先来看看砂轮的结构,见图一。 在砂轮生产的上锅混料机中,我们的砂子第一次遇见了它久候的树脂液,开始被牢牢地包裹住,它们的感情纯真得不能被任何第三者打扰。而在下锅混料机中,其他的填料、树脂粉、活性添加剂(请给予这个组份以更加加倍的重视)以及染料,在这里均匀混合,然后静候上锅里公主和王子的降临。
一旦上锅的树脂液和砂子降临,下锅的组份将均匀地包覆在他们的周围。上锅中不能加入任何其他组份,就在于,任何其他组分在上锅中的加入,都会影响物料的均匀分布,产生潜在应力,为砂轮以后的扭曲变形埋下伏笔。这是一个原则,不可以突破。如果混料有问题,那应该寻找其他的解决方法,这个投料顺序流程还是应该坚守的。
树脂液对砂子的包裹,是没有化学键的,是纯粹的物理固化包裹。因此,如果能适当地以偶联剂处理砂子,就能在树脂液和砂子之间产生一些化学结合,应该能提高他们的结合强度。既然两者是物理结合,强度并不高,如同童话中说的那样,就容易出现第三者的插足。在这篇文章中,这个不光彩的第三者,就是水。
来看看这个第三者是怎么入侵的。如图二。 水汽慢慢从外部入侵,逐渐入侵到砂轮内部,更入侵到树脂液膜与砂子的缝隙之间。我们给这个水的不同阶段编个号码:砂轮外部的水是1,砂轮结构内部的水是2,更进一步的树脂液膜和砂子之间的水,是3.你看,果真是小三。
水1,游离在砂轮外部,其实对砂轮的影响是微乎其微的。水2,已经进入到砂轮内部,砂轮空隙大,进去容易出来也容易,但作为一个通道,负面影响在逐渐加大。对砂轮危害最大的,是水3.水3潜伏在这里,在砂轮的储存过程中,似乎看不出太大问题。但是一旦砂轮开始工作,水受热变成水汽产生巨大体积膨胀,那它的破坏力是很恐怖的。它会真得像一个恶魔,摧枯拉朽般地把树脂液膜从砂子上剥离开来。砂子快速脱落,大珠小珠落玉盘一般成为一盘散沙,这个性能的变化就是砂轮的衰减。尤其对于超薄片,这个问题尤其严重。这个破坏,也让砂轮中内在的应力释放出来,产生扭曲变形,这就是砂轮的翘曲。当然,砂轮的翘曲还有别的很多原因,比如混料,比如困料,比如烘箱控制,但不在本文讨论之列。
所以解决这一类问题的方案,很重要的就是如何对付这三个水。
水1的处理,主要是包装和运输,应该尽可能避免外界环境的水汽入侵。很多高端砂轮,全部塑封包装,原因就在于此。
水2的处理,就相对复杂了。
具体可能的方案有:
1、增加砂轮密实性,减少空隙,来减少砂轮的入侵;
2、热压砂轮的生产,需要注意模压方式;
3、控制吸水材料的使用;
4、选择合适的树脂粉和树脂液来封闭可能的水汽入侵通道;
5、调整固化工艺来封闭可能的水汽入侵通道;
水汽对砂轮的破坏之严重,我们看看砂轮厂家的头疼指数就知道有多大。尤其在夏天,气候炎热,水气充沛,就把这个破坏力完完全全显露出来。砂轮扭曲严重,砂轮性能急剧衰减,客户的投诉堆积在办公桌上,莫名的悲伤涌在心头。难道在冬天砂轮的质量让人暖暖的,到了夏天却让人心理拔凉拔凉的?是的,这就是我们在讨论的这个第三者发挥的作用,尤其是水3.
树脂液膜和砂子的缝隙是很狭小的,第三者本不应该容易进入。但现实是它的确进入了,并且产生了大面积的破坏。里面的奥秘在于:砂子表面的树脂液膜在吸引这个第三者。目前国内的树脂液普遍吸潮严重,即使在如此狭小的缝隙里,它也能吸引水2变成了水3.顺便插播一下广告的是,我已经为之奋斗了12年之久的美国瀚森的酚醛树脂工厂在镇江投产了,这个问题有望得到本质性改善。
解决水3的可能方案有:
1、首先必须使用不吸潮的树脂液;
2、选择合适的树脂液,使砂子表面的包覆膜完整;
3、缓慢降温,避免树脂液膜产生裂缝;
4、其他方案见水2的解决方案。
衰减问题是如此复杂,影响的因素又是如此之多,可以不断改善却没有终结。然而,市场如此寒冷,在产品价格一降再降的情况下,你还能怎么降价呢?除了提高品质,产品细分化、专业化,你还有别的道路可以走吗?
如果你已经把衰减问题解决得不错了,那么我们就可以好好讨论该在里面使用什么样的好材料,来进一步提高砂轮的性能了。那个时候,笔者特别提醒各位关注的活性添加剂,由于在砂轮磨削时产生大量的化学作用,会使你的砂轮性能如虎添翼,切削比提高30-40%不是梦想。但如果配方结构不合理,衰减严重,最短板很短,那么你加入什么能充分发挥作用呢?所以,有些基础工作是必须要做好的。认真对待水分这个第三者,就是个大课题。(文/杨清田供稿 上海罗得新材料科技有限公司)