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):
以上三点分析,是研究的出发点。
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。
因此,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。
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:
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。
XS+O2→XnOm+ 8XO2
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。
XS(s)— XS(1)
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。
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:
影响砂轮锋利度因素总结 |
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影响因素 |
作用特点 |
可能的副作用 |
金刚石种类 |
锋利型 |
未定 |
金刚石浓度 |
低浓度可能反而提高锋利度 |
不耐用 |
树脂类型 |
乌洛托品含量低,粘结力低 |
磨损过快 |
固化工艺 |
低温固化 |
磨损过快 |
固化时间 |
短时间固化 |
内外固化程度不均匀 |
润滑剂 |
减少热量产生 |
未定 |
填料 |
软化金属 |
过量可能降低太低强度
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