树脂结合剂金刚石工具性能的研究

聚酰亚胺树脂结合剂金刚石砂轮的制造与应
用简介
聚酰亚胺树脂结合剂金刚石砂轮是一种新型的超硬材料切削工具，具有高硬度、高耐磨性、高热稳定性和低热膨胀系数等优点，被广泛应用于加工高硬度、高强度、高耐磨材料的工业中。

该砂轮的制备方法包括选择合适的金刚石颗粒和聚酰亚胺树脂作为原料，采用特定比例的混合工艺制备金刚石砂轮药坯，再经过热压成型、回火处理、切割和精加工等工艺步骤，最终形成符合要求的聚酰亚胺树脂结合剂金刚石砂轮。

在应用方面，该砂轮适用于高硬度陶瓷、晶体材料、钢化玻璃、陶瓷基材料、合金材料等的深孔加工、平板加工、槽加工、内外圆加工等领域。

并且，该砂轮具有损耗小、耐用性高、加工效率高、加工质量好等特点，能够满足工业生产中对于高精密度、高质量的加工要求。

金刚石砂轮树脂结合剂含量金刚石砂轮树脂结合剂含量对砂轮性能的影响金刚石砂轮作为一种重要的磨削工具，在其制备过程中，树脂结合剂的含量对砂轮的性能产生着显著的影响。

以下将探讨树脂含量对砂轮气孔率、硬度、抗压强度、磨削比以及对硅片表面质量的影响。

气孔率的影响：结合剂含量在一定范围增大时，砂轮的气孔率呈下降趋势。

这是因为适量的结合剂能够填充磨料颗粒之间的空隙，减小气孔的形成。

然而，当结合剂含量超过一定浓度时，气孔率趋于稳定，变化不大。

硬度的影响：随着结合剂含量的增加，砂轮的硬度也呈上升趋势。

这是因为结合剂在一定程度上影响砂轮的结合力，增加了对磨粒的把持力。

这种情况下，即使金刚石数量相同，树脂结合剂的增加也使得硬度提高。

抗压强度的影响：在一定范围内，随着树脂结合剂的增多，砂轮的破碎力增大，抗压强度逐渐提高。

这是由于树脂结合剂的增加增强了对磨粒的把持力，从而提高了整体的抗压强度。

磨削比的影响：砂轮树脂结合剂的增加导致砂轮的磨削比提高，即在相同条件下能够更有效地进行磨削。

然而，当结合剂含量超过一定范围时，磨削比的增速开始放缓，可能出现不同程度的饱和现象。

对硅片表面质量的影响：树脂结合剂的含量对硅片表面质量同样产生重要影响。

适量的结合剂有助于提高砂轮的磨削效率，从而改善硅片的表面质量。

然而，过量的结合剂可能导致砂轮性能的饱和，对硅片表面质量的提升效果不再显著。

总体而言，树脂结合剂在金刚石砂轮中的含量调节对砂轮性能具有重要意义。

合理的结合剂含量可以优化砂轮的气孔率、硬度、抗压强度等性能，提高磨削效率，为工业生产和加工提供更加可靠的磨削工具。

在实际应用中，需要根据具体的工艺和要求精确调控结合剂含量，以达到最佳的砂轮性能。

树脂砂轮和⾦刚⽯砂轮的区别在哪⾥？
树脂砂轮是⽤树脂做成的砂轮，这种砂轮在强度上⾮常⾼，制作简单，具有⼀定的弹性，⼯艺周期短，耐热性低。

⾦刚⽯砂轮是以⾦刚⽯磨料为原料，分别⽤⾦属粉、树脂粉、陶瓷和电镀⾦属作结合剂制成的，它是超级强硬的，⼀点弹性也没有，其耐热性⾮常的好，但制作复杂，同时⼯艺周期长等。

总体⽽⾔，这两种砂轮的区别在于，⾦刚⽯砂轮较为⼴泛的运⽤是在于混凝⼟切割作业上，在⽽树脂砂轮则偏向于⼀些⾦属制品的磨削。

⾦刚⽯树脂砂轮
另外还有⼀种叫⾦刚⽯树脂砂轮的，其实是上⾯两者的结合体。

它的⼯作层是由⾦刚⽯和树脂结合剂组成，树脂结合剂主要成分是树脂及辅料，与⾦刚⽯粉粒混合，经加压加热固化与基体牢固结合⽽成的砂轮。

这样混合切割可在切割的时候增加它的强度，以及在有些材料的切割及打磨中，能够有效的控制切割效果等，更加适合于⼀些⾦属制品的打磨与切割。

树脂结合剂金刚石砂轮设计及应用刘伟;刘一波;尹翔;葛科【摘要】树脂结合剂金刚石砂轮(resin bond diamond grinding wheel)由于具有自锐性好、胎体柔性和易于修整等特点而广泛用于各种难加工材料精密加工.文章主要就树脂结合剂金刚石砂轮的设计思路、性能影响因素以及加工应用进行简单综述,最后对提高我国树脂结合剂金刚石砂轮性能提出了几点建议.【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2016(028)004【总页数】4页(P47-50)【关键词】树脂结合剂;金刚石砂轮;精密加工;修整【作者】刘伟;刘一波;尹翔;葛科【作者单位】安泰科技股份有限公司,北京100081;北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司,北京 102200【正文语种】中文【中图分类】TQ164树脂结合剂超硬材料工具主要是以金刚石或cBN为磨料，以树脂粉为粘接剂，加入适当的填充材料，经过配方设计、称混料、热压成型、二次固化、后续加工处理等工艺过程制成的适用于不同磨削要求的超硬工具[1]。

与陶瓷结合剂或金属结合剂超硬磨具相比，它具有制造工艺简单，原材料易得，成本低等特点，且能够大量适用低品质超硬磨料，加工对象广泛，如各种难加工钢材、硬质合金、玻璃、陶瓷、石材等。

由于树脂超硬磨具在磨削过程中具有较好的自锐性，不易堵塞，磨出的工件具有表面质量好，砂轮易于修整等优点而得到广泛的应用。

树脂金刚石工具所用的树脂结合剂主要分为酚醛树脂和聚酰亚胺树脂两大类，其种酚醛树脂金刚石工具实际工作温度不超过120℃，聚酰亚胺树脂耐热性稍好，可在260℃下长期使用。

由于聚酰亚胺树脂的价格相对昂贵，尤其是近年来科学家对酚醛树脂进行改性使其实际工作温度也能到达200℃以上，如英国Advanced Resins Limited 公司的939P，故酚醛树脂的使用日益广泛。

本文将主要介绍树脂金刚石工具的设计思路及影响因素。

树脂结合剂金刚石工具的设计主要基于如下五个方面[2]：(1)粘结性必须好。

基于修整力的树脂结合剂金刚石砂轮机械修整仇中军;邹大程;闫广鹏【摘要】研究了树脂结合剂金刚石砂轮修整过程中修整力与修整效果的关系,基于修整力的变化表征了砂轮的表面形貌及磨削性能.首先,对碳化硼、碳化硅、白刚玉3种砂轮修整工具进行实验,并采集了修整过程中修整力的变化;然后,利用白光干涉仪观测修整后砂轮的表面形貌;最后,对修整后砂轮进行磨削验证实验,得到不同修整工具修整后砂轮的磨削性能.基于上述实验,分析并验证了修整力的变化与砂轮表面形貌和砂轮磨削性能的关系.结果表明,法向力Fn能够表征砂轮的磨粒切削刃密度以及磨粒突出高度;修整比率β反映了砂轮的锋锐程度,当β稳定时,砂轮达到充分修整.因此修整力反映了砂轮表面形貌和磨削性能,根据修整力的变化可以把握砂轮的修整进程.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2015(023)004【总页数】8页(P996-1003)【关键词】磨削;机械修整;树脂结合剂金刚石砂轮;修整力;表面形貌【作者】仇中军;邹大程;闫广鹏【作者单位】天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TG580.61 引言目前，磨削仍然是工业上用于硬脆材料零部件加工制造的主要方式之一［1］，其中基于树脂结合剂金刚石砂轮的超精密磨削方法由于能够获得更好的硬脆材料表面质量和材料去除效率，在复杂光学型面的磨削加工中得到了广泛应用［2］。

不过，树脂结合剂砂轮在磨削过程中其形状容易受到破坏，保持能力较差，同时砂轮堵塞、磨粒磨钝等会导致砂轮的材料去除能力下降，甚至会破坏工件表面，因此磨削过程中针对砂轮进行修整就显得尤为重要，它直接影响着被加工硬脆材料工件的加工质量、生产效率和制造成本［3－4］。

树脂结合剂金刚石砂轮修整的常用方法主要有机械修整、特种修整等。

金刚石工具分类及特点
金刚石工具根据其用途的不同，主要分为：金刚石磨削工具、金刚石锯切工具、金刚石刀具、金刚石钻探工具等几个大类。

金刚石工具是指用结合剂把金刚石（一般指人造金刚石）固结成一定形状、结构、尺寸，并用于加工的工具产品。

广义地，金刚石研磨膏、滚压锯片、冷镶金刚石拉丝模、冷镶金刚石刀具、钎焊金刚石复合片刀具等，也都属于金刚石工具。

金刚石工具分类
1、按结合剂划分有：树脂、金属和陶瓷结合剂金刚石工具三大类。

金属结合剂工艺分为烧结、电镀和钎焊等几类。

2、按用途结构划分
有：磨具——砂轮、滚轮、滚筒、磨边轮、磨盘、碗磨、软磨片等；
锯切工具——圆锯片、排锯、绳锯、筒锯、带锯、链锯、丝锯；
钻探工具——地质冶金钻头、油（气）井钻头、工程薄壁钻头、石材钻头、玻璃钻头等；
其它工具——修整工具、刀具、拉丝模等。

与金属结合剂胎体相比，树脂、陶瓷结合剂胎体强度较低，不适合做锯切、钻探、修整类工具，一般只有磨具类产品。

金刚石工具特点
金刚石具有坚硬性，故制成的工具特别适合加工硬脆材料尤其非金属材料，如石材、墙地砖、玻璃、陶瓷、混凝土、耐火材料、磁性材料、半导体、宝石等；也可以用于加工有
色金属、合金、木材，如铜、铝、硬质合金、淬火钢、铸铁、复合耐磨木板等。

目前金刚石工具已广泛应用以建筑、建材、石油、地质、冶金、机械、电子、陶瓷、木材、汽车等工业。