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        金剛石金屬砂輪的性能及其優缺點介紹

        2018-07-03 10:09?來源:鑫啟點金剛石工具

            由金剛石或立方氮化硼(CBN)磨料制作超硬磨料砂輪,因其優秀磨削功能,已廣泛用于磨削范疇各個方面.
            
            金剛石砂輪磨削硬質合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬脆資料特效東西.近幾年來,跟著高速磨削超精細磨削技能迅速發展,對砂輪提出了更高要求,金屬結合劑砂輪因其結合強度高、成型性好、運用壽數長等明顯特性而出產得到了廣泛使用.
            
            金屬結合劑金剛石砂輪按制作辦法不同主要有有燒結、電鍍兩種類型.為了充沛發揮超硬磨料效果,國外從20世紀90年代初開始用高溫釬焊工藝開發一種新式砂輪,即單層高溫釬焊超硬磨料砂輪.
            
            1、燒結型金剛石砂輪
            
            燒結型金屬結合劑砂輪多以青銅等金屬作為結合劑,用高溫燒結法制作,其結合強度高,成型性好,耐高溫,導熱性耐磨性好,運用壽數長,可接受較大負荷.因砂輪燒結進程不可避免地存著縮短及變形,所以運用前有必要對砂輪進行整形,但砂輪修整比較困難.現在出產常用砂輪對滾整形辦法不只修整時費時吃力,并且修整進程金剛石顆粒掉落較多,修整砂輪自身耗費很大,整形精度較低.
            
            近年來各國學者相繼展開了使用特種加工辦法修整金屬結合劑金剛石砂輪研究作業,主要有電解修整法、電火花修整法復合修整法等.電解修整法速度快,但整形精度不高;電火花修整法整形精度高,既可整形又可修銳,但整形速度較慢;復合修整法有電解電火花復合修整法、機械化學復合修整法等,修整效果較好,但體系較雜亂,因此燒結型金剛石砂輪修整問題依然沒有得到很好處理.
            
            此外,因為砂輪制作工藝決議了其外表描摹隨機,各磨粒幾何形狀、散布及切削刃所在高度不一致,因此磨削時只要少量較高切削刃切到工件,約束了磨削質量磨削功率進一步進步.
            
            2、電鍍金剛石砂輪
            
            電鍍金剛石砂輪長處:
            
            ①電鍍工藝簡單,出資少,制作便利;
            
            ②無需修整,運用便利;
            
            ③單層結構決議了它能夠到達很高作業速度,現在國外已高達250~300m/s;
            
            ④雖然只要單層金剛石,但仍有滿足壽數;
            
            ⑤關于精度要求較高滾輪砂輪,電鍍僅有制作辦法.
            
            正因為這些優勢,電鍍砂輪高速、超高速磨削占有著無可爭議主導地位.電鍍金剛石砂輪存缺陷:鍍層金屬與基體及磨料結合面上并不存結實化學冶金結合,磨料實際上只被機械包埋鑲嵌鍍層金屬,因此操縱力小,金剛石顆粒負荷較重高效磨削易掉落(或鍍層成片脫落)而導致整體失效;為增加操縱力就有必要增加鍍層厚度,其成果磨粒暴露高度容屑空間減小,砂輪容易發生阻塞,散熱效果差,工件外表容易發生燒傷.現在國內電鍍砂輪制作沒有完成按加工條件要求而優化規劃出砂輪最佳地貌,單層電鍍金剛石砂輪這些固有壞處必然會大大約束它高效磨削使用.
            
            3、單層釬焊金剛石砂輪
            
            為了充沛發揮金剛石效果,要設法增大結合劑對金剛石操縱力,進步砂輪結合強度.單層高溫釬焊超硬磨料砂輪能克服電鍍砂輪缺陷,能夠完成金剛石、結合劑、金屬基體三者之間化學冶金結合,具有較高結合強度,僅需將結合層厚度保持磨粒高度20%~30%就能大負荷高速高效磨削結實地操縱住磨粒,使釬焊砂輪磨粒暴露高度可達70%~80%,因此增大了容屑空間,砂輪不易阻塞,磨料使用愈加充沛.
            
            與電鍍砂輪相同加工條件下,單層高溫釬焊超硬磨料砂輪磨削力、功率損耗、磨削溫度更低,意味著可到達更高作業速度,這300~500m/s以上超高速磨削有著特別含義.單層高溫釬焊無鍍膜金剛石砂輪加Cr銀基釬料單層釬焊砂輪使用高頻感應釬焊辦法,用增加有CrAg-Cu合金作為釬料,780℃空氣釬焊35s,自然冷卻,可完成金剛石與鋼基體間結實連接.經X射線能譜及X射線衍射剖析發現,Cr與金剛石之間構成Cr3C2,與鋼基體之間構成(FexCry)C,經與不加Cr釬料對比試驗證明,這完成合金層與金剛石及鋼基體間都具有較高結合強度主要因素,并經過磨削試驗證明了金剛石確有較高操縱強度.
            
            該工藝長處釬焊溫度低,對金剛石損害小.缺陷銀基釬料熔點較低,耐磨削高溫功能較差,高效重負荷磨削使用受到約束.
            
            Ni-Cr合金單層釬焊砂輪國外金剛石釬焊工藝:首先用氧乙炔焊炬鋼基體上火焰噴涂上一層Ni-Cr合金層,這層活性金屬可作為釬料直接釬焊金剛石磨粒,然后1080℃氬氣感應釬焊30s.
            
            火焰噴涂合金層進程,因為鋼基體外表易氧化,釬焊后結合劑層厚度一致性磨料排布均勻性尚難于有用操控.
            
            武志斌等將金剛石磨粒直接排布Ni-Cr合金片或粉末上,用陶瓷塊壓住金剛石磨粒,然后真空高頻感應機上釬焊30s,釬焊溫度為1080℃;或許氬氣維護輻射加熱爐內進行釬焊,恰當操控釬焊溫度、保溫時間冷卻速度.
            
            使用掃描電鏡X射線能譜及X射線衍射結構剖析發現,釬焊進程,Ni-Cr合金Cr元素分離出來金剛石外表構成富Cr層,并與金剛石外表-元素反響生成Cr3C2Cr7C3,合金層與金剛石杰出滋潤一起與鋼基體反響生成(FexCry)C碳化物,因此這種釬焊工藝能夠保證合金層與金剛石及鋼基體之間都能取得較高結合強度.
            
            經過重負荷磨削試驗證明了金剛石為正常磨損,沒有整顆金剛石掉落.這種工藝長處:Ni-Cr合金自身強度高,釬焊后可取得比銀基合金釬焊更高結合強度;Ni-Cr合金熔點高,耐磨削高溫功能好.但它仍有必定局限性,因釬焊溫度高(1080℃),易形成金剛石熱損害而降低金剛石強度,選用真空條件或氬氣維護進行釬焊可盡量減小金剛石熱損害氧化.
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