基本介紹
- 中文名：結合劑
- 目的：提高材料耐磨性
- 領域：工業
- 拼音：jieheji
- 概念：固結磨具中各類結合劑
- 分類：陶瓷、樹脂、橡膠、菱苦土
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構成
超硬材料磨具的樹脂結合劑，是由熱固性樹脂做粘結劑加上各種填料組成的，其各種成分的性質和用量的多少對結合劑的物理性能，機械性能和磨削性能有很大的影響，因此，必須針對加工工件的材質，性能加以選擇，才能達到良好的使用效果。結合劑必須具備以下性能：強度高，有較高的耐熱性，具有適當的硬度，磨削消耗小，磨削效率高，加工出的工件表面粗糙度要好，填料必須經濟，而且能溶於酸或鹼，便於回收。可用作超硬材料樹脂磨具的粘結劑的材料，廣泛套用的是酚醛樹脂，此外還有環氧樹脂，新酚樹脂，聚氨酯樹脂，聚醯亞胺樹脂，以及膠木粉等。
種類
按照種類可分為：無機結合劑和有機結合劑。無機結合劑包括陶瓷結合劑，金屬結合劑，菱苦土結合劑。有機結合劑包括樹脂結合劑，橡膠結合劑。
樹脂結合劑
其本身具有良好的彈性和有拋光作用，形成磨具後，仍具有良好的自銳性，不易堵塞，修整少，而且磨削效率較高，磨削溫度較低，磨削的表面光潔度高，所以套用範圍十分廣泛。與金剛石磨料結合形成樹脂結合劑金剛石磨具，經常套用於硬質合金工件、鋼基硬質合金工件，以及部分非金屬材料的半精磨、精磨等；與樹脂結合劑結合形成樹脂結合劑立方氮化硼磨具，主要用於高釩高速鋼刀具的刃磨和工具鋼、模具鋼、不鏽鋼和耐熱合金工件的半精磨、精磨等。但樹脂結合劑對磨料的把持性較差，耐熱性也較差，導致高溫磨削下磨具的磨損大，尤其在大負荷磨削時尤為明顯，常以採用鍍附金屬衣磨料來加以改善。
陶瓷結合劑
此種結合劑對磨料的結合強度優於樹脂。形成磨具後，工作表面容屑性能好，所以不易堵塞、切削鋒利、磨削效率高，以及熱膨脹量小，容易控制加工精度，這些特點有利於磨削過程的平穩進行。在磨具的整形和修整方面，操作起來相對容易，一般用於粗磨、半精磨，以及接觸面大的成型磨削等，陶瓷結合劑是套用日益廣泛的一種結合劑。陶瓷結合劑與金剛石磨料結合時的穩定性比較好，在陶瓷結合劑立方氮化硼砂輪領域取得了良好的市場和口碑。陶瓷結合劑與金剛石磨料結合時，難度係數比較大，陶瓷結合劑金剛石砂輪的研發受到了阻礙。河南勝創超硬材料有限公司工程師克服了金剛石的耐熱性較差，陶瓷結合劑燒結時必須溫度很低等技術難題，工程師率先在國內生產出磨寶石用的陶瓷結合劑金剛石砂輪，並制定了多種砂輪規格，得到了寶石加工領域。2012年前研發的磨PCD/PCBN刀具陶瓷結合劑金剛石砂輪、磨金剛石複合片陶瓷結合劑金剛石砂輪等系列陶瓷結合劑金剛石砂輪在市場取得了良好的口碑。
金屬結合劑
包含青銅結合劑和電鍍結合劑兩大類。電鍍結合劑是一種結合強度更高的結合劑，一般將單層或多層磨粒用電鍍方法鍍在金屬基體上，該種結合劑磨具工作表面上單位面積的磨粒數比其它幾種結合劑高得多，而且磨粒都裸露出結合劑表面，因而切削鋒利，磨削效率高。但受鍍層厚度限制，磨具總的使用壽命不高，一般用於特殊用途加工，如成型磨削用磨具、小磨頭、套料刀、電鍍鉸刀、銼刀等。隨著技術水平的不斷進步，立方氮化硼電鍍金屬結合劑磨具的套用在日益擴大，特別在加工各種鋼類零件的小孔、型腔時更為突出，不僅磨削效率高，經濟性好，還可獲得較好的形狀精度。青銅結合劑磨具是以銅粉、錫粉為主要材料和補充改善其性能的其它材料充分混和，再將磨料加入其中混合均勻，然後置於模具中壓製成型，燒結而成。該種磨具的結合劑和磨粒的結合強度高，耐磨性好，磨損小，所以使用壽命長，而且能夠保持良好的形狀，故能承受較大的負荷。但缺點是自礪性差，表面容易堵塞，發熱大，修整也十分困難。主要用於玻璃、陶瓷、石材、建材、混凝土、半導體材料等非金屬材料的粗磨、精磨和切割工序，少量用於硬質合金、複合超硬材料的磨削加工，以及成型磨削和各種珩磨、電解磨削等。
電鍍結合劑
強度更高，其磨具磨料層薄，磨粒密度高，砂輪表面切割鋒利，磨削效率高，經濟效益好，不需要修整，但磨具壽命短。電鍍結合劑主要適用於製作形狀複雜的成型磨具、小磨頭、套料刀、切割刀、切割鋸片，電鍍鉸刀以及用於高速磨削方式之中。
要求
結合劑的分子量大小要適中。要想充分潤濕，希望分子量小，但內聚力弱。隨著分子量增大，結合能力增強。但當分子量過大時，圍內聚力過大而不易被潤濕，且易使坯體產生變形。為了幫助分子內的鏈段運動，此時要適當加入增塑劑，在其容易潤濕的同時，使結合劑更加柔軟，便於成形。
為保證產品質量，還需要防止從結合劑、原材料和配製工序混人雜質，使產品產生有害的缺陷。在原料配製中，用粉碎、混合等機械方法和結合劑、分散劑配合，達到分散，儘可能不含有凝聚粒子。結合劑受到種類及其分子量，粒子表面的性質和溶劑的溶解性等影響，吸附在原料粒子表面上，通過立體穩定化效果，起到防止粉末原料凝聚的作用。在成形工序中，結合劑給原料以可塑性，具有保水功能，提高成形體強度和施工作業性。一般來說，結合劑由於妨礙陶瓷的燒結，應在脫脂工序通過加熱使其分解揮發掉。因此，要選用能夠易於飛散除去以及不含有害無機鹽和金屬離子的有機材料，才能確保產品質量。
