【磨具课堂】第十一期：树脂磨具热压法成型工艺

热压法成型工艺的基本原理是以加热的方式压制。使结合剂快速熔化，并在保压时间内缩聚硬化或半硬化。热压是压制和硬化同时进行的过程，故不易引起制件起层和发泡，可以制取硬度高，组织紧密甚至无气孔的磨具。国内外对热压工艺极为重视，用这种方法可生产冷压法难以生产的许多特殊用途的产品。

热压法成型与冷却法成型相比具有下列优点：

1、可以制造在常温下（冷压法）难以生产的细粒度，高硬度，高强度磨具。例如：超硬级细粒度磨螺纹砂轮，重负荷磨钢坯砂轮，高速磨片，铜粉导电砂轮，微型轴承导轮等；

2、可以避免硬化时，产生起层、发泡、裂纹等废品；这是由于在加热加压条件下，硬化或半硬化可以克服硬化过程低分子物质挥发和排除引起的膨胀现象；

3、成型压强低（因为结合剂处于熔化状态）；

4、在相同配方及工艺条件下，采用热压法可以提高磨具的强度和硬度；

5、某些产品在相同条件下，采用热压法，其磨削性能比冷压法的好。

但也存在下列不足：

1、由于加热和保温要占去时间（约为冷压法的3-10倍）。生产效率低，设备利用率低；

2、卸模较困难，卫生条件差；

3、设备较复杂，操作不方便（电、热）；

热压机一般是在普通压力机上装上电热板和控温系统而改造成的，模具多半以定模法设计，利于传热和保温。

热压温度的高低决定于树脂结合剂的性质和成型的质量要求。如以聚砜、尼龙1010、聚乙烯醇缩丁醛等热塑性树脂为结合剂，可采用较高的热压温度（一般为160-230℃）如以酚醛、环氧、新酚等热固性树脂作结合剂，可采用较低的热压温度（一般为60～185℃）。

一般选在树脂能变成弹性体的温度范围内，环氧树脂、酚醛树脂、聚砜、聚酰亚胺树脂等结合剂的磨具热压温度如下表：

热压温度的最后确定必须保证坯体不粘模。这与树脂粉的熔点（或软化点）有关。热压温度必须低于树脂粉的熔点。所以酚醛树脂结合剂的薄片砂轮与钹形砂轮的热压温度，通常为60～80℃。

保压时间与制件的规格、厚度以及树脂的聚合速度有关，规格大、厚度大的制件传热需要时间，保压时间要长些；含挥发物多、聚合速度慢的树脂需要充分的时间将挥发物排除及转化成硬化状态故需较长的保压时间，含有液体酚醛树脂的热压料尤为突出，热压过程中排出的气体多、流动性大、在保压前需多次放气以排除反应中的水分等挥发物，这种料最好先进行预干燥，破碎后再投料热压，也可先冷压成坯体（加2-3毫米厚度留量），再进行干燥，然后放入模具内进行热压，效果更好。

粉状树脂挥发物少，在较高温度下缩聚速度快而利于热压。当磨料粒度细时，可用磨料与粉状树脂在球磨机里混合制备热压料。粗粒度磨料则需以少量液体树脂或高沸点溶剂（如糠醛、甲酚）作润湿剂把磨料表面润湿混匀，再加入粉状树脂及填料等制备成型料。

成型料投入预热到一定温度的模具内，迅速摊匀、刮料、放入上压板和加压圈，送入热压机中略加施压，待模具加热到热压温度时（用表面温度计测量）施压将 模具压平，5~10分钟后放气三次，即可保压至完成压制过程。

树脂磨具热压成型时，由于砂轮与模具粘着力较大，脱模较困难，因此一般要在砂轮与模具接触部位涂上脱模剂，以利于脱模。常用的脱模剂有硅油、肥皂水和石蜡。对于个别粗粒度、高硬度的磨具，若脱模剂效果不好，可采用垫纸的方法解决。

由于磨具经热压后结合剂（树脂）已呈半硬化或接近硬化的状态，具有一定的机械强度，所以可以采用快速升温硬化的方法使它完全硬化。