超硬树脂砂轮气候影响及应对策略，超硬专家分享。

昨天在河南工业大学行业校友会微信群里一位师弟发来一张带有宏观裂纹树脂砂轮的图片：

我们先不着急分析问题产生的原因，我们先收集一下反馈的信息：

“之前一直也这样做的，做了有一百多片也没有问题。近期突然出现这种问题，这边梅雨季节砂轮总是出现问题，不断更换过模具和砂轮规格还是有裂纹。”

我们从信息中可以看出砂轮的裂纹是伴随着梅雨季节的出现才出现的。笔者认为这个涉及到的根本原因是环境的改变。

南方的梅雨季节很让人讨厌。梅雨期，是指每年6月中旬到7月上、中旬，我国长江中下游区域内出现的一段连续阴雨天气。此时，器物易霉，故亦称“霉雨”。梅雨季节空气中相对湿度高达 80% - 100%，这对砂轮的制作过程是非常不利的。

其核心影响就是粉料容易吸收空气中的水分而导致湿气过大。笔者工作的地方在广东，广东的每年年底和年初的时候，尤其是回南天的时候，空气湿度大，砂轮最容易出现问题。

湿气过大对超硬树脂砂轮会产生那些问题呢？

第一，原材料会吸收空气中的水汽导致湿气过大，密度变大。

原材料的湿气大，含水分足，密度也跟着变大。如果还是原来计划投料的重量来投料，那势必引起原材料投料不足，砂轮密度下降，强度降低等一系列的问题，进一步导致砂轮寿命降低。这里要特别说一下，很多厂家的配方中含有氧化锌、氧化铬、氧化铁、氧化镁等碱金属氧化物，这些氧化物比较容易受潮，要特别注意。

第二，原材料湿气过大会导致热压的过程中水汽排放不完全，导致砂轮出现气孔、鼓包、裂纹等一系列的问题。

每家的砂轮工艺基本上都是固定的，升温曲线都是设定好的。原材料湿气大，导致在原有的工艺之上压制出来的砂轮水汽没有得到完全的排出，聚集在砂轮内部，少量的形成一个个微小的气泡，气泡连接到一起形成微裂纹，微裂纹连接到一起形成宏观裂纹。有些气泡在砂轮磨料层的表面聚集一起形成鼓包。还有些问题看起来不是很严重，但是实际上微观裂纹已经产生，砂轮强度也会降低，寿命也会跟随缩短。

分析完之后我们再看这张图片，图片中宏观裂纹已经很明显了，而且发黑，说明热压的过程中都已经产生了裂纹，固化的过程中发生了氧化。如果用显微镜观察，应该还可以看出有很多微气孔。

这种问题不是每个地方都有，一般发生在空气湿度比较大的地方，比如6、7月份的长江中下游地区，农历3、4月份的华南地区。这些地方的厂家要特别留意。河南是砂轮行业的集中地，地处华北平原，气候相对干燥，反而不容易产生这些问题。

说完问题我们说一下解决办法。笔者认为解决方法有如下三种：

第一，建立干燥房或干燥柜用来存放原材料。

既然是原材料容易受潮，那就把他们单独存放。原材料如果少量的话可以买一个干燥柜存放，大量的话可以建立一个干燥的房间来存放。这样做的优点是保持原材料的干燥，缺点是要持续保证一定的干湿度和温度需要耗费一定的开支，而且这个开支可能是持续的。在一些发达国家的砂轮企业里，老板为了产品的稳定性考虑，往往会接受技术的建议而去建立一个相对干燥稳定的环境用来保存原材料。

第二，调整工艺。

在工艺上可以做两方面的调整，一方面是在热压之前先把混合好的原材料放入托盘上均匀摊开，然后把托盘放到带有鼓风机的干燥炉里面，温度设定到50度左右，干燥2-4小时，把湿气排出去。这里要注意温度不要太高，以免树脂粉软化或者里面的部分成分挥发掉，干燥时间也不宜过长，太长会导致树脂老化，以达到去除湿气为核心目的。

另外一方面是延长热压时间，增加排气次数，让气体充分排出去。适当少量降低上下压板的温度，热压时间自然就会延长，这里要注意的是时间太久，压制砂轮的效率会降低，压制成本会增加，要综合考虑。增加排气次数要认真观察压制的过程，要在树脂软化的温度中增加，盲目增加达不到目的，得不偿失。

第三，调整配方，用不易受潮的材料代替易受潮的材料。

如果说前面的两种方案是治标的话，那么这种方案就是治本了。我们国内的配方方案中有些材料容易受潮，尤其是碱金属氧化物，如氧化锌、氧化铬、氧化铁、氧化镁等，这些材料如果能够用一些稳定性好的材料代替会让砂轮稳定许多。稳定一些的材料比如碳化硅、白刚玉等稳定性好，不易受潮，强度和硬度也比较高，作为填料再适合不过了。这也是许多国外的技术人员在设计配方时往往更多的选择碳化硅、白刚玉的原因，他们在配方的设计之初就已经考虑到了这些问题。可能是因为国内之前的磨料磨具相关资料对碱金属氧化物的介绍比较多，很多从业的技术人员比较擅长使用碱金属氧化物，导致配方很难调整。还有一个问题就是客户一旦认可了这个方案，一般来说技术为了保证产品的稳定性不会轻易更改配方。笔者认为技术日新月异，方案推陈出新，即使这次不改，后续亦要考虑。

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简介：

刘帅，2010年毕业于河南工业大学磨料磨具专业，硕士，长期从事超硬材料制品的相关研究工作。

珠海市世创金刚石工具制造有限公司（原名：珠海世创发展有限公司）成立于1994年，多年来通过引进优秀人才、先进技术和设备，自主研发生产用于钻石、PCD、PCBN、宝石、水晶水钻、硅片、硬质合金、陶瓷砖等材料加工用的金属、树脂及陶瓷结合剂人造金刚石及CBN磨具，每月能生产加工各种超硬材料制品10万余件。公司自生产以来一直稳步发展，注重产品质量，讲求信誉，重视人才培养， 不断创新丰富产品系列，赢得了广大客户的青睐和支持。公司于2005年通过了ISO9001质量体系认证，2010年通过了高新技术企业认定，并连续9年获得了广东省高新技术企业荣誉称号。公司本着“以质量求生存，以创新求发展，以诚信求合作，以服务求双赢”的经营理念，为客户提供优质的服务。世创公司将与您一起携手并进，共创辉煌的未来。