如何提高金刚石砂轮的锋利度①

杨清田

（上海罗得新材料科技有限公司，上海 200125）

1 砂轮工作中的化学反应

砂轮在工作过程中，随着摩擦生热，温度不断升高，主要会发生两大类化学反应：一是空气中的氧气会使酚醛树脂发生氧化反应，我们可以从酚醛树脂的TGA分析曲线看出这个反应变化的过程。二是部分填料的氧化反应。

从TGA分析曲线我们可以知道（如图1所示）：

（1）酚醛树脂的分解，是砂轮磨损的主要化学因素。因此如何提高树脂的结合强度是我们研究的基础。包括树脂本身的耐温性能和它固化结构的耐温性能。当然，据此也可以调整砂轮的锋利度。

图1 TGA分析简明示意图Fig.1 Schematic diagram of TGA analysis

（2）酚醛树脂如果有氮气保护，那么它的热分解温度点将大大推迟，也就是说，减少砂轮工作环境中的氧气将能提高砂轮的高温性能，提高对金刚石的把持力，使之充分发挥作用；

（3）热量是导致树脂分解的最主要原因，那么减少不必要的热量的产生，应该可以提高对金刚石的充分利用。

以上三点分析，是我们研究的出发点。

2 树脂固化的基本原理

我们知道酚醛树脂在不同的固化温度下会发生不同的反应，如图2所示。

图2 树脂的固化反应Fig.2 Solidified reaction of resin

因此我们知道，温度的升高，不仅仅导致反应加快，更在超越180℃点后直接发生完全不同的固化反应。这个反应导致砂轮更硬，更耐高温，但是也更脆。同时，提高乌洛托品含量能提高交联密度，使砂轮产生类似的效果。为了提高锋利度，则可以据此多向选择。

3 部分活性填料的化学反应

金刚石砂轮的某些原材料也能够帮助我们减少不必要的摩擦。如能减少热量的产生，使金刚石能更充分有效工作，那毫无疑问对砂轮的锋利度是大有裨益的。

这类填料的主要工作原理基本都存在以下类似的反应：

（1）低温润滑，降低磨损；

（2）在300℃～500℃之间发生吸收氧气的反应，减少对树脂的氧化作用，减少对工件的氧化烧伤，从而延长砂轮高温工作寿命。

这是砂轮工作非常容易达到的一个区间，上述的反应为砂轮在微观上创造了一个无氧、缺氧的环境，从而促进金刚石更加有效工作。

（3）在高温下熔融，作为很好的润滑剂，保护砂轮。

（4）硫，二氧化硫，三氧化硫与工件表面发生反应，生成XnSm：

（I）形成保护层；

（II）作为润滑剂。

这一类填料具有很好的高温稳定性，由于其以上的化学反应，使其成为高端金刚石砂轮的重要填料。

4 结论

综上所述，如果要提高砂轮的锋利度，可从多方面加以考虑，总结如表1：

表1 影响砂轮锋利度因素总结Table 1 The factors affecting the sharpness of grinding wheel