树脂切割砂轮大切片产生软片原因剖析及解决方案

树脂切割砂轮（大切片）产生软片原因剖析及解决方案

王扎根珠海邦瑞合成材料有限公司

陈新强东莞市金利威磨料磨具有限公司

一、树脂切割砂轮大切片软片现象

（一）树脂切割砂轮用磨料介绍

随着玻纤增强树脂切割砂轮的性能不断提升，高耐用性高效率的树脂砂轮新品不断涌现，这方便都依赖磨料的深加工。下面简单介绍一下磨料。

磨削材料简称磨料，即一种具有一定硬度及一定磨削能力可作磨削用途的磨削材料。磨料分天然和人造两大类。

1 天然磨料

天然磨料是自然矿物开采经过加工而制成的磨料。用于磨削加工先后已有如下种类：1）燧石：化学成分主要是SiO2，莫氏硬度7。主要用来制造张页式砂纸，主要用来加工皮革、毛毡等的抛光加工。

2）石英砂：主要化学成分为SiO2，莫氏硬度7，理化性能如燧石。用在低端砂布或砂纸。

3）紫红铁粉即氧化铁：多用于天然的、也可以经过人工制造的。主要用于工件的清理和抛光的目的加工，如部分光学玻璃的研磨或抛光也用紫红铁粉进行加工。

4）石榴石：系一种天然矿物材料，如采用这种柘榴石在高温条件下进行热处理，可使这种材料的硬度和韧性增强。石榴石容具有较好的切削刃提高磨削效率。用柘榴石制成的涂附磨具可用于材料如木材或金属材料进行磨削加工，少量用于制造树脂磨具。

5）硫铁矿砂：天然硫铁矿制成粒度砂，在树脂砂轮使用时俗称黄金砂。在树脂切片生产中有一定的用量。

6）金刚砂（Emery）：系自然界中刚玉（Al2O3）氧化铁的混合物。一般只作为抛光使用。用来制造磨具已经不多，属于淘汰的趋势。

7）氧化锶（Sr2O3）：抛光性能甚好，适用于作抛光材料，光学玻璃的抛光一致在用。8）金刚石：天然金刚石系自然界最硬的物质，莫氏硬度为10，在制造磨具上就多用人造金刚石作磨具，在极个别的应用范围内才采用天然金刚石。

总之，天然矿石的磨料已趋于淘汰之势，用于制作树脂磨具，量不多。

2 人造磨料

人造磨料是人工通过用有关矿物材料加上必须的材料进行加工而成的磨料。其应用范围愈来愈广泛，由于磨具的不断发展和性能的不断提高，磨削加工的水平也得到了发展和提高。随着磨削加工走上高效、高速和加工件要求质量不断的提高，又要求磨料磨具适应这种发展要求提高自身的品种、质量、生产加工水平和科研水平等方面的各项工作相辅相成、互相依赖、互相促进、互相提高。

1）棕刚玉：主要化学成份Al2O3，由铝矾土、铁屑和无烟煤在电弧炉中熔炼而成。这种磨料具有一定的硬度和韧性，具为较强的磨削能力，能承受很大的压力。它适用于磨削抗张强度大的材料，适用于普通钢、高碳钢、合金钢，可用于硬质木材的加工是使用中最广泛的一种磨料。

2）白刚玉：主要化学成份为Al3O2由铝氧粉为原料在电弧炉中熔炼而成。采用的铝氧粉原料，系由棕刚玉所用的铝矾土事先加工制成，主要物理成分为β- AL2O3（无磨削能力）具有较强的磨削力。

3）黑碳化硅：主要化学成份为SiC 。由石油焦碳、石英砂、木屑等为原料在电阻炉中

熔炼而成。黑碳化硅质地比刚玉磨料性脆，硬度较硬，主要用于非金属材料（各种板材如木质胶合板、刨花板、高中低密度纤维板、竹质板、硅酸钙板、皮革、玻璃、陶瓷、石材等）和有色金属（铝、铜、铅等）等材料的加工，对质地坚硬而脆性材料的加工也是比较理想的磨料。

4）绿色碳化硅：主要化学成份为SiC,在制造上所采用的原料如黑碳化硅生产大致相同,另加工业食盐作为反应剂和促进剂在电阻炉内反应而成.就其色泽而言为绿色,故命名为绿碳化硅。它更适合用于材料的精磨如磨螺纹、磨量具等,在磨削材料上更广泛的用于硬质合金、金刚石制品的工件。

5）单晶刚玉：主要化学成份为Al2O3，颜色为浅黄或灰白，颗粒形状为球形。硬度和韧性比白刚玉高。主要用于磨削不锈钢和高钒高速钢。在树脂切片中近几年用于制作超薄片较多。

6）微晶刚玉：主要化学成份为Al2O3。微细结晶的刚玉比普通刚玉的机械强度要高。用微晶刚玉做成的磨具常用于粗磨铸钢、高韧性钛镍合金钢等难磨材料。在树脂砂轮中可以用于磨片和荒磨树脂砂轮制造。

7）铬刚玉：是在白刚玉的生产过程中加入Cr2O3的混合物，改变刚玉的性能和结构。铬刚玉的韧性比白刚玉要高，其硬度与白刚玉大概相同。铬刚玉磨削的材料常用于淬火钢、合金钢和螺纹钢的刃磨和仪器仪表零件的精密磨削。铬刚玉常用于生产固结磨具尤其是高端树脂磨片。

8）镀衣磨料或特殊处理的磨料：常见的深加工磨料有如下几种---

(1)煅烧处理: 将磨料置于800-13000C的高温下直接煅烧。磨料的煅烧处理使用效果明显,棕刚玉磨料经煅烧后显微硬度可提高10%,韧性提高10%亲水性提高3.5倍,磨削量提高3%,耐用度提高30-50%。

(2)碱处理：磨料浸泡于2%NaOH溶液中处理。有利于磨料与粘结剂的粘结效果,提高了砂轮的磨削效果与耐用度。

(3)涂金属盐的处理:磨料浸泡于浓度为0.1%-1.0%的金属盐溶液中处理，用处理后的磨

料制成的砂轮磨削效率可提高4-20%。

(4)涂陶瓷液的处理: 以长石、粘土、或石灰石等成份的陶瓷液涂于磨料表面，并经高

温烧结（约1000-13000C），用次磨料制成的砂轮，耐用度有一定的提升。

(5)涂树脂液的处理: 用液体酚醛树脂和少量的金属氧化物组成的树脂混合液将磨料处

理，可以增加磨料对粘结剂的粘结,砂轮的耐用度有一定的提升，同时砂轮的切磨削效率也有所改善。

(6)涂硅烷的处理:涂硅烷后磨料有利于磨料与粘结剂的结合。

9）空心球磨料：所谓空心球磨料是指将磨料均匀地涂附于直经0.05-1mm的塑料制成的空心球表面而组成的一种球状磨料的集合体, 用次磨料生产高档树脂砂轮可以大幅提升切磨削效率。

10）微晶结构的新型陶瓷磨料：以凝胶法制造的烧结陶瓷磨料，制成的砂轮,切削效率大幅提升，特别适用高强压下加工难磨材料,如航天合金、高镍合金钢、含钒工具钢、含钴合金钢等。

11）锆刚玉磨料：加入ZrO2并具有20微米晶体尺寸的高韧性磨料，特别适用于加工不锈钢件、钛合金零件。其磨削效率比棕刚玉高254-300%，但是由于性价比的问题，在树脂砂轮生产中使用较少。

12）复合磨料：指一种磨料与另一种磨料的机械复合而非起化学反应的复合。在使用时取其各长发挥各自的优点,并达到更好效果的目的。为达到磨削的目的,在国外或国内常采用以复合磨料的方式来生产制造磨具用于难加工的材料。复合磨料多用于固结磨具尤