以(yi)后也要保溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間,才能保證(zheng)制(zhi)件(jian)不出廢品,并有一定的機械強度(du)。粉狀(zhuang)樹(shu)脂(zhi)成型料硬化過程中揮發(fa)物(wu)(wu)較(jiao)少,在(zai)90~120℃時(shi)(shi)(shi)反應比(bi)較(jiao)劇烈。
最高硬化溫(wen)度下的(de)(de)保(bao)(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)(shi)間與(yu)硬化溫(wen)度的(de)(de)高低有關(guan)。最高硬化溫(wen)度愈(yu)高,保(bao)(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)(shi)間愈(yu)短。保(bao)(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)(shi)間還與(yu)制件的(de)(de)規格大(da)小(xiao)和結合劑量的(de)(de)多(duo)少有關(guan)。實踐證明,粉狀酚醛(quan)樹脂磨(mo)具在(zai)180~190℃的(de)(de)最高硬化溫(wen)度下,保(bao)(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)(shi)間在(zai)3~7小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)以內合適(shi),液體酚醛(quan)樹脂磨(mo)具在(zai)175~185℃的(de)(de)最高硬化溫(wen)度下,保(bao)(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)(shi)間在(zai)2~5小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)以內合適(shi)。如果(guo)延長保(bao)(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)(shi)間,反而會使磨(mo)具的(de)(de)機械強度降低。
(3)升(sheng)溫速度的影(ying)響(xiang)
升溫速(su)度應(ying)根據磨具的(de)特性來決定(ding),它與下列因素有關:
(1)磨具的硬度(du)的影響:硬度(du)高(gao)的制件、結合劑量大,密度(du)高(gao),在(zai)硬化(hua)過程中揮發
物多、升溫(wen)速(su)度不宜過快,而硬(ying)度低的制(zhi)件,則可以快速(su)升溫(wen)。
(2)磨(mo)料的(de)粒(li)度(du)的(de)影響(xiang):粒(li)度(du)愈細,磨(mo)具(ju)的(de)氣(qi)孔愈小(xiao),硬(ying)化時磨(mo)具(ju)中的(de)揮發(fa)物(wu)不易(yi)排出(chu),升溫(wen)速度(du)應放慢,而粗粒(li)度(du)的(de)磨(mo)具(ju)則可提高升溫(wen)速度(du)。
(3)磨(mo)具的(de)規格(ge)和形(xing)狀的(de)影響:規格(ge)大的(de)磨(mo)具,硬化(hua)時(shi)外部向制(zhi)件(jian)(jian)內部傳(chuan)熱需(xu)要時(shi)間,形(xing)狀復雜的(de)制(zhi)件(jian)(jian)要防止結合(he)劑熔(rong)化(hua)流動而變形(xing),因而升溫速(su)度(du)不宜過(guo)快;而規格(ge)小
形(xing)狀不復(fu)雜的磨具,則可(ke)以(yi)快速升(sheng)溫(wen)。總(zong)之,在(zai)保證坯體不起泡,不變形(xing)的前提下,可(ke)采用(yong)較快的升(sheng)溫(wen)速度,以(yi)縮(suo)短磨具的硬化(hua)周期(qi)。
2、磨具的硬化曲線
以時間和對應的(de)溫度作(zuo)成的(de)曲(qu)(qu)線,稱(cheng)為磨(mo)(mo)具硬化(hua)曲(qu)(qu)線。從硬化(hua)曲(qu)(qu)線可以一(yi)目了然地看(kan)出(chu)升溫速(su)度,保溫時間,最高硬化(hua)溫度。硬化(hua)曲(qu)(qu)線因樹脂種類,磨(mo)(mo)具規格而異。
(1)粉狀酚醛樹(shu)脂磨具(ju)15小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬化曲(qu)線。中等硬度的普通磨具(ju)(升溫(wen)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間包括在內)60℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)2小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),90℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)2小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),110℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)1.5小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),120℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)2.5小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),140℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)1小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、160℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)1小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),185℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)4小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),自(zi)然(ran)冷(leng)卻。
(2)粉狀酚(fen)醛樹(shu)脂磨具30小(xiao)時硬化曲線。
適應于:粒度細、硬度高、規格大的磨(mo)具,包(bao)括(kuo)磨(mo)螺紋砂(sha)輪(lun)和石墨(mo)砂(sha)輪(lun)。60℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)2小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),80℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)3小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),90℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)3小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),100℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)2小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),110℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)3小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),120℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)3小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),130℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)2小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),140℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)2小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),155℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)2小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),170℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)2小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),185℃保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)6小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),自(zi)然冷卻。
(3)液體酚醛樹脂磨具的30小時硬化曲線。
適應用于:經干燥后的各(ge)種細粒度(du)、高硬度(du)液體樹(shu)脂磨具 在60℃下(xia)(xia)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)10小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),80℃下(xia)(xia)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)6小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),100℃下(xia)(xia)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)2小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),110℃下(xia)(xia)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)1小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),120℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)3小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),140℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)1小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),160℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)1小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),180℃保(bao)(bao)(bao)溫(wen)(wen)6小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi),自然冷卻。
3、冷卻和出爐
一(yi)般來說,樹脂磨具冷(leng)(leng)卻(que)可(ke)采用(yong)強制冷(leng)(leng)卻(que)的方法。如用(yong):鼓風機吹風冷(leng)(leng)卻(que),磨具降到60℃便可(ke)出爐。
但對于細粒度、高(gao)硬度、薄片砂輪(lun)、石(shi)墨砂輪(lun)等不能采用強制冷卻和方法,只能自然冷卻,即不允許立即敞開爐門,降溫到(dao)60℃后才(cai)可出爐。