金屬結(jié)合劑金剛石砂輪制造工藝

人氣：88發(fā)表時(shí)間：2018-11-30【大中小】

金剛石砂輪是磨削硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬脆材料的磨削工具。近幾年來(lái), 隨著高速磨削和超精密磨削技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)砂輪提出了更高的要求,陶瓷和樹脂結(jié)合劑的砂輪已不能滿足生產(chǎn)的需要,金屬結(jié)合劑砂輪因其結(jié)合強(qiáng)度高、成型性好、使用壽命長(zhǎng)等顯著特性而在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。金屬結(jié)合劑金剛石砂輪按制造工藝不同可以分為燒結(jié)、電鍍和釬焊三種類型砂輪。

    燒結(jié)型金剛石砂輪
    燒結(jié)型金屬結(jié)合劑金剛石砂輪多以青銅等金屬作為結(jié)合劑,用高溫?zé)Y(jié)法制造,其結(jié)合強(qiáng)度高,成型性好,耐高溫,導(dǎo)熱性和耐磨性好,使用壽命長(zhǎng),可承受較大的負(fù)荷。因砂輪在燒結(jié)過(guò)程中不可避免地存在收縮及變形,所以在使用前必須對(duì)砂輪進(jìn)行整形,但砂輪修整比較困難。目前生產(chǎn)中常用的砂輪對(duì)滾整形方法不僅在修整時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且修整過(guò)程中金剛石顆粒的脫落較多,修整砂輪本身的消耗很大,整形精度較低。
    近年來(lái)各國(guó)學(xué)者相繼開(kāi)展了應(yīng)用特種加工方法修整金屬結(jié)合劑金剛石砂輪的研究工作,主要有電解修整法、電火花修整法和復(fù)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(fù)合修整法有電解電火花復(fù)合修整法、機(jī)械化學(xué)復(fù)合修整法等,修整效果較好,但系統(tǒng)較復(fù)雜。因此燒結(jié)型金剛石砂輪的修整問(wèn)題仍然沒(méi)有得到很好的解決。此外,由于砂輪的制造工藝決定了其表面形貌是隨機(jī)的,各磨粒的幾何形狀、分布及切削刃所處的高度不一致,因此磨削時(shí)只有少數(shù)較高的切削刃切到工件,限制了磨削質(zhì)量和磨削效率的進(jìn)一步提高。
    電鍍金剛石砂輪
    電鍍金剛石砂輪的優(yōu)點(diǎn):①電鍍工藝簡(jiǎn)單,投資少,制造方便；②無(wú)需修整,使用方便；③單層結(jié)構(gòu)決定了它可以達(dá)到很高的工作速度；④雖然只有單層金剛石,但仍有足夠的壽命；⑤對(duì)于精度要求較高的滾輪和砂輪,電鍍是唯一的制造方法。正是由于這些優(yōu)勢(shì),電鍍砂輪在高速、超高速磨削中占據(jù)著無(wú)可爭(zhēng)議的主導(dǎo)地位。
電鍍金剛石砂輪存在的缺陷:在鍍層金屬與基體及磨料的結(jié)合面上并不存在牢固的化學(xué)冶金結(jié)合,磨料實(shí)際上只是被機(jī)械包埋鑲嵌在鍍層金屬中,因而把持力小,金剛石顆粒在負(fù)荷較重的高效磨削中易脫落而導(dǎo)致整體失效。要增加把持力就必須增加鍍層厚度,其結(jié)果是磨粒裸露高度和容屑空間減小, 砂輪容易發(fā)生堵塞,散熱效果差,工件表面容易發(fā)生燒傷。
    目前國(guó)內(nèi)的電鍍砂輪制造尚未實(shí)現(xiàn)按加工條件的要求而優(yōu)化設(shè)計(jì)出砂輪的最佳地貌 ,單層電鍍金剛石砂輪的這些固有弊端必然會(huì)大大限制它在高效磨削中的應(yīng)用。
    釬焊金剛石砂輪
    為了充分發(fā)揮金剛石的作用，要設(shè)法增大結(jié)合劑對(duì)金剛石的把持力，提高砂輪的結(jié)合強(qiáng)度。單層高溫釬焊超硬磨料砂輪能克服電鍍砂輪的缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)金剛石、結(jié)合劑、金屬基體三者之間的化學(xué)冶金結(jié)合，具有較高的結(jié)合強(qiáng)度，僅需將結(jié)合層厚度維持在磨粒高度的20%～30%就能在大負(fù)荷高速高效磨削中牢固地把持住磨粒，使釬焊砂輪的磨粒裸露高度可達(dá)70%～80%，因而增大了容屑空間，砂輪不易堵塞，磨料的利用更加充分。在與電鍍砂輪相同的加工條件下，單層高溫釬焊超硬磨料砂輪的磨削力、功率損耗、磨削溫度更低，意味著可達(dá)到更高的工作速度。

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