石材加工使用金剛石樹脂磨具的最新概況
隨著金剛石樹脂磨具在石材磨拋加工上的廣泛應用，行業滲透能力的持續加強和新材料新工藝的改進，石材加工使用金剛石樹脂磨具在最近幾年得到了前所未有的發展，使得一些舊有的技術不斷被淘汰和取代，金剛石制造水平的不斷提高，樹脂高分子材料的不斷進步和引入更是促進了樹脂磨具新產品的不斷出現。本文將著重介紹目前市場上廣泛使用的石材加工采用樹脂磨具的制造工藝現狀和發展動態。
福建是國內最早也是目前最大的石材生產基地，也是最早引進和開發石材金剛石樹脂工具的省份之一，從上世紀90代末開始到現在出現了一批國內知名的公司，并各有獨特的產品優勢，比如早前知名的三利源的布拉拋光、閩福的800#磨盤、益和的磨盤拋光、金山的三角磨塊等等。本文介紹的石材加工用金剛石樹脂工具其實也包括加工混凝土、寶石、地板磚等非金屬硬脆材料。目前使用最廣、用量最大的是樹脂金剛石軟磨片和樹脂磨盤以及地板翻新系列，隨著新型裝備和自動化設備的不斷涌現，高規格高檔次的產品需求與日俱增，目前市場上也出現了各種各樣的異形樹脂磨具，包括樹脂銑輪、CNC樹脂磨具系列等高檔產品。工業化水平的不斷提高使得磨削加工對精度和光度的要求更加苛刻,這就更要求樹脂的磨具制造水平不斷地提高。
筆者多年來專門研究樹脂磨具的各種產品，包括前面介紹的一些產品，同時也在生產一線做過管理和產品的設計和實驗.對福建的一些廠家的產品和技術也做過分析和研究，有許多獨到的見解和經驗在這里做一個探討吧。
樹脂磨具無論是磨削還是切削硬質合金、非金屬材料，最本質的要求是鋒利而不堵塞，散熱而不燒焦。由于樹脂本身存在耐高溫的局限性，在高速磨切削當中必然要發熱，因此必須在配方設計中添加足夠的填充劑，而填充劑的選擇必須能夠和樹脂具有很好的結合能力才能夠起到磨削作用并提高結合強度和硬度。同時很多產品還需要控制密度以及一定的氣孔率才能適合磨削對象的要求。以下是各種填充劑的作用：
名稱 化學式 熔點/℃ 主要作用
銅粉 Cu 1083 提高磨塊的粘合強度、導電性和導熱性。
氧化鉻 Cr2O3 2435 提高磨塊的強度、硬度、耐磨性、有一
定拋光性。
氧化鋅 ZnO 1975 提高磨塊的強度、硬度、耐磨性、有一
定拋光性。
氧化鐵 Fe2O3 1565 提高磨塊的強度、硬度、耐磨性、有一定拋光性。
輕鈣 CaCO3 1297 提高磨塊的強度、硬度、耐磨性、有一定拋光性。
冰晶石 Na3AlF6 1000 提高磨塊的粘合強度、加強導熱性。
氧化鈰 CeO 2600 提高磨塊的強度、硬度、耐磨性、有一定拋光性
二硫化鉬 MoS2 1185 提高潤滑性，自銳性、散熱性
填充劑的選擇合適與否在很大程度上決定了產品的優劣，一般意義上說，在設計產品當中必須考慮到耐磨性能，因此必須依不同的磨削對象而設計不同的強度和硬度。簡單的套用必然會造成適得其反的效果。樹脂磨具的性能從根本上說是樹脂結合劑的性能，結合劑的性能決定了樹脂磨具的性能，因此必須對結合劑的性能進行深入的了解和把握才能設計產品的相關性能要求，筆者對樹脂結合劑上進行了很多深入的研究，一般來說樹脂結合劑的選擇應在柔韌性上和強度上考慮，以及成本考慮。結合劑的選擇，一般不同的產品和磨削對象的不同，結合劑也不盡相同，常用的有酚醛系列、塑料系列、不飽和系列、環氧系列、改性樹脂系列、橡膠系列。
下面例舉兩種樹脂的技術條件要求
磨具對酚醛樹脂粉的技術要求
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游離酚 軟化 烏洛托品 抗拉強度 粒度250um 粒度200um 密度 色澤
含量/% 點/℃ 含量/% /MPa 篩余物/% 篩余物/% /g/cm3
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≤5.5 ≥92 6～14 ≥13.0 ≤3 ≤1 1.25 白色至淡黃色
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合成聚酰亞胺樹脂單體的技術條件
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名稱 顏色 熔點（℃） 分子量 含量 酸度
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雙馬來酰亞胺 淡黃 158～165 354 － ≤12mg
4.4二氨基二苯甲烷 黃色 86～91 198.27 ≥98.5
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主要起到磨切削功能的磨料，包括金剛石、碳化硅、剛玉等等，其中最重要的是金剛石的選擇包括粒度和品質上必須合理和到位。否則將很難達到用戶的使用要求。金剛石品質級別上主要包括破碎、整形、微粉、鍍覆，同時色澤和晶形也非常重要，不同的結合劑配置合適的金剛石等級料將會極大的提高產品的性能指數，并達到最佳的利用率，避免造成不必要的浪費，目前樹脂產品的金剛石實際利用率應在30%以下。所以提高金剛石的利用率并保持足夠的鋒利度將是未來的研究方向。
目前最簡單的工藝也是最廣泛使用的工藝就是將幾種原料直接混配，其優點：無，缺點：配料經常不均勻，色澤差，質量不穩定。筆者通過研究和實驗發現，在混配料上有一種很優良的工藝，國外最先使用，那就是通過混煉的工藝進行，其效果將達到非常理想的狀態。其他工藝參數包括燒結溫度和燒結時間，換氣次數等等。
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