耐水PVA磨具的应用研究
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发布时间: 2010/12/7 9:22:57
耐水PVA磨具是日本原创产品，上世纪八十年代，国内先用于精磨磁头。深圳、苏州、成都、宁波等地都建有磁头厂，起初就是为了满足这些厂家的国产化需求，第二砂轮厂才开始进行这项研究。当时用的是日产FBB砂轮，密度在0.8g/cm3左右。这项技术扩散后，国内相继建了多家磨具厂，专门生产磨磁头砂轮。但总体水平偏低，磨具性能调整范围有限，仅仅是在内销磁头生产上部分替代日产砂轮。近年来，随着电子技术的迅速发展和国内外制造水平的日益提高，各种新型耐水PVA磨具，尤其是低密度产品不断涌现，国内需求十分旺盛。而按照原来的那些制造技术，要获得低密度产品，只能通过调整砂结比来实现，这样势必造成磨具的磨削能力和磨削效率低下，“蹭大于磨”，增加磨削热。很显然，要想改变这种落后状况，很有必要对耐水PVA磨具制造过程再做进一步的深入研究。 1、耐水PVA磨具的性能特点
理想的耐水PVA磨具，具有大量类似于海绵结构的丰富的微气孔，有很好的弹性及吸水性。作为“弹性水磨石”，耐水PVA磨具强度高，发热少，散热快，能避免研磨产生的高温，不易烧伤工件，能防止出现螺旋形烧伤、花斑和振纹；耐磨性强，锋利度好，具有磨削刃前角变动的能力，自锐性优异，磨削阻力均匀，磨削过程中不需要修整磨具，不会产生粉尘污染。特别适宜于不锈钢、有色金属和硬质合金等热敏材料的的精磨、超精磨和镜面磨削。 2、技术要素分析
耐水PVA磨具制造技术的关键在于准确控制磨具的气孔率和砂结比，调整缩醛化速度。
砂结比控制的难点在确定PVA和热固性树脂的添加比例上，比例过大，耐水性能不好，结合不牢；比例过小，浆料难以混匀，甚至会出现凝聚沉淀。选用和PVA溶液混和性能好、互溶比例范围变化大的热固性树脂，是解决这个技术难题的有效办法。据资料介绍，目前国外已经成功使用的热固性树脂有酚醛树脂、环氧树脂和氨基树脂。
磨具的气孔率是依靠机械搅拌混入空气和添加发泡剂产生气孔两种工艺方法来保证的。密度较大的磨具一般只通过调整搅拌速度和搅拌时间直接控制。搅拌速度越快，搅拌时间越长，浆料中的泡沫越多，孔径越小，分布越均匀，制品的气孔率就越高。对于那些密度较小的制品，则要添加化学发泡剂。通过发泡引入足量气体，在缩醛化成型之前采取机械打泡方法调整气泡大小和泡沫均匀度，再选择合适的缩醛化反应条件，从而控制成品密度和泡孔结构。发泡剂的加入量要准确控制，太少，制品成闭孔结构，影响磨削效果；太多，则泡孔大小不一，制品的强度降低，会使磨粒产生不均匀脱落。一般控制在磨料质量的5%以内。另外，要制得密度足够小的制品，还需要在浆料混制过程中多添加一定量的水，同时加入增稠剂、触变剂、泡沫稳定剂等混合助剂来提高浆料体系的稳定性。因为增加水量后，浆料变稀，磨料易沉降分层，泡沫不稳定。泡沫本来就是热力学不稳定体系，泡膜排液和泡内气体扩散均会导致泡膜破裂，气泡聚并，严重时甚至会塌泡。增加混料温度和延长搅拌时间，会使浆料混制得更加均匀，而浆料搅拌的越均匀，磨料颗粒越能稳定地悬浮在浆料中。
PVA缩醛化是一个相对缓慢的过程，在低于50℃的条件下，大约需要反应近40小时，缩醛化度才能达到60－70%。升高温度，可缩短缩醛化时间。提高缩醛化度，可增加产品的脆性，降低弹性。
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