專利名稱：樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法。
背景技術(shù)：
研削及研磨用砂輪根據(jù)所使用的粘結(jié)劑的種類可大致分成陶瓷粘結(jié)劑砂輪、樹脂粘結(jié)砂輪、金屬粘結(jié)砂輪及電極沉積砂輪。其中，從快鈍好，容易高能率研削使用的理由考慮大多使用樹脂粘結(jié)砂輪。作為樹脂粘結(jié)砂輪使用的有機(jī)粘結(jié)劑一般可舉出酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇，作為其他的有機(jī)樹脂可舉出聚氨酯樹脂、三聚氰胺樹脂等。著眼耐久性及耐熱性好而主要使用酚醛樹脂。
酚醛樹脂為粘結(jié)劑的樹脂粘結(jié)砂輪一般通過(guò)將材料混合物填充在規(guī)定的鑄模內(nèi)進(jìn)行加壓成型制造。把粉末狀的酚醛樹脂被覆在磨粒上，然后呈干燥狀態(tài)進(jìn)行填充，或者向制成液態(tài)的酚醛樹脂中加入磨粒等形成液態(tài)混合物，采用所謂的澆注成型也可以制造。
砂輪的制造中，為了提高磨削時(shí)的快鈍，即進(jìn)一步提高磨削性，要求砂輪多孔化。由于研削加工中產(chǎn)生的磨削碎屑被捕捉在砂輪的氣孔內(nèi)，故如果大幅度地確保砂輪中氣孔的比例，則砂輪與被削材料的接觸面積大的場(chǎng)合或難削材料等容易產(chǎn)生堵塞孔的磨削加工的場(chǎng)合，宜于防止孔堵塞而提高磨削性。
然而，采用作為一般砂輪制造方法的上述的加壓成型，酚醛樹脂為粘結(jié)劑的樹脂粘結(jié)砂輪的氣孔率50％左右是極限，要想進(jìn)一步提高氣孔率，有熟化變形大、不能維持形狀等的問(wèn)題。
作為解決所述問(wèn)題的研究是使磨粒利用酚醛樹脂粘結(jié)劑相互粘合成的組織中有許多氣孔的酚醛樹脂多孔砂輪的制造方法，提出了包含以下工序?yàn)樘卣鞯姆尤渲嗫咨拜喌闹圃旆椒?專利文獻(xiàn)1)，即通過(guò)對(duì)磨粒，酚醛樹脂水溶液，固化劑及表面活性劑混合的流動(dòng)性混合物進(jìn)行攪拌，使該磨粒，該酚醛樹脂水溶液，該固化劑及該表面活性劑均勻地混合，同時(shí)使該流動(dòng)性混合物中生成許多氣泡的混合攪拌工序；使該流動(dòng)性混合物澆注到規(guī)定的鑄模內(nèi)的澆注工序；使該規(guī)定的鑄模內(nèi)前述流動(dòng)性混合物固化的固化工序；使該固化工序中固化得到的固化成型體進(jìn)行干燥，從該固化成型體中除去水分的干燥工序。
根據(jù)專利文獻(xiàn)1公開的方法，作為生成氣泡的機(jī)理，可舉出干燥工序中水蒸發(fā)掉留下的氣孔，和混合攪拌工序中使流動(dòng)性混合物中生成許多氣泡而形成的氣孔，及混合在流動(dòng)性混合物中的表面活性劑的起泡作用及整泡作用形成的氣泡等。
然而，利用混合攪拌生成氣泡、利用混合到流動(dòng)性混合物中的表面活性劑的起泡作用及整泡作用得到氣泡的場(chǎng)合，由于砂輪組織內(nèi)所形成的氣孔尺寸或分布依賴于流動(dòng)性混合物的粘度或攪拌強(qiáng)度等的攪拌條件，故難控制，有時(shí)最后形成的氣孔尺寸或分布缺乏均勻性。
另外，利用混合攪拌產(chǎn)生氣泡由于需要大量的水，故固化后的砂輪內(nèi)殘留大量的水，水的干燥除去需要時(shí)間。為了縮短時(shí)間則要提高干燥溫度，而干燥溫度太高時(shí)，使砂輪產(chǎn)生裂紋的危險(xiǎn)性增大。
此外，在上述方法中，作為粘結(jié)劑使用的酚醛樹脂，由于在常溫～60℃的比較低的溫度下固化，故樹脂本身的機(jī)械強(qiáng)度低，因此存在磨粒的保持力不夠、不能獲得良好的磨削性的缺點(diǎn)。為了彌補(bǔ)所述的缺點(diǎn)，例如可以通過(guò)在120～170℃對(duì)干燥后的固化體進(jìn)行加熱，促進(jìn)酚醛樹脂的固化而增加樹脂粘結(jié)砂輪的磨粒保持力。然而，使用酯固化型酚醛樹脂的場(chǎng)合，由于在常溫～60℃的溫度下基本上完成固化，所以即使增加120～170℃的加熱工序，也不會(huì)得到大的效果。
專利文獻(xiàn)1WO 01/85394(權(quán)利要求1)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于解決以下的兩個(gè)課題。
(1)是在利用酚醛樹脂粘結(jié)劑固定了磨粒的組織中有氣孔的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，提供可以制造氣孔尺寸或分布均勻的樹脂粘結(jié)砂輪的方法。
(2)是在利用酚醛樹脂粘結(jié)劑固定了磨粒的組織中有氣孔的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，提供用于制造提高機(jī)械強(qiáng)度的有良好磨削性能的砂輪的方法。
作為解決前述課題(1)的方法，發(fā)現(xiàn)通過(guò)利用發(fā)泡劑的化學(xué)反應(yīng)生成氣泡來(lái)代替以往方法中利用混合攪拌生成氣泡的技術(shù)，可以制造氣孔尺寸、分布均勻的樹脂粘結(jié)砂輪。
這種發(fā)泡劑通過(guò)與堿催化劑，具體地與堿金屬氫氧化物的化學(xué)反應(yīng)分解產(chǎn)生氣體。通過(guò)這種作用生成氣泡，使樹脂粘結(jié)砂輪最后形成的氣孔尺寸與分布均勻。
即，本發(fā)明的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法是利用酚醛樹脂粘結(jié)劑固定了磨粒的組織中有氣孔的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于包含磨粒，酚醛樹脂粘結(jié)劑，水及發(fā)泡劑均勻地混合；然后添加固化促進(jìn)劑，均勻地混合；把得到的流動(dòng)性混合物澆注到規(guī)定的鑄模中，利用該固化促進(jìn)劑的作用使之固化；然后從得到的固化體中除去水分進(jìn)行干燥的工序。此時(shí)通過(guò)該發(fā)泡劑的化學(xué)反應(yīng)在該流動(dòng)性混合物中形成氣泡，固化后成為砂輪組織中的氣孔。
前述制造方法中還可以包含干燥后加熱前述流動(dòng)性混合物進(jìn)行固化的工序。
本發(fā)明的一種形態(tài)中，優(yōu)選前述酚醛樹脂是中性，并與堿催化劑一起進(jìn)行混合。
本發(fā)明的另一種形態(tài)中，優(yōu)選前述酚醛樹脂是堿性。
優(yōu)選前述發(fā)泡劑是粉末或液態(tài)，更優(yōu)選前述發(fā)泡劑是粉末，是偶氮化合物和/或酰肼化合物，再優(yōu)選前述發(fā)泡劑是4，4′-氧雙苯磺酰肼。
另外，前述固化促進(jìn)劑優(yōu)選是有機(jī)酯化合物。
本發(fā)明的一種形態(tài)中，可再包含添加選自堿催化劑，觸變材料，表面活性劑及填充劑中的一種以上并均勻地進(jìn)行混合的工序。優(yōu)選前述堿催化劑是堿性氫氧化物，前述觸變材料是二氧化硅微粉，前述表面活性劑是陰離子表面活性劑，陽(yáng)離子表面活性劑，兩性表面活性劑或非離子表面活性劑的任何一種。
作為解決前述課題(2)的方法，發(fā)現(xiàn)通過(guò)增加使用酯固化型酚醛樹脂在常溫～60℃比較低的溫度下固化的酯固化反應(yīng)作為一次固化，再使用作為補(bǔ)強(qiáng)劑的加熱固化型酚醛樹脂(例如，熱固性甲階型樹脂或酚醛清漆型樹脂)并經(jīng)加熱固化的工序作為二次固化，可以得到提高作為砂輪組織粘結(jié)劑的酚醛樹脂的機(jī)械強(qiáng)度、提高磨粒的保持力、具有良好的磨削性能的樹脂粘結(jié)砂輪。
即，本發(fā)明是利用酚醛樹脂粘結(jié)劑固定了磨粒的組織中有氣孔的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于包含磨粒，酚醛樹脂粘結(jié)劑，水及發(fā)泡劑均勻地混合；添加補(bǔ)強(qiáng)劑，然后添加固化促進(jìn)劑，均勻地混合；把得到的流動(dòng)性混合物澆注到規(guī)定的鑄模中，利用該固化促進(jìn)劑的作用一次固化，此時(shí)通過(guò)該發(fā)泡劑的化學(xué)反應(yīng)在該流動(dòng)性混合物中形成氣泡；從得到的固化物中除去水分進(jìn)行干燥；然后再加熱干燥后的固化體，利用該補(bǔ)強(qiáng)劑的作用二次固化的工序，經(jīng)該發(fā)泡劑的反應(yīng)形成的氣泡成為砂輪組織中的氣孔。
優(yōu)選前述酚醛樹脂粘結(jié)劑是堿性，前述補(bǔ)強(qiáng)劑是熱固性甲階型酚醛樹脂或酚醛清漆型酚醛樹脂，前述固化促進(jìn)劑是有機(jī)酯化合物。
另外，優(yōu)選前述發(fā)泡劑是粉末或液態(tài)，更優(yōu)選前述發(fā)泡劑是粉末，是偶氮化合物和/或酰肼化合物，再優(yōu)選前述發(fā)泡劑是4，4′-氧雙苯磺酰肼。
本發(fā)明的一種形態(tài)還可以含添加選自堿催化劑、觸變材料、表面活性劑及填充劑中的1種以上并均勻地進(jìn)行混合的工序。優(yōu)選前述堿催化劑是堿性氫氧化物，前述觸變材料是氧化硅微粉，前述表面活性劑是陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、兩性表面活性劑或非離子表面活性劑的任何一種。
發(fā)明效果根據(jù)解決課題(1)的本發(fā)明，與以往技術(shù)相比可得到以下的效果。
(1)為確保氣孔用的水的添加量與以往技術(shù)相比，一半以下就夠了，故可以縮短固化后的干燥時(shí)間。并且隨著干燥導(dǎo)致的水分氣化，可以使砂輪降低產(chǎn)生裂紋的危險(xiǎn)性。
(2)降低干燥工序中的砂輪收縮量，因此，尤其是在制造氣孔率大的砂輪的場(chǎng)合，使砂輪降低產(chǎn)生裂紋的危險(xiǎn)性。
(3)由于通過(guò)發(fā)泡劑與堿催化劑的化學(xué)反應(yīng)形成氣孔，故與隨混合攪拌卷入空氣形成氣孔相比，容易調(diào)節(jié)氣孔孔徑，氣孔量，砂輪制造間及制造內(nèi)的偏差也變小。
(4)能穩(wěn)定地制造氣孔尺寸和分布均勻的砂輪，與按照以往技術(shù)制造的相同組成的砂輪相比，機(jī)械強(qiáng)度提高。
(5)本發(fā)明使用的發(fā)泡劑由于在常溫下通過(guò)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行發(fā)泡，故與熱作用的發(fā)泡機(jī)理相比，形成氣孔的偏差小。另外因迅速地進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)，故可在短時(shí)間內(nèi)形成氣孔。
(6)由于通過(guò)發(fā)泡反應(yīng)在常溫下迅速地生成氣泡，氣泡生成后利用固化劑的作用可迅速地仍在常溫下固化流動(dòng)性混合物。固化劑的使用與以往方法中的加壓成型不同，可以穩(wěn)定地制造小尺寸到大尺寸的砂輪。
根據(jù)解決課題(2)的本發(fā)明，除了作為解決課題(1)的本發(fā)明效果的前述6項(xiàng)以外，還可以獲得提供機(jī)械強(qiáng)度高、有良好磨削性能的樹脂粘結(jié)砂輪的效果。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，對(duì)本發(fā)明的樹脂粘結(jié)砂輪制造方法的適宜實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
首先，解決課題(1)的本發(fā)明的第一實(shí)施方式是在利用酚醛樹脂粘結(jié)劑固定磨粒的組織中有氣孔的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于包含磨粒，酚醛樹脂粘結(jié)劑，水及發(fā)泡劑均勻地混合；然后添加固化促進(jìn)劑，均勻地混合；把得到的流動(dòng)性混合物澆注到規(guī)定的鑄模中，利用該固化促進(jìn)劑的作用固化；然后從得到的固化體中除去水分進(jìn)行干燥的工序。此時(shí)通過(guò)該發(fā)泡劑的化學(xué)反應(yīng)在該流動(dòng)性混合物中形成氣泡，固化后成為砂輪組織中的氣孔。
本發(fā)明的制造方法中，首先將磨粒，酚醛樹脂粘結(jié)劑，水及發(fā)泡劑均勻地混合，然后添加固化促進(jìn)劑，均勻地進(jìn)行混合。
由以上獲得流動(dòng)性混合物?；旌蠒r(shí)間等的條件可考慮使用的混合機(jī)，混合容量，混合材料，發(fā)泡反應(yīng)的速度等而適當(dāng)?shù)貨Q定。
本發(fā)明的制造方法中，接著把得到的流動(dòng)性混合物澆注到規(guī)定的鑄模中，利用固化促進(jìn)劑的作用使之固化。鑄模的形狀，尺寸沒(méi)有特殊限制，可以根據(jù)所制造的砂輪的形狀、尺寸適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。
固化溫度是常溫～60℃。流入鑄模5分鐘后，通過(guò)固化反應(yīng)，流動(dòng)性混合物基本上形成固體物。固體化的混合物為了充分地使之固化，優(yōu)選放置1～24小時(shí)。放置時(shí)間可考慮原材料的種類及成型尺寸適當(dāng)?shù)貨Q定。
本發(fā)明的制造方法中，通過(guò)發(fā)泡劑的化學(xué)反應(yīng)在流動(dòng)性混合物中形成氣泡，固化后形成砂輪組織中的氣孔。發(fā)泡劑與堿催化劑反應(yīng)產(chǎn)生氣體，形成氣泡。發(fā)泡反應(yīng)立即引起，固化結(jié)束時(shí)完成發(fā)泡反應(yīng)。形成的氣泡可利用固化促進(jìn)劑的作用呈均勻分散的狀態(tài)固定在粘結(jié)劑組織中。
本發(fā)明的制造方法中，接著從得到的固化體中除去水分進(jìn)行干燥。經(jīng)過(guò)干燥工序，在粘結(jié)劑組織中作為液體伴同的水分氣化排到固體物的外部，故形成其干燥流路，或水分殘留的地方成為空洞，形成小的連續(xù)氣孔。這些氣孔與發(fā)泡劑生成的氣孔同時(shí)成為本發(fā)明的樹脂粘結(jié)砂輪的氣孔部。
就干燥來(lái)講，可以使固體物留在鑄模內(nèi)直接干燥，也可以從鑄模取出進(jìn)行干燥。干燥溫度在60～100℃，優(yōu)選是60～80℃。干燥溫度、干燥時(shí)間可以考慮所制造的樹脂粘結(jié)砂輪的尺寸等適當(dāng)?shù)貨Q定。
本發(fā)明的制造方法中，接著作為任意的工序，可以在干燥后加熱前述流動(dòng)性混合物進(jìn)行固化。通過(guò)加熱，可以進(jìn)行酚醛樹脂粘結(jié)劑的固化，可以使樹脂粘結(jié)砂輪的磨粒保持力增加。加熱溫度例如是120～170℃。
解決課題(2)的本發(fā)明的第二實(shí)施方式，是在利用酚醛樹脂粘結(jié)劑固定磨粒的組織中有氣孔的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于包含磨粒，酚醛樹脂粘結(jié)劑，水及發(fā)泡劑均勻地混合；添加補(bǔ)強(qiáng)劑，然后添加固化促進(jìn)劑，均勻地混合；把得到的流動(dòng)性混合物澆注到規(guī)定的鑄模中，利用該固化促進(jìn)劑的作用一次固化，此時(shí)通過(guò)該發(fā)泡劑的化學(xué)反應(yīng)在該流動(dòng)性混合物中形成氣泡；從得到的固體物中除去水分進(jìn)行干燥；然后再加熱干燥后的固化體，利用該補(bǔ)強(qiáng)劑的作用進(jìn)行二次固化的工序，經(jīng)該發(fā)泡劑的反應(yīng)形成的氣泡成為砂輪組織中的氣孔。
本發(fā)明的制造方法中，首先將磨粒，酚醛樹脂粘結(jié)劑，水及發(fā)泡劑均勻地混合。
再添加補(bǔ)強(qiáng)劑，接著添加固化促進(jìn)劑，均勻地進(jìn)行混合。
本發(fā)明中使用的補(bǔ)強(qiáng)劑是熱固性甲階型酚醛樹脂或酚醛清漆型酚醛樹脂。
熱固性甲階型酚醛樹脂是在堿催化劑的存在下、酚類與醛類在常壓下水中進(jìn)行縮合制的酚醛樹脂?？梢允褂玫姆宇悺⑷╊惣皦A催化劑，如對(duì)一次固化用酚醛樹脂粘結(jié)劑已說(shuō)明的化合物。但合成樹脂時(shí)所加的醛類相對(duì)于酚類是0.5～3倍摩爾的濃度，是按比一次固化用的酚醛樹脂低的濃度進(jìn)行添加。另外，一次固化(酯固化)用的酚醛樹脂由于必須在常溫～60℃的低溫下引起固化反應(yīng)，故必須增加作為固化反應(yīng)的反應(yīng)基團(tuán)的羥甲基(-CH2OH)，具體地，每一個(gè)苯環(huán)必須加成2～3個(gè)的羥甲基(-CH2OH)，而作為二次固化中補(bǔ)強(qiáng)劑的熱固性甲階型酚醛樹脂，是擬通過(guò)120～170℃的高溫下的加熱進(jìn)行固化的酚醛樹脂，不需要加成多的作為反應(yīng)基團(tuán)的羥甲基，具體地，每1個(gè)苯環(huán)加成1個(gè)以下(例如，0.5個(gè)意味著每2個(gè)苯環(huán)加成1個(gè)羥甲基)～最大2個(gè)的羥甲基(-CH2OH)便足夠。
作為二次固化用的補(bǔ)強(qiáng)劑使用的甲階型酚醛樹脂，對(duì)每個(gè)重復(fù)單元，有1個(gè)或多個(gè)(最大4個(gè))的苯環(huán)的情況，1個(gè)苯環(huán)的場(chǎng)合，醛類的添加量不需要多，具體地，每1摩爾酚醛樹脂，醛類的添加量是0.5～2倍摩爾，多個(gè)苯環(huán)的場(chǎng)合，需要一定程度地增多，具體地，每1摩爾酚醛樹脂是1.0～3倍摩爾的范圍內(nèi)。
酚醛清漆型酚醛樹脂是以酸為催化劑合成的酚醛樹脂。與甲階型不同，由于比羥甲基化反應(yīng)更容易進(jìn)行亞甲基化反應(yīng)，故環(huán)比較多，羥甲基基團(tuán)比甲階型少，常溫下往往是粉末狀。因此如后述，在常溫～60℃進(jìn)行的一次固化中，酚醛清漆型酚醛樹脂不參與固化反應(yīng)，在二次固化中通過(guò)加熱到120～170℃開始參與固化反應(yīng)。
一次固化用的酚醛樹脂與二次固化用的作為補(bǔ)強(qiáng)劑的酚醛樹脂的濃度比，典型地，按樹脂的重量比是10∶0.1～10∶3，優(yōu)選是10∶1～10∶2.5。
本發(fā)明的第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式中使用以下所述的材料。
作為本發(fā)明中能使用的磨粒，可舉出氧化鋁系磨粒、碳化硅系磨粒、氧化鋯系磨粒、氧化鈰、二氧化硅、氧化鉻、CBN磨粒、及金剛石磨粒，這些可以單獨(dú)使用，或2種以上混合使用。使用的磨粒的種類或組合可根據(jù)研削條件及被加工材質(zhì)等適當(dāng)?shù)剡x擇。另外，只要不脫離本發(fā)明的宗旨，也可以使用上述所列舉的以外的材料。磨粒的粒徑可以寬范圍地使用1mm～亞微米。
本發(fā)明的第一實(shí)施方式中固化用的酚醛樹脂粘結(jié)劑，或本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的一次固化用的酚醛樹脂粘結(jié)劑，是在堿催化劑的存在下，酚類與醛類在常壓下水中縮合后調(diào)制成水溶液的甲階型酚醛樹脂。甲階型酚醛樹脂調(diào)成堿性使用，但也可以把添加堿催化劑作為條件，使用中性的酚醛樹脂。酚醛樹脂粘結(jié)劑是在堿性條件下與后述的固化促進(jìn)劑反應(yīng)、通過(guò)酯固化發(fā)揮一次固化作用的粘結(jié)劑。
作為本發(fā)明中能使用的酚類，除了苯酚外，例如還可舉出甲酚，3，5-二甲苯酚，壬基苯酚，對(duì)叔丁基苯酚，異丙烯基苯酚，苯基苯酚等的烴基苯酚，或間苯二酚，鄰苯二酚，對(duì)苯二酚，均苯三酚等的多元酚。另外，也可以使用如腰果殼液，木質(zhì)素，丹寧之類的酚系化合物的混合物構(gòu)成的酚類。這些各種的酚類可以單獨(dú)使用，或2種以上混合使用。
作為本發(fā)明能使用的醛類，例如，可舉出甲醛、多聚甲醛、乙醛、糠醛、乙二醛等。這些可以單獨(dú)使用或2種以上混合使用。醛類相對(duì)于酚類可以是1.0～5倍摩爾的濃度，優(yōu)選是1.0～3.0倍摩爾的濃度，更優(yōu)選是1.5～2.5倍摩爾的濃度。醛類的濃度相對(duì)于酚類低于1.0倍摩爾時(shí)，交聯(lián)后不呈現(xiàn)充分的強(qiáng)度，反之超過(guò)5.0倍摩爾時(shí)，擔(dān)心未反應(yīng)的醛造成的作業(yè)環(huán)境的惡化等而不妥。
作為本發(fā)明中能使用的堿催化劑，例如，可舉出氫氧化鋰，氫氧化鈉，氫氧化鉀等的堿性氫氧化物，可以單獨(dú)地或2種以上混合使用。堿催化劑相對(duì)于酚類可以是0.01～2倍摩爾的濃度，優(yōu)選是0.02～1.2倍摩爾的濃度，更優(yōu)選是0.5～1.0倍摩爾的濃度。堿催化劑的濃度相對(duì)于酚類低于0.01倍摩爾時(shí)，樹脂的制造需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，故不充分，反之超過(guò)2.0倍摩爾時(shí)，需要大量固化劑，并且作業(yè)環(huán)境上不好，因而不妥。
這樣制得的酚醛樹脂是水溶性，樹脂的重均分子量Mw是500～8000。調(diào)制酚醛樹脂水溶液使酚醛樹脂成分為30～75重量％。酚醛樹脂使用甲階型酚醛樹脂。再者，為了提高磨粒的粘結(jié)性，也可以在該酚醛樹脂水溶液中添加作為其他添加劑的已知的硅烷偶聯(lián)劑。作為硅烷偶聯(lián)劑，例如優(yōu)選環(huán)氧系硅烷或氨基硅烷等。另外，這種硅烷偶聯(lián)劑也可以在獲得流動(dòng)性混合物的混合工序中添加。
中性酚醛樹脂水溶液的場(chǎng)合，為了成為發(fā)泡劑的反應(yīng)催化劑，加入上述的堿催化劑。另外堿性酚醛樹脂水溶液的場(chǎng)合，為了調(diào)節(jié)發(fā)泡劑的反應(yīng)，也可以加入上述的堿催化劑。
本發(fā)明中能使用的發(fā)泡劑是液態(tài)發(fā)泡劑或粉末發(fā)泡劑。
作為液態(tài)發(fā)泡劑的例子，可舉出通式ROOC-N=N-COOR(式中，R表示可以是直鏈也可以是支鏈的C1-4的低級(jí)烷基)表示的偶氮二羧酸二烷基酯。優(yōu)選的偶氮二羧酸二烷基酯是偶氮二羧酸二異丙酯。另外，作為本發(fā)明中能使用的其他的偶氮二羧酸二烷基酯，可舉出偶氮二羧酸二甲酯，偶氮二羧酸二乙酯，偶氮二羧酸二丙酯，偶氮二羧酸二叔丁酯及這些的混合物。
作為粉末發(fā)泡劑的例子，可舉出偶氮二甲酰胺，偶氮二異丁腈等的偶氮化合物，p，p′-氧雙苯磺酰肼、4，4′-氧雙苯磺酰肼、二亞硝基五亞甲基四胺、苯磺酰肼、對(duì)甲苯磺酰肼等的酰肼化合物等。
這些發(fā)泡劑可以根據(jù)目的單獨(dú)使用或2種以上并用。另外，只要不脫離本發(fā)明的宗旨，也可以使用所列舉的以外的物質(zhì)作為發(fā)泡劑使用。
本發(fā)明中使用的固化促進(jìn)劑是有機(jī)酯化合物。作為有機(jī)酯化合物，可以使用作為公知的堿性酚醛樹脂水溶液的固化劑使用的酯化合物。例如，甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、癸二酸甲酯、乙二醇二乙酸酯、甘油二乙酸酯、甘油三乙酸酯等的C1-10的一元醇或多元醇與C1-10的有機(jī)羧酸衍生的羧酸酯類，或γ-丁內(nèi)酯、γ-己內(nèi)酯、δ-戊內(nèi)酯、δ-己內(nèi)酯、β-丙內(nèi)酯、ε-己內(nèi)酯等的內(nèi)酯類，或碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、4-乙基二氧雜茂酮、4-丁基二氧雜茂酮、4，4-二甲基二氧雜茂酮、4，5-二甲基二氧雜茂酮等的環(huán)狀碳酸亞烷基酯等，其中，為了解決臭氣和著火性的問(wèn)題，特別優(yōu)選使用γ-丁內(nèi)酯、γ-己內(nèi)酯、δ-戊內(nèi)酯、δ-己內(nèi)酯、β-丙內(nèi)酯、ε-己內(nèi)酯等的內(nèi)酯類。
本發(fā)明的一種形態(tài)中，還可以添加選自堿催化劑，觸變材料，表面活性劑及填充劑中的一種以上，均勻地混合。
堿催化劑優(yōu)選是堿性氫氧化物。
作為觸變材料，例如可舉出氧化硅微粉。觸變材料在流動(dòng)性混合物中的原材料中比重分布大的場(chǎng)合，為了防止比重大的材料在水溶液中沉降后、砂輪組織不均勻，可以根據(jù)需要使用。
作為表面活性劑，可舉出陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子性表面活性劑(非離子表面活性劑)等。優(yōu)選是陰離子表面活性劑或非離子性表面活性劑。
作為陰離子表面活性劑，可舉出月桂酸鈉、硬脂酸鈉、油酸鈉等的脂肪酸鹽，月桂基硫酸鈉、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸銨、聚氧乙烯月桂基醚硫酸鈉、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸鈉等的硫酸酯鹽，十二烷基苯磺酸鈉、烷基二苯基醚二磺酸鈉、烷基萘磺酸鈉等的磺酸鹽、高級(jí)醇磷酸單酯二鈉鹽、烷基磷酸鈉鹽、二烷基二硫代磷酸鋅等的磷酸酯鹽。
作為陽(yáng)離子表面活性劑，可舉出月桂基氯化胺、二羥乙基硬脂基胺、月桂基三甲基氯化銨等的高級(jí)烷基胺鹽、三乙醇胺單硬脂酸酯的甲酸(蛾酸)鹽、硬脂酰胺乙基二乙胺的乙酸鹽，2-十七碳烯基-羥乙基咪唑啉等的高級(jí)脂肪酸的胺鹽，氯化十六烷基吡啶鹽等的高級(jí)烷基鹵化物的胺鹽，氯化硬脂酰胺甲基吡啶鹽等的高級(jí)脂肪族酰胺的胺鹽之類的銨鹽，或類似于這些的锍鹽或鹽等。
作為兩性表面活性劑，可舉出N-烷基三甘氨酸、二甲基烷基甜菜堿、N-烷氧基甲基-N，N-二乙基甜菜堿、烷基甜菜堿、N-烷基-β-氨基丙酸鹽、烷基二(氨乙基)甘氨酸鹽酸鹽、N-烷基?；撬猁}、氨乙基咪唑啉有機(jī)酸鹽等。
作為非離子表面活性劑，可舉出聚氧乙烯烷基醚，聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基萘基醚、聚氧乙烯化蓖麻油、聚氧乙烯松香醇、聚氧乙烯烷基硫醚、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧乙烯-聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯二醇乙二胺、聚氧乙烯單脂肪酸酯、聚氧乙烯二脂肪酸酯、聚氧乙烯丙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐單脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三脂肪酸酯等的聚氧乙烯型表面活性劑，單脂肪酸乙二醇酯、單脂肪酸丙二醇酯、單脂肪酸二乙二醇酯、單脂肪酸甘油酯、脂肪酸季戊四醇酯、單脂肪酸山梨糖醇酐酯、倍半脂肪酸山梨糖醇酐酯、山梨糖醇酐三脂肪酸酯、脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸單乙醇酰胺、脂肪酸單異丙醇酰胺等的多元醇型及羥烷基酰胺型表面活性劑、聚氧乙烯烷基胺，N-烷基丙二胺、N-烷基多亞乙基多胺、N-烷基多亞乙基多胺二甲基硫酸鹽、烷基雙胍、長(zhǎng)鏈氧化胺等的胺型表面活性劑。
還可以根據(jù)需要加填充劑，例如可舉出冰晶石、硫酸鋇、硫酸鉀、碳酸鈣等，這些可以根據(jù)研削條件等適當(dāng)進(jìn)行選擇。
根據(jù)以上說(shuō)明的本發(fā)明的制造方法制造的樹脂粘結(jié)砂輪的組成為以下的范圍。即，磨粒體積率5～55體積％，氣孔體積率5～85體積％，粘結(jié)劑率是100％-(磨粒體積％+氣孔體積％)得出的值。本發(fā)明的樹脂粘結(jié)砂輪的比重是0.5～2.5的范圍。


圖1表示按照本發(fā)明制造方法的第一實(shí)施方式的砂輪及按照WO01/85394所公開方法制造的砂輪各組織的電子顯微鏡照片。
圖2表示使用按照本發(fā)明制造方法的第一實(shí)施方式制造的砂輪的磨削試驗(yàn)后的被削材料表面的電子顯微鏡照片。
圖3是按照本發(fā)明制造方法的第二實(shí)施方式的砂輪組織的電子顯微鏡照片。
圖4是按照本發(fā)明制造方法的第一實(shí)施方式的砂輪組織的電子顯微鏡照片。
圖5是研磨性能試驗(yàn)使用的研磨用砂輪的示意圖。
符號(hào)說(shuō)明1芯材2多孔彈性層3補(bǔ)強(qiáng)層4研磨層具體實(shí)施方式
以下，將本發(fā)明的實(shí)施例與比較例一起進(jìn)行說(shuō)明，但這些只是證實(shí)本發(fā)明的實(shí)施可能性及實(shí)用性，不限定本發(fā)明。
(實(shí)施例1)1.砂輪的制造與物性的測(cè)定對(duì)本發(fā)明制造方法的第一實(shí)施方式(實(shí)施例1)及WO 01/85394公開的方法(比較例1)制造的樹脂粘結(jié)砂輪，按以下的順序測(cè)定各物性。調(diào)節(jié)砂輪的組成使磨粒體積率＝15％，粘結(jié)劑體積率＝18％，氣孔體積率＝67％。
1-1.砂輪的制造(實(shí)施例1)1-1-1.原材料磨粒 GC#2000 944g粘結(jié)劑甲階型酚醛樹脂 420g(旭有機(jī)材料工業(yè)株式會(huì)社制，產(chǎn)品號(hào)HPR 830)固化劑γ-丁內(nèi)酯 104g
發(fā)泡劑(大化學(xué)，產(chǎn)品號(hào)ユニフオ一ムAZ 90)43g水 210g1-1-2.砂輪制造步驟把粘結(jié)劑，水及發(fā)泡劑加到混合機(jī)中均勻地混合后，加入磨粒均勻地混合，接著加入固化劑均勻地混合。把得到的流動(dòng)性混合物澆注到外徑240×厚30×孔徑36mm尺寸的鑄模中，在常溫下放置1小時(shí)，邊發(fā)泡邊固化。從鑄模中取出得到的固化體，在60℃加熱24小時(shí)使水分干燥。再用6小時(shí)從60℃升溫到150℃，在150℃保持2小時(shí)進(jìn)行固化反應(yīng)。得到的砂輪的組成是磨粒體積率＝15.4％，粘結(jié)劑體積率＝18.0％，氣孔體積率＝66.6％，比重＝0.710。
1-2.砂輪的制造(比較例1)1-2-1.原材料磨粒 GC#2000944g粘結(jié)劑甲階型酚醛樹脂 420g(旭有機(jī)材料工業(yè)株式會(huì)社制，產(chǎn)品名HPR 830)固化劑γ-丁內(nèi)酯207g表面活性劑陰離子表面活性劑 104g(花王株式會(huì)社，產(chǎn)品名エマ一ルAD-25R)水 420g1-2-2.砂輪制造步驟將粘結(jié)劑，水及表面活性劑加到混合機(jī)中均勻地混合，同時(shí)通過(guò)機(jī)械攪拌把空氣卷入混合物中產(chǎn)生氣泡。接著加入固化劑均勻地混合，把得到的流動(dòng)性混合物澆注到外徑240×厚30×孔徑36mm尺寸的鑄模中，在常溫下放置12小時(shí)，使流動(dòng)性混合物固化。從鑄模中取出得到的固化體。在60℃加熱48小時(shí)使水分干燥。再用6小時(shí)從60℃升溫到150℃，在150℃保持2小時(shí)進(jìn)行固化反應(yīng)。得到的砂輪的組成是磨粒體積率＝15.2％，粘結(jié)劑體積率＝17.9％，氣孔體積率＝66.9％，比重0.705。
1-3.砂輪物性的測(cè)定對(duì)上述的實(shí)施例1及比較例1得到的砂輪按以下的順序測(cè)定各物性。分別準(zhǔn)備實(shí)施例1及比較例1的3個(gè)砂輪試樣，取3個(gè)樣品的平均值為物性數(shù)據(jù)。再者，所謂“干”表示制造后干燥狀態(tài)的砂輪的物性數(shù)據(jù)，所謂“濕”表示制造后在水中煮沸2小時(shí)后的砂輪的物性數(shù)據(jù)。
1-3-1.彎曲強(qiáng)度(干、濕)把砂輪切成40×10×15mm尺寸的長(zhǎng)方體，按照J(rèn)IS R1601-2004(精細(xì)陶瓷的彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法)，在間隔距離20mm、荷重降低速度0.1mm/分條件下測(cè)定3點(diǎn)彎曲強(qiáng)度。
1-3-2.彎曲彈性模量(干、濕)按照J(rèn)IS R1602-2004(精細(xì)陶瓷的彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法)，由彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)中測(cè)定的砂輪的變形算出彈性模量。
1-3-3.洛氏硬度(干、濕)洛氏硬度按照J(rèn)IS Z 22452005(洛氏硬度試驗(yàn)-試驗(yàn)方法)，可對(duì)被試驗(yàn)體施加初試驗(yàn)力98.07N，然后施加一定的追加試驗(yàn)力，由除去追加試驗(yàn)力后的初試驗(yàn)下的永久塌陷深度h采用下式130-h/0.002求出。試驗(yàn)使用1/2英寸鋼球(直徑12.7mm)，初試驗(yàn)力為98.07N，追加試驗(yàn)力為147.1N，測(cè)定洛氏硬度。
1-3-4.砂輪組織的觀察對(duì)彎曲強(qiáng)度測(cè)定后的砂輪使用磨光機(jī)精磨砂輪的斷裂面，進(jìn)行電子顯微鏡觀察。
1-4.砂輪物性的測(cè)定結(jié)果把彎曲強(qiáng)度，彎曲彈性模量及洛氏硬度的測(cè)定結(jié)果示于表1，把電子顯微鏡的照片示于圖1。砂輪物性的測(cè)定結(jié)果

彎曲強(qiáng)度，實(shí)施例1中得到干、濕狀態(tài)下均比比較例1高20％以上的值。洛氏硬度，實(shí)施例1的砂輪得到干、濕狀態(tài)下均比比較例1硬的結(jié)果。彎曲彈性模量，實(shí)施例1中得到干、濕狀態(tài)下均比比較例1高20％以上的值。實(shí)施例1中的高彎曲彈性模量估計(jì)是氣孔的均勻性比比較例1高。
對(duì)比干與濕的場(chǎng)合，實(shí)施例1及比較例1的任何一方均沒(méi)出現(xiàn)劣化程度上的大的差別。
將圖1的電子顯微鏡照片加以比較看出，實(shí)施例1中發(fā)泡劑反應(yīng)形成的100～200μm的均勻氣孔呈均勻分散態(tài)，而比較例1中機(jī)械攪拌卷入的氣泡所形成的10～300μm的氣孔呈不均勻分散態(tài)。另外雖然電子顯微鏡照片中沒(méi)確認(rèn)，但實(shí)施例1與比較例1均通過(guò)伴同粘結(jié)劑的水分的干燥而形成了微小的氣孔。
由這些結(jié)果說(shuō)明，通過(guò)發(fā)泡劑的化學(xué)反應(yīng)形成氣孔的實(shí)施例1，與采用機(jī)械攪拌卷入空氣形成氣孔的比較例相比，確保了組織的均勻性(即，氣孔孔徑的均勻性，氣孔分布的均勻性)。這估計(jì)一個(gè)原因是實(shí)施例1中砂輪的機(jī)械強(qiáng)度提高。
另外，對(duì)比砂輪制造中水的使用量看出，實(shí)施例1只需要比較例1中量的一半以下。這在其后的工序中有利于縮短干燥時(shí)間，因縮短砂輪制造需要的時(shí)間而提高制造效率。另外，由于水的使用量少，故可以比過(guò)去降低作為粘結(jié)劑使用的酚醛樹脂因水導(dǎo)致的劣化，這一個(gè)原因也是砂輪的機(jī)械強(qiáng)度提高。
2.磨削性能試驗(yàn)使用按照本發(fā)明制造方法的第一實(shí)施方式制造的兩種樹脂粘結(jié)砂輪，按以下的步驟進(jìn)行磨削性能試驗(yàn)。
2-1.試驗(yàn)條件2-1-1.使用的砂輪使用不同的磨粒(GC#400及GC#800)的2種砂輪。這些砂輪的具體制造步驟與上述的“1-1-2，砂輪制造步驟”相同。
規(guī)格GC#400(磨粒體積率＝13.0％，粘結(jié)劑體積率＝15.2％，氣孔體積率＝71.8％)GC#800(磨粒體積率＝13.9％，粘結(jié)劑體積率＝16.4％，氣孔體積率＝69.7％)尺寸φ405×15×φ203.2mm2-1-2.被磨材料材質(zhì)SUS 304、鋁、銅尺寸SUS 304 φ78×300mm鋁φ10×50mm銅φ84×100mm2-1-3.磨削盤種類；豐田工機(jī)制CNC圓筒磨削盤型式GPN-5P(11KW)2-1-4.磨削液名稱クレカツトNS201(可溶型)稀釋倍率稀釋50倍2-1-5.修整條件砂輪修整器單石金剛石修整器砂輪周速度33.3m/s修整切入φ0.005mm/次×10次修整導(dǎo)程0.05mm/旋轉(zhuǎn)一次2-1-6.磨削條件磨削方式濕式切入研削砂輪周速度33.3m/s被磨材料周速度0.33m/s切入速度φ0.001mm/s取代φ0.05mm無(wú)火花磨削(スパ一クアウト)3秒2-1-7.評(píng)價(jià)項(xiàng)目精加工面粗糙度Rmax
被磨削材料除去尺寸 φmm被磨削材料磨削后的表面照片觀察2-2.磨削結(jié)果把使用磨粒為GC#400及GC#800的砂輪的磨削試驗(yàn)結(jié)果分別示于表2及表3。
表2 磨削性能試驗(yàn)的結(jié)果-GC#400

磨粒為GC#400的砂輪，整修面粗糙度Rmax在1.40～1.62μm之間變化，被磨削材料引起的變化不大。被磨削材料除去尺寸(φμm)，氧化鋁磨削量最多，其次按磨削量多的順序是非鐵金屬-銅，最后是作為鐵系材料的SUS304。磨削試驗(yàn)中沒(méi)有因磨削阻力異常上升等造成的磨削作業(yè)中止的狀況，可正常地完成磨削作業(yè)。磨削后的被磨削材料沒(méi)發(fā)生振痕、刮痕、磨削泛黃，精加工正常。磨削性能試驗(yàn)的結(jié)果-GC#800

磨粒為GC#800的砂輪，就整修面粗糙度Rmax來(lái)講，SUS304與銅是0.60μm左右，而只鋁為1.15μm，成為比較高的值。這估計(jì)是切削量多，不引起研磨作用的緣故。初切削材料除去尺寸(φμm)，鋁切削量最多，作為非鐵金屬的銅與作為鐵系材料的SUS304是基本相同的值。磨削試驗(yàn)中沒(méi)有因磨削阻力異常上升等造成的磨削作業(yè)中止的狀況，可正常地完成磨削作業(yè)。磨削后的被磨削材料沒(méi)發(fā)生振痕、刮痕、磨削泛黃，精加工正常。
把磨削后的被磨削材料表面的電子顯微鏡照片示于圖2。尤其是沒(méi)觀察到刮痕，可正常地磨削。
(實(shí)施例2與3)1.砂輪制造與物性的測(cè)定對(duì)按照本發(fā)明制造方法的第二實(shí)施方式(實(shí)施例2)及本發(fā)明制造方法的第一實(shí)施方式(實(shí)施例3(與實(shí)施例2的對(duì)比))制造的樹脂粘結(jié)砂輪按以下的步驟測(cè)定各物性。砂輪的組成調(diào)節(jié)成磨粒體積率＝22％，粘結(jié)劑體積率＝24％，氣孔體積率＝54％。
1-1.砂輪制造(實(shí)施例2)1-1-1.原材料磨粒GC#2000 1118g酚醛樹脂甲階型酚醛樹脂(不揮發(fā)成分含量45％) 420g(旭有機(jī)材料工業(yè)株式會(huì)社制，產(chǎn)品名HPR830)固化促進(jìn)劑γ-丁內(nèi)酯 104g補(bǔ)強(qiáng)劑熱固性甲階型酚醛樹脂 42g(不揮發(fā)分90％)(住友ベ一クライト公司制スミライトレジン)發(fā)泡劑(大化學(xué)，產(chǎn)品名ユニフオ一AZ90) 47g水314g1-1-2.砂輪制造步驟把酚醛樹脂、水及發(fā)泡劑加到混合機(jī)中均勻地混合后，加入磨粒均勻地混合，然后加入補(bǔ)強(qiáng)劑，接著加入固化促進(jìn)劑均勻地混合。向外徑240×厚30×孔徑36mm尺寸的鑄模中澆注制得的流動(dòng)性混合物，在常溫下放置1小時(shí)，邊發(fā)泡邊固化。從鑄模中取出制得的固化體，在60℃加熱24小時(shí)使水分干燥。再用2小時(shí)從60℃升溫到150℃，在150℃保持4小時(shí)進(jìn)行固化反應(yīng)。得到的砂輪的組成是磨粒體積率＝22.0％，粘結(jié)劑體積率＝24.1％，氣孔體積率＝53.9％，比重0.996。
1-2.砂輪制造(實(shí)施例3)1-2-1.原材料磨粒GC#2000 1018g
酚醛樹脂甲階型酚醛樹脂420g(不揮發(fā)分45％)(旭有機(jī)材料工業(yè)株式會(huì)社制，產(chǎn)品名HPR830)固化促進(jìn)劑γ-丁內(nèi)酯 104g發(fā)泡劑(大化學(xué)，產(chǎn)品名ユニフオ一ム AZ90) 22g表面活性劑(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制產(chǎn)品名F258)26g水 229g1-2-2.砂輪制造步驟把酚醛樹脂、水、表面活性劑及發(fā)泡劑加到混合機(jī)中均勻地混合后，加入磨粒均勻地混合，然后加入固化促進(jìn)劑均勻地混合。向外徑240×厚30×孔徑36mm尺寸的鑄模中澆注制得的流動(dòng)性混合物，在常溫下放置1小時(shí)，邊發(fā)泡邊固化。從鑄模中取出制得的固化體，在60℃加熱24小時(shí)使水分干燥。再用6小時(shí)從60℃升溫到150℃，在150℃保持2小時(shí)進(jìn)行固化反應(yīng)。制得的砂輪的組成是磨粒體積率＝22.7％，粘結(jié)劑體積率＝24.7％，氣孔體積率＝52.6％，比重1.025。
1-3.砂輪物性的測(cè)定對(duì)上述實(shí)施例2及實(shí)施例3制得的砂輪按以下的順序測(cè)定各物性。分別準(zhǔn)備實(shí)施例2及實(shí)施例3的3個(gè)砂輪試樣，取3個(gè)試樣的平均值為物性數(shù)據(jù)。
1-3-1.彎曲強(qiáng)度把砂輪切成40×10×15mm尺寸的長(zhǎng)方體，按JIS R1601-2004(精細(xì)陶瓷的彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法)，在間隔距離20mm，荷重降低速度0.1mm/分條件下測(cè)定3點(diǎn)彎曲強(qiáng)度。
1-3-2.彎曲彈性模量(干、濕)按照J(rèn)IS R1602-2004(精細(xì)陶瓷的彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法)，由彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)中測(cè)定的砂輪的變形算出彈性模量。
1-3-3.砂輪組織的觀察對(duì)彎曲強(qiáng)度測(cè)定后的砂輪使用磨光機(jī)精磨砂輪的斷裂面，進(jìn)行電子顯微鏡觀察。
1-4.砂輪物性的測(cè)定結(jié)果把彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量示于表4，把砂輪組織示于圖3(實(shí)施例2)及圖4(實(shí)施例3)。


實(shí)施例2與實(shí)施例3相比，彎曲強(qiáng)度得到高70％以上的值，彎曲彈性模量得到高3倍以上的值。實(shí)施例2中的高彎曲彈性模量估計(jì)是氣孔的均勻性比實(shí)施例3高的緣故。
對(duì)比砂輪組織可看出，示于圖3中的實(shí)施例2其氣孔大小是10～100μm，氣孔的分散均勻，而示于圖4中的實(shí)施例3，砂輪氣孔的分散不均勻。另外，觀察出實(shí)施例2中磨粒被粘結(jié)劑牢固地保持住，而實(shí)施例3中是游離的磨粒。判斷這是實(shí)施例2中由于補(bǔ)強(qiáng)劑的作用樹脂強(qiáng)度提高、因此牢固地保持磨粒的緣故。另一方面，判斷實(shí)施例3中粘結(jié)劑的強(qiáng)度弱、磨粒的保持力不夠、使用磨光機(jī)精磨斷裂而最終磨粒發(fā)生游離的緣故。
2.研磨性能試驗(yàn)對(duì)按照本發(fā)明制造方法的第2實(shí)施方式(實(shí)施例2)及第一實(shí)施方式(實(shí)施例3(實(shí)施例2的對(duì)比))制造的樹脂粘結(jié)砂輪分別評(píng)價(jià)研磨性能。
2-1.砂輪制造2-1-1.原材料(實(shí)施例2)磨粒GC#800 1118g酚醛樹脂甲階型酚醛樹脂 420g(不揮發(fā)分45％)(旭有機(jī)材料工業(yè)株式會(huì)社制，產(chǎn)品名HPR830)固化促進(jìn)劑γ-丁內(nèi)酯104g補(bǔ)強(qiáng)劑熱固性甲階型酚醛樹脂 42g(不揮發(fā)分90％)
(住友ベ一クライト公司制スミライトレジン)發(fā)泡劑(大化學(xué)，產(chǎn)品名ユニフオ一ムAZ90) 47g水 314g2-1-2.原材料(實(shí)施例3)磨粒GC#800 1018g酚醛樹脂甲階型酚醛樹脂 420g(不揮發(fā)分45％)(旭有機(jī)材料工業(yè)株式會(huì)社制，產(chǎn)品名HPR830)固化促進(jìn)劑γ-丁內(nèi)酯 104g發(fā)泡劑(大化學(xué)，產(chǎn)品名ユニフオ一ムAZ90) 22g表面活性劑(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，產(chǎn)品名F258) 26g水 229g2-1-3.砂輪制造步驟實(shí)施例2，實(shí)施例3分別使用2-1項(xiàng)所表示的原材料，按照1-1-2項(xiàng)(實(shí)施例2)及1-2-2項(xiàng)(實(shí)施例3)所示的制造步驟成型制得樹脂粘結(jié)砂輪。此外，使用實(shí)施例2及實(shí)施例3的砂輪制造如圖5表示的研磨用砂輪。
圖5中，構(gòu)件1是研磨加工時(shí)沿其周向旋轉(zhuǎn)的穴徑76.2mm的芯材，構(gòu)件2是設(shè)在芯材外周上的多孔彈性體(例如，海綿材料)。構(gòu)件3是設(shè)在多孔彈性體外周上的補(bǔ)強(qiáng)層。補(bǔ)強(qiáng)層由固定在多孔彈性體外周上的橡膠層與設(shè)在該橡膠層內(nèi)部的纖維構(gòu)成。構(gòu)件4是實(shí)施例及比較例的砂輪分別構(gòu)成的研磨層。
2-2.研磨性能試驗(yàn)使用實(shí)施例2，實(shí)施例3的研磨用砂輪按下述的研磨條件加工1500塊被研磨材料，對(duì)最后加工成的被研磨材料評(píng)價(jià)精加工面粗糙度Ra、Rz、Rmax。
2-2-1.研磨條件砂輪尺寸外徑150mm×長(zhǎng)610mm×孔徑76.2mm被研磨材料玻璃基材環(huán)氧樹脂貼銅層壓板厚度0.8t尺寸510mm×410mm研磨機(jī)正興C&E公司制印刷基板研磨機(jī)砂輪旋轉(zhuǎn)數(shù)1800rpm振動(dòng)470cpm通過(guò)次數(shù)1次被研磨材料傳送速度2m/分研磨壓2.0A被研磨材料的加工塊數(shù)1500塊2-2-2.研磨試驗(yàn)結(jié)果[表5]

實(shí)施例2與實(shí)施例3進(jìn)行對(duì)比，得到面粗糙度低且微細(xì)的面。判斷這是因?yàn)閷?shí)施例2的砂輪磨粒的保持力比實(shí)施例3大，抑制磨粒的脫落，作為切刀的磨粒量多。
按照本發(fā)明的方法制造的砂輪可在粗研削及精加工研磨中使用，不僅用于圓筒磨削、平面磨削內(nèi)面磨削，而且也可應(yīng)用于拋光，衍磨等的最后精加工。作為被削材料或被研磨材料可適用于鐵系材料，但也可適用于銅等的非鐵金屬，適宜用于超硬，硅，氧化鋁，碳化物，氮化物，藍(lán)寶石，石英，各種玻璃，陶瓷材料等的硬脆性材料所代表的非鐵系材料的磨削或研磨。
權(quán)利要求
1.樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其是利用酚醛樹脂粘結(jié)劑固定了磨粒的組織中有氣孔的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，包括下述步驟將磨粒、酚醛樹脂粘結(jié)劑、水及發(fā)泡劑均勻地混合；然后添加固化促進(jìn)劑，均勻地混合；把得到的流動(dòng)性混合物澆注到規(guī)定的鑄模中，利用該固化促進(jìn)劑的作用固化；然后從得到的固化體中除去水分進(jìn)行干燥，此時(shí)利用該發(fā)泡劑的化學(xué)反應(yīng)在該流動(dòng)性混合物中形成氣泡，固化后成為砂輪組織中的氣孔。
2.樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其是利用酚醛樹脂粘結(jié)劑固定了磨粒的組織中有氣孔的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，包括下述步驟將磨粒、酚醛樹脂粘結(jié)劑、水及發(fā)泡劑均勻地混合；添加補(bǔ)強(qiáng)劑，然后添加固化促進(jìn)劑，均勻地混合；把得到的流動(dòng)性混合物澆注到規(guī)定的鑄模中，利用該固化促進(jìn)劑的作用一次固化，此時(shí)通過(guò)該發(fā)泡劑的化學(xué)反應(yīng)在該流動(dòng)性混合物中形成氣泡；從得到的固化體中除去水分進(jìn)行干燥；然后再加熱干燥后的固化體，利用該補(bǔ)強(qiáng)劑的作用二次固化，經(jīng)該發(fā)泡劑的反應(yīng)形成的氣泡成為砂輪組織中的氣孔。
3.權(quán)利要求2所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其中前述補(bǔ)強(qiáng)劑是熱固性甲階型酚醛樹脂或酚醛清漆型酚醛樹脂。
4.權(quán)利要求1～3的任何一項(xiàng)所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其中前述酚醛樹脂粘結(jié)劑是中性的，并與堿催化劑一起進(jìn)行混合。
5.權(quán)利要求1～3的任何一項(xiàng)所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其中前述酚醛樹脂粘結(jié)劑是堿性的。
6.權(quán)利要求1～5的任何一項(xiàng)所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其中前述固化促進(jìn)劑是有機(jī)酯化合物。
7.權(quán)利要求1～6的任何一項(xiàng)所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其中前述發(fā)泡劑是粉末或液態(tài)。
8.權(quán)利要求7所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其中前述發(fā)泡劑是粉末，是偶氮化合物和/或酰肼化合物。
9.權(quán)利要求7所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其中前述發(fā)泡劑是4，4′-氧雙苯磺酰肼。
10.權(quán)利要求1、4、5、6、7、8、9的任何一項(xiàng)所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于還包括干燥后對(duì)前述流動(dòng)性混合物加熱進(jìn)行固化的工序。
11.權(quán)利要求1～10的任何一項(xiàng)所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其特征在于，還添加選自堿催化劑、觸變材料、表面活性劑及填充劑的1種以上，均勻地進(jìn)行混合。
12.權(quán)利要求4或11所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其中前述堿催化劑是堿性氫氧化物。
13.權(quán)利要求9或10所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其中前述觸變材料是二氧化硅微粉。
14.權(quán)利要求11～13的任何一項(xiàng)所述的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，其中前述表面活性劑是陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、兩性表面活性劑或非離子表面活性劑的任一種。
全文摘要
本發(fā)明是利用樹脂粘結(jié)劑固定了磨粒的組織中有氣孔的樹脂粘結(jié)砂輪的制造方法，可制造氣孔尺寸和分布均勻的樹脂粘結(jié)砂輪，并可制造機(jī)械強(qiáng)度提高的有良好研削性能的砂輪。該方法包括下述步驟將磨粒、酚醛樹脂粘結(jié)劑、水及發(fā)泡劑均勻地混合；然后添加固化促進(jìn)劑均勻地混合；把得到的流動(dòng)性混合物澆注到規(guī)定的鑄模中，利用該固化促進(jìn)劑的作用進(jìn)行固化；然后從得到的固化體中除去水分進(jìn)行干燥，此時(shí)利用該發(fā)泡劑的化學(xué)反應(yīng)在該流動(dòng)性混合物中形成氣泡，固化后成為砂輪組織中的氣孔。
文檔編號(hào)B24D3/32GK1958238SQ20061014294
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者友森章公 申請(qǐng)人:吳諾頓株式會(huì)社