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造孔劑含量對樹脂CBN砂輪性能的影響

來源：江西玉寶鉆石工具發(fā)布時間：2018-08-03 點擊量：2957

氣孔控制對于樹脂CBN砂輪具有特殊的意義。樹脂結(jié)合劑中的氣孔可在燒結(jié)中自然形成，也可人為造孔，通過造孔材料加入方量的調(diào)整可以調(diào)控砂輪的氣孔率。

樹脂砂輪

孫家森等[35]分別采用核桃殼粉、石墨、NH4Cl、CaCO3作為造孔劑，實驗結(jié)果表明，核桃粉作為造孔劑時，孔型呈長條狀，造孔不理想；石墨造孔時，砂輪中片尺寸變化大，氣孔不均勻；NH4Cl造孔時，為達到造孔效果，用量較大，不利于控制試砂輪片整體性能；CaCO3造孔，孔型規(guī)則，氣孔分布均勻[9]。因此，CaCO3是最理想的造孔劑。
CaCO3的造孔機理為，在溫度高于800℃時，CaCO3發(fā)生分解反應(yīng)：
CaCO3→CaO+CO2
分解生成的氣泡冷卻后以氣孔的形式存在于結(jié)合劑中，適宜的升溫工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的造孔效果。
測得到各試樣的氣孔率、抗折強度列于表3.23。

試樣編號

加入量(wt%)

氣孔率(vol%)

抭折強度(MPa)

6^#

7^#

8^#

0.5

7.63

38.80

49.37

62.6

39.00

30.04

從表3.23可以看出，CaCO3含量從0增加到1wt%，氣孔率從7.63%增加到49.37%，說明CaCO3的造孔效果顯著；抗折強度隨著造孔劑的含量增加急劇降低，從62.6MPa降到30.04MPa，可見加入造孔劑后對砂輪片抗折強度影響很大。這是因為，相同大小的截面積上氣孔多，結(jié)合劑與磨料所占面積就相應(yīng)變小。由于起粘結(jié)作用的主要為陶瓷結(jié)合劑，在結(jié)合劑對磨料把持能力不變的情況下，氣孔增多必然導(dǎo)致抗折強度下降。
另外，CaCO3造孔劑的加入對陶瓷結(jié)合劑的強度也有影響，適量的CaCO3雖然能增加結(jié)合劑強度，但是，由于CaCO3是在砂輪燒成階段加入的，燒成溫度在800℃，此溫度結(jié)合劑粘度大，Ca+不能充分進入結(jié)合劑內(nèi)部的Si-O-B-O-Al-O網(wǎng)絡(luò)，CaO以晶態(tài)形式存在，不但不會使結(jié)合劑強度提高，反而會降低。
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