Design och applicering av hartsbundet hjul

1. Introduktion till hartsbunden diamantslipskiva

Hartsbindemedel superhårda materialverktyg är huvudsakligen gjorda av diamant eller CBN som slipmedel, hartspulver som bindemedel, med lämpligt fyllnadsmaterial tillsatt, och efter formuleringsdesign, viktblandning, varmpressning, sekundär härdning, efterföljande bearbetning och andra processer, som är tillämpliga för olika slipkrav
Jämfört med keramiskt bindemedel eller metallbindemedel har det egenskaperna hos en enkel tillverkningsprocess, enkel tillgång till råvaror, låg kostnad och kan appliceras på ett stort antal lågkvalitativa superhårda slipmedel, bearbetningsobjekt är breda, till exempel alla typer av svårbearbetat stål, hårdlegering, glas, keramik, sten etc.
Harts superhårda slipverktyg används ofta eftersom de har god självskärpa och är inte lätta att plugga i slipprocessen, och arbetsstycket har god ytkvalitet och slipskivan är lätt att bearbeta.

Hartsbindemedel som används i hartsdiamantverktyg kan delas in i två kategorier: fenolharts och polyimidharts. Den faktiska arbetstemperaturen för fenolhartsdiamantverktygen är inte mer än 120 grader. Polyimidharts har bättre värmebeständighet och kan användas länge vid 260 grader.
Med relativt dyra polyimidhartser användes fenolhartser i allt större utsträckning, särskilt under de senaste åren med forskare som modifierat fenolhartser för att producera en verklig arbetstemperatur på mer än 200 grader C, såsom 939P från Advanced Mixed Limited i Storbritannien.

Detta dokument introducerar huvudsakligen designidén och påverkansfaktorerna för hartsdiamantverktyg.

2. Design av hartsbundna diamantverktyg

Utformningen av hartsbundna diamantverktyg är huvudsakligen baserad på följande fem aspekter:
(1) Vidhäftningen måste vara god.
Bindemedlet kan vara jämnt fördelat på den slipande ytan, de slipande partiklarna kan kontrolleras ordentligt i slipverktyget och kan bindas fast till matrisen, vilket inte bara gör att slipmedlet inte lätt faller av i förtid, utan också förhindrar bindemedlet. från att separera från matrisen, säkerställa produktionssäkerhet.
(2) Hög slipeffektivitet, bra slitstyrka, bra finish (eller ytjämnhet) bearbetning.
Hartsbindning på grund av elasticitet och sprödhet, så vid slipning självslipande, inte lätt att plugga, men dålig slitstyrka.
När vi studerar och utformar bindemedelsformeln måste vi därför överväga att säkerställa jämnhetskraven, inte bara för att ha hög slipeffektivitet, utan också att ha så hög slitstyrka som möjligt.
Förberedelsen av bindemedel är viktig. Förhållandet av bindemedel bör väljas för att möta både hög slipeffektivitet och god slitstyrka, för att säkerställa slipningskraven och minska kostnaderna.
(3) Bra värmebeständighet.
Om bindemedlets värmebeständighet är dålig, så att slipmedlet i användningsprocessen inte är resistent mot hög temperatur, snabb förbrukning, och även för att slipvärmen är för hög, så att slipmedlet brinner, spricker, ringer etc. ., så välj ett bra värmebeständigt bindemedel och tillsätt lämpligt fyllmedel för att förbättra dess värmebeständighet;
(2) Använd kylvätska för våtslipning så långt som möjligt för att förbättra hållbarheten hos slipverktygen;
(3) Om torrslipning används, gör inmatningen så liten som möjligt för att förbättra hållbarheten för slipverktyget.
(4) Bindemedlets styrka måste vara hög.
Bindemedlets styrka påverkar direkt slipningseffektiviteten, storleken på nötningen, arbetsstyckets kvalitet och slipverktygets säkerhetsprestanda under användningsprocessen, så det är nödvändigt att förstå de faktorer som påverkar bindemedlets styrka.
 

De viktigaste faktorerna som påverkar bindemedlets styrka är:

(1) tillsatsen av fyllmedel kommer att öka eller minska bindemedlets styrka. De flesta av fyllmedlen kommer att öka den mekaniska hållfastheten och öka med ökningen av mängden fyllmedel inom ett visst område, men slitageförhållandet kommer att minska.
Vissa fyllmedel, såsom grafit och fast molybdendisulfid, efter tillsats reduceras styrkan, så enligt kraven för rimligt val av fyllmedel;
(2) Formningsdensiteten hos slipmedlet (eller porositeten hos slipmedlet) kommer att påverka bindemedlets hållfasthet.
Formningsdensiteten för slipmedlet är låg, porositeten är hög och hållfastheten hos bindemedlet är låg, medan hållfastheten hos bindemedlet är hög.
Därför är det nödvändigt att rationellt utforma parametrarna för porositeten hos slipverktyget.
(3) Härdningstemperaturen, den sekundära härdningstemperaturen och temperaturökningskurvan för den slipande formen kommer att påverka bindemedlets hållfasthet.
Bindemedlets hårdhet måste vara lämplig, god slitstyrka.
Styrkan på bindemedlet måste matcha slithastigheten för diamant- (eller cBN) abrasiva partiklar. De slipande partiklarna bör inte falla av i förtid på grund av bindemedlets snabba slitage. I så fall kommer slipmedlet inte att användas fullt ut, vilket resulterar i avfall.

3. Påverkansfaktorer för hartsbundna diamantverktyg

Hartsdiamantverktyg är gjorda av hartsbindemedel, fyllmedel och diamantslipmedel efter att ha blandats och härdat genom varmpressning.

Dess egenskaper påverkas också direkt av hartsbindemedel, fyllmedel och diamantslipmedel.

3.1 Inverkan av pärm omfattar främst inverkan av pärmtyp och innehåll m.m

(1) de gemensamma egenskaperna för alla typer av hartsbindande diamantverktyg är en dålig värmebeständighet, under bearbetningsprocessen, diamantverktyget och arbetsstycket mellan värmen som genereras av den lokala höga temperaturen lätt, när det kritiska värdet nåtts, innehav av harts bindemedel av diamant, diamant under förutsättning att inte helt tråkig kommer att falla av, så att bearbetningskostnaderna ökar kraftigt.

För närvarande är hartsbindemedlet modifierat för att förbättra dess värmebeständighet.

Gao Liangchang modifierat fenolharts med kvadratisk alkyleter, och dess värmebeständighet kan nå över 180 grader.

Du Yang et al. syntetiserad borosilikonprepolymer, borsyra, fenol och formaldehyd som råmaterial för det nya borosilikonfenolhartset BSP, på grund av införandet av BO-bindning och organisk kiselkedja i fenolhartsstrukturen, har BSP-harts utmärkt värmebeständighet och seghet, men också förbättrad hartsens vattenbeständighet och lagringsstabilitet.

Xiao Dongzheng et al. använde BMI (bismaleimid) för att modifiera fenolharts, och erhöll bismaleimidmodifierat fenolharts med god värmebeständighet.

(2) Inverkan av hartsbindemedelsinnehåll.

Innehållet av hartsbindemedel har stor inverkan på bearbetningsprestandan hos diamantverktyg.

Monokristallin kiselskiva introducerades i litteraturen förtunning av slipskivor, hartsbindemedelshalten ökade, slipskivans hårdhet, tryckhållfastheten ökar gradvis, när hartsbindemedelshalten ökade till en viss grad, tenderar slitaget att vara högre än slipskivans slitage. långsam, slipskivans yta utsatt för blockeringsfenomen samtidigt, halten är högre samtidigt, desto allvarligare blockeringsfenomenet.

(3) Inverkan av hartsbindemedelsstorlek.

Partikelstorleken på hartspulver som används vid tillverkning av diamantslipmedel i Kina är oftast mellan 80 ~ 180 mesh. Det finns två defekter i detta storleksintervall, den ena är att den påverkar formningsegenskaperna hos slipmedel, den andra är att den kan påverka bindemedlets egenskaper.

I undertryckningsprocessen kan trädpulver värmas upp för att mjukna och ha viss likviditet, uppnå målet med belagt slipmedel, men i undertryckningsprocessen är bindemedelsmaterial trycket i formen, utrymmet är begränsat, hartsflödesområdet är begränsad, när trädet tjockt pulver partikelstorlek, kommer det att finnas en del av slipmedlet är inte stark, som faller av för snabbt.

3.3 Inverkan av slipande diamant inkluderar främst inverkan av diamantbeläggning, typ och partikelstorlek, etc.

(1) Efter att diamantytan är belagd med metall förbättras tryckhållfastheten hos enskilda partiklar och slitageförhållandet minskar, vilket förlänger livslängden.

Jämfört med ingen plätering av diamant inkluderar specifik funktion följande aspekter:

(1) beläggning långsam värmepuls av hartsbindning diamantbeläggning värmeledningsförmåga är mindre än diamant, så kontaktverktyg, diamantkorn av omedelbar hög temperatur efter plätering till hartset, vilket skyddar omedelbart nötande delar av hartset inte påverkas av hög temperatur skada;

(2) beläggningen för att förbättra bindningsstyrkan hos diamant och bindemedel, metallbeläggning med diamant inuti, extern och hartsbindemedel kan vara bra bindning;

(3) beläggningen för att förbättra diamantpartikelns krosshållfasthet, pläterad metall efter att diamantpartikeldefekterna har gjorts upp, spelade en förstärkande roll, och beläggningen innehåller seg metall, bidrar till att förbättra partikelkrosshållfastheten;

(4) Beläggningen på slipande partiklar spelar en isoleringsskyddande roll, isolering av syre och andra skadliga medier roll, samtidigt vid slipning av hög temperatur, kan beläggningen på grafitisering av diamantkristall spela en hämmande effekt.

(2) Inhemska och utländska tillverkare av superhårda material har gjort en relativt detaljerad klassificering av superhårda slipmedel, bland vilka lågkvalitativa diamantslipmedel eller diamantslipmedel med hög självskärpa och mikrokrossningsegenskaper behandlade med speciell teknik huvudsakligen används vid framställning av hartsbundna diamantverktyg.