如何提高金剛石砂輪的鋒利度①

楊清田

（上海羅得新材料科技有限公司，上海 200125）

1 砂輪工作中的化學反應

砂輪在工作過程中，隨著摩擦生熱，溫度不斷升高，主要會發生兩大類化學反應：一是空氣中的氧氣會使酚醛樹脂發生氧化反應，我們可以從酚醛樹脂的TGA分析曲線看出這個反應變化的過程。二是部分填料的氧化反應。

從TGA分析曲線我們可以知道（如圖1所示）：

（1）酚醛樹脂的分解，是砂輪磨損的主要化學因素。因此如何提高樹脂的結合強度是我們研究的基礎。包括樹脂本身的耐溫性能和它固化結構的耐溫性能。當然，據此也可以調整砂輪的鋒利度。

圖1 TGA分析簡明示意圖Fig.1 Schematic diagram of TGA analysis

（2）酚醛樹脂如果有氮氣保護，那么它的熱分解溫度點將大大推遲，也就是說，減少砂輪工作環境中的氧氣將能提高砂輪的高溫性能，提高對金剛石的把持力，使之充分發揮作用；

（3）熱量是導致樹脂分解的最主要原因，那么減少不必要的熱量的產生，應該可以提高對金剛石的充分利用。

以上三點分析，是我們研究的出發點。

2 樹脂固化的基本原理

我們知道酚醛樹脂在不同的固化溫度下會發生不同的反應，如圖2所示。

圖2 樹脂的固化反應Fig.2 Solidified reaction of resin

因此我們知道，溫度的升高，不僅僅導致反應加快，更在超越180℃點后直接發生完全不同的固化反應。這個反應導致砂輪更硬，更耐高溫，但是也更脆。同時，提高烏洛托品含量能提高交聯密度，使砂輪產生類似的效果。為了提高鋒利度，則可以據此多向選擇。

3 部分活性填料的化學反應

金剛石砂輪的某些原材料也能夠幫助我們減少不必要的摩擦。如能減少熱量的產生，使金剛石能更充分有效工作，那毫無疑問對砂輪的鋒利度是大有裨益的。

這類填料的主要工作原理基本都存在以下類似的反應：

（1）低溫潤滑，降低磨損；

（2）在300℃～500℃之間發生吸收氧氣的反應，減少對樹脂的氧化作用，減少對工件的氧化燒傷，從而延長砂輪高溫工作壽命。

這是砂輪工作非常容易達到的一個區間，上述的反應為砂輪在微觀上創造了一個無氧、缺氧的環境，從而促進金剛石更加有效工作。

（3）在高溫下熔融，作為很好的潤滑劑，保護砂輪。

（4）硫，二氧化硫，三氧化硫與工件表面發生反應，生成XnSm：

（I）形成保護層；

（II）作為潤滑劑。

這一類填料具有很好的高溫穩定性，由于其以上的化學反應，使其成為高端金剛石砂輪的重要填料。

4 結論

綜上所述，如果要提高砂輪的鋒利度，可從多方面加以考慮，總結如表1：

表1 影響砂輪鋒利度因素總結Table 1 The factors affecting the sharpness of grinding wheel