近期讨论最多的就是铜锡预合金粉作为超硬树脂磨具填料的应用,大家纷纷表示铜锡合金粉做超硬树脂磨具的填料,比单质铜粉和单质锡粉的效果要好很多,预计后续的使用将会进一步的扩大。
但是也有些人认为铜锡预合金粉使用起来不是很稳定,不知道是哪里出了问题。
今天我说一下我的看法。
我认为铜锡预合金粉作为超硬树脂磨具的填料,其应用前景是很好的,但是他就像一个插班生一样,班级内部的同学们对他不是很了解,难免在使用的过程中有些问题。所以,在没有完全了解之前我建议大家慎重使用。
目前来说,预合金粉在金属结合剂制品中使用比较广泛,其主要就是通过预合的手段使要用的单质粉提前均匀地混合在一起。相较于单质粉,它弥补了单质粉的自身不足,又发扬了单质粉的自身优点。比如铜锡合金粉在金属烧结制品中的优势就明显,相较于单质锡粉容易偏析的问题,铜锡合金粉就不容易偏析,不管是均匀性还是烧结强度都要比单质粉好很多。
但是这些在超硬树脂磨具填料中的意义不是很大。主要原因是超硬树脂磨具的固化结温度大多是180-230℃,锡很难偏析。在超硬树脂磨具填料中,更多考虑的是填料的补强效果、粒度、硬度、稳定性、热传导效果、来源广泛、价格实惠等具体的指标。
所以我们讨论的核心就是铜锡合金粉和铜粉的性能比较。
有文献表明:在超硬树脂磨具酚醛结合剂中,铜锡合金粉比铜粉性能优异;在铜锡合金粉15vol%、粒度是270/325的条件下,无论是磨削阻力还是磨耗比都比单质铜粉和单质锡粉的性能优异,寿命还提升了100%以上。
从这点来看,铜锡预合金粉确实比铜粉和锡粉的效果好很多。
但是实际上我们还有很多问题考虑的不够全面。我列举几个方面:
第一,铜锡预合金粉的体积占比
相关资料表明:铜锡预合金粉作为超硬酚醛树脂磨具的填料,在体积15%以内,磨具的强度和硬度伴随填料的体积增加而增加。这里要注意,这个增加的幅度和铜粉不一致,他不是线性的,而是波动的。有的时候可能效果会不那么明显,有的时候效果又非常明显。而铜粉的作用是趋向于线性,可以预期的。
对于技术来说不可预期的事情往往意味着不可控。
第二,铜锡预合金粉的粒度控制
相关资料表明:铜锡预合金粉作为超硬酚醛树脂磨具的填料,在体积15%以内,磨具的强度和硬度伴随填料的粒度变化而变化。当粒度是270/325的时候,效率和寿命最好。这里要注意的是粒度的控制要准确。
实际上我们采购的铜锡预合金粉粒度都是厂家提供给我们的,因为在金属结合剂中粒度的轻微波动对磨具的质量波动不是很明显,所以厂家的标识粒度很多情况下不是那么的精准。
这就需要我们自己有一定的检测手段。
还有就是粒度粗一些和细一些对超硬酚醛树脂磨具的质量影响非常明显,有的时候可能会因为粒度差异导致开裂的情况。这个往往使技术人员很头疼,找不到产生问题的根本原因。
第三,铜锡预合金粉填料的超硬树脂磨具的工艺控制
相较于铜粉,因为硬脆相锡的加入,铜锡预合金粉的硬度要高一些。这个实际上对生产制造工艺提出了一定的要求。比如压力要比之前的增大一些,保温时间要增多一些,以促使树脂粉更好的包裹硬脆相。
但是在实际上,技术人员往往是按照现有的工艺来制作的,这往往发挥不全铜锡预合金粉在超硬树脂磨具中的作用。这也是部分技术人员认为铜锡预合金粉不够好用的部分原因。
第四,铜锡预合金粉对树脂粉的要求
前言所说,树脂粉对铜锡预合金粉提出了粒度和体积的相关要求。实际上,铜锡预合金粉对树脂粉也有一定的要求。
首先是树脂粉的种类。之前的很多文献都是围绕着酚醛树脂粉来说的,对于双马聚酰亚胺和芳香直链型聚酰亚胺没有过多的描述。这使得大家误以为所有的树脂粉都适合由铜锡预合金粉作为填充料。实际不然!笔者做过测试,在国内双马聚酰亚胺树脂粉中,铜锡预合金粉的效果跟酚醛差异很大,距离预期相差甚远。这点大家要警惕。
其次是树脂粉的粒度。铜锡预合金粉的粒度常规在300#左右,比一部分厂家用的铜粉粒度要粗,这就要求树脂粉有良好的包裹能力,这就对树脂粉的粒度提出了一定的要求。当树脂粉的粒度满足包裹性能的时候,制品的寿命才会达到预期。当树脂粉的粒度满足不了包裹性能的时候,制品的寿命会呈现断崖式的下跌,严重的话会开裂。
最后是树脂粉的柔韧性。越是硬脆的材料越需要柔韧性好的树脂粉来包裹。
笔者做过测试,柔韧性好的树脂粉包裹铜锡合金粉的效果要更好,做出来的制品硬度和强度也会更高,寿命也会更好。但是对于磨具厂家来说,如何鉴定树脂粉的柔韧性是一个难题。很多厂家没有相关设备来鉴定,只是听树脂粉生产厂家说好,这种定性不定量的事情需要大量的人力物力来测试,最后结果往往使浪费了大量时间,结果也与预期不符。
第五,不同加工方式和加工对象的表现
最后一方面,要注意用铜锡预合金粉作为填料制作出来的磨具面对不同加工方式和加工对象的不同表现。
相较于铜粉,铜锡预合金粉的硬度和脆性较高,使用铜锡预合金粉作为填料制作出来的磨具的硬度和脆性也较高。虽然在大多情况下磨削阻力会降低,但是在加工一些脆性比较大的材料的时候,仍然会出现一些问题。
比如,当加工玻璃的时候,由于磨具的脆性增大,导致玻璃边缘的崩口比用铜粉作为填料的磨具磨出的崩口大。
又比如,在用手动磨床给硬质合金材料抛光的时候,用铜锡预合金粉比用铜粉作为填料制作的磨具磨削的表面粗糙度要高一些。
这些都在提示我们,用铜锡预合金粉作为填料时要充分考虑具体的磨具使用场景。这对技术人员来说无疑增加了工作量。
总结:铜锡预合金粉,作为超硬树脂磨具填料的插班生,性能俱佳,但使用时要考虑全面。
最后借用劲酒的广告词“劲酒虽好,可不要贪杯哦”,给大家提个醒:铜锡预合金粉虽好,可不要乱用哦。