Návrh a aplikácia kotúča spájaného živicou

1. Úvod do diamantového brúsneho kotúča spájaného živicou

Nástroje zo supertvrdého materiálu na živicové spojivo sa vyrábajú hlavne z diamantu alebo CBN ako brúsneho materiálu, živicového prášku ako spojiva, s pridaným vhodným plniacim materiálom a po návrhu formulácie, miešaní hmotnosti, lisovaní za tepla, sekundárnom vytvrdzovaní, následnom spracovaní a iných procesoch, ktoré sú použiteľné na rôzne požiadavky na brúsenie
V porovnaní s keramickým spojivom alebo kovovým spojivom má vlastnosti jednoduchého výrobného procesu, ľahký prístup k surovinám, nízke náklady a môže byť aplikovaný na veľké množstvo nízkokvalitných super tvrdých brúsiv, spracovateľské predmety sú široké, ako sú všetky druhy z ťažko spracovateľnej ocele, tvrdej zliatiny, skla, keramiky, kameňa atď.
Živicové supertvrdé brúsne nástroje sú široko používané, pretože majú dobrú samoostrosť a nie je ľahké ich zapojiť do brúsneho procesu a obrobok má dobrú kvalitu povrchu a brúsny kotúč sa ľahko oblieka.

Živicové spojivo používané v živicových diamantových nástrojoch možno rozdeliť do dvoch kategórií: fenolová živica a polyimidová živica. Skutočná pracovná teplota diamantových nástrojov z fenolovej živice nie je väčšia ako 120 stupňov. Polyimidová živica má lepšiu tepelnú odolnosť a môže sa používať dlhodobo pri 260 stupňoch.
V prípade relatívne drahých polyimidových živíc sa fenolové živice čoraz viac používali, najmä v posledných rokoch, keď vedci modifikovali fenolové živice, aby vytvorili skutočnú pracovnú teplotu viac ako 200 stupňov C, ako napríklad 939P od spoločnosti Advanced Mixed Limited zo Spojeného kráľovstva.

Tento článok predstavuje hlavne myšlienku dizajnu a ovplyvňujúce faktory živicových diamantových nástrojov.

2. Dizajn diamantových nástrojov spájaných živicou

Dizajn diamantových nástrojov spájaných živicou je založený hlavne na nasledujúcich piatich aspektoch:
(1) Priľnavosť musí byť dobrá.
Spojivo môže byť rovnomerne rozložené na brúsnom povrchu, brúsne častice môžu byť pevne kontrolované v brúsnom nástroji a môžu byť pevne spojené s matricou, čo nielenže spôsobuje, že brusivo nie je ľahké predčasne spadnúť, ale tiež zabraňuje spojivu oddelenia od matrice, čím sa zabezpečí bezpečnosť výroby.
(2) Vysoká účinnosť brúsenia, dobrá odolnosť proti opotrebeniu, dobrá povrchová úprava (alebo drsnosť povrchu).
Živicová väzba kvôli pružnosti a krehkosti, takže pri brúsení sa samoostrenie nedá ľahko upchať, ale má nízku odolnosť proti opotrebeniu.
Preto, keď študujeme a navrhujeme vzorec spojiva, musíme za predpokladu zabezpečenia požiadaviek na hladkosť zvážiť nielen vysokú účinnosť brúsenia, ale aj čo najvyššiu odolnosť proti opotrebeniu.
Dôležitá je príprava spojiva. Pomer spojiva by sa mal zvoliť tak, aby spĺňal vysokú účinnosť brúsenia a dobrú odolnosť proti opotrebeniu, aby sa zabezpečili požiadavky na brúsenie a znížili sa náklady.
(3) Dobrá tepelná odolnosť.
Ak je tepelná odolnosť spojiva nízka, takže brusivo v procese používania nie je odolné voči vysokej teplote, rýchlej spotrebe a dokonca aj preto, že je teplo pri brúsení príliš vysoké, takže brusivo horí, praskne, zvoní atď. ., preto vyberte dobré spojivo odolné voči teplu a pridajte vhodné plnivo, aby sa zlepšila jeho tepelná odolnosť;
(2) Používajte chladiacu kvapalinu na mokré brúsenie, pokiaľ je to možné, aby ste zlepšili životnosť brúsnych nástrojov;
(3) Ak sa používa suché brúsenie, urobte posuv čo najmenší, aby ste zlepšili životnosť brúsneho nástroja.
(4) Pevnosť spojiva musí byť vysoká.
Pevnosť spojiva priamo ovplyvňuje účinnosť brúsenia, veľkosť oteru, kvalitu obrobku a bezpečnostný výkon brúsneho nástroja v procese používania, preto je potrebné pochopiť faktory, ktoré ovplyvňujú pevnosť spojiva.
 

Hlavné faktory ovplyvňujúce pevnosť spojiva sú:

(1) pridanie plnív zvýši alebo zníži pevnosť spojiva. Väčšina plnív zvýši mechanickú pevnosť a zvýši sa so zvyšovaním množstva plniva v určitom rozsahu, ale pomer opotrebenia sa zníži.
Niektoré plnivá, ako je grafit a pevný sulfid molybdénu, po pridaní sa pevnosť zníži, takže podľa požiadaviek primeraného výberu plniva;
(2) Hustota tvarovania brusiva (alebo pórovitosť brusiva) ovplyvní pevnosť spojiva.
Hustota tvarovania abrazíva je nízka, pórovitosť je vysoká a pevnosť spojiva je nízka, zatiaľ čo pevnosť spojiva je vysoká.
Preto je potrebné racionálne navrhnúť parametre pórovitosti brúsneho nástroja.
(3) Teplota vytvrdzovania, teplota sekundárneho vytvrdzovania a krivka nárastu teploty brúsneho výlisku ovplyvní pevnosť spojiva.
Tvrdosť spojiva musí byť primeraná, dobrá odolnosť proti opotrebovaniu.
Pevnosť spojiva musí zodpovedať rýchlosti opotrebovania diamantových (alebo cBN) abrazívnych častíc. Brúsne častice by nemali predčasne odpadávať v dôsledku rýchleho opotrebovania spojiva. V takom prípade sa brúsivo úplne nevyužije, čo vedie k odpadu.

3. Faktory ovplyvňujúce diamantové nástroje spájané živicou

Živicové diamantové nástroje sú vyrobené zo živicového spojiva, plniva a diamantového brusiva po zmiešaní a vytvrdnutí lisovaním za tepla.

Jeho vlastnosti priamo ovplyvňuje aj živicové spojivo, plnivo a diamantové brusivo.

3.1 Vplyv spojiva zahŕňa najmä vplyv typu a obsahu spojiva atď

(1) Spoločnou charakteristikou všetkých druhov diamantových nástrojov so živicovým spojivom je slabá tepelná odolnosť, v procese obrábania sa diamantový nástroj a obrobok medzi teplom generovaným miestnou vysokou teplotou ľahko, akonáhle dosiahnu kritickú hodnotu, držania živicového spojiva diamantu, diamant pod podmienkou, že nie je úplne matný, odpadne, takže náklady na opracovanie sa výrazne zvýšia.

V súčasnosti sa živicové spojivo upravuje tak, aby sa zlepšila jeho tepelná odolnosť.

Gao Liangchang modifikovaná fenolová živica so štvorcovým alkyléterom a jej tepelná odolnosť môže dosiahnuť viac ako 180 stupňov.

Du Yang a kol. syntetizovaný borosilikónový predpolymér, kyselina boritá, fenol a formaldehyd ako suroviny novej borosilikónovej fenolovej živice BSP, vďaka zavedeniu BO väzby a organického kremíkového reťazca do štruktúry fenolovej živice má živica BSP vynikajúcu tepelnú odolnosť a húževnatosť, ale tiež zlepšenú vodeodolnosť a skladovacia stabilita živice.

Xiao Dongzheng a kol. použil BMI (bismaleimid) na modifikáciu fenolovej živice a získal bismaleimidom modifikovanú fenolovú živicu s dobrou tepelnou odolnosťou.

(2) Vplyv obsahu živicového spojiva.

Obsah živicového spojiva má veľký vplyv na výkon pri obrábaní diamantových nástrojov.

Monokryštalický kremíkový plátok bol v literatúre zavedený stenčovacím brúsnym kotúčom, zvýšil sa obsah živicového spojiva, tvrdosť brúsneho kotúča, pevnosť v tlaku sa postupne zvyšuje, keď sa obsah živicového spojiva do určitej miery zvýši, vyššie ako opotrebovanie brúsneho kotúča. pomalý, povrch brúsneho kotúča je súčasne náchylný na blokovanie, obsah je zároveň vyšší, tým závažnejší je jav blokovania.

(3) Vplyv veľkosti živicového spojiva.

Veľkosť častíc živicového prášku používaného pri výrobe diamantových brusív v Číne je väčšinou medzi 80 ~ 180 mesh. V tomto rozsahu veľkostí sú dve chyby, jedna je, že ovplyvňuje tvarovacie vlastnosti brúsiv, druhá je, že môže ovplyvniť vlastnosti spojiva.

V procese potláčania sa stromový prášok môže zahriať, aby zmäkol a mal určitú tekutosť, dosiahol cieľ potiahnutého brusiva, ale v procese potláčania je spojivovým materiálom tlak vo forme, priestor je obmedzený, rozsah toku živice je obmedzená, keď strom hrubé veľkosti častíc prášku, tam bude časť brúsneho spojiva nie je silná, ktoré padajú príliš rýchlo.

3.3 Vplyv brúsneho diamantu zahŕňa najmä vplyv diamantového povlaku, typu a veľkosti častíc atď.

(1) Po potiahnutí diamantového povrchu kovom sa pevnosť jednotlivých častíc v tlaku zlepší a pomer opotrebenia sa zníži, čo predlžuje životnosť.

V porovnaní s diamantom bez pokovovania zahŕňa špecifická funkcia nasledujúce aspekty:

(1) povlak pomalý tepelný impulz živicovej väzby diamantový povlak tepelná vodivosť je menšia ako diamant, takže kontaktné nástroje, diamantové zrná okamžitej vysokej teploty po pokovovaní na živicu, čím sa okamžite chránia abrazívne časti živice nie sú ovplyvnené vysokou teplotou poškodenie;

(2) povlak na zlepšenie pevnosti spojenia diamantu a spojiva, kovový povlak s diamantom vo vnútri, vonkajšie a živicové spojivo môže byť dobrou väzbou;

(3) povlak na zlepšenie pevnosti v drvení diamantových častíc, pokovovaný kov po vytvorení defektov diamantových častíc, zohral výstužnú úlohu a povlak obsahuje tvárny kov, prispieva k zlepšeniu pevnosti v drvení častíc;

(4) Povlak na brúsnych časticiach zohráva úlohu izolačnej ochrany, izolácie kyslíka a iných škodlivých médií a súčasne pri brúsení pri vysokej teplote môže povlak na grafitizácii diamantového kryštálu hrať inhibičný účinok.

(2) Domáci a zahraniční výrobcovia supertvrdých materiálov majú vypracovanú pomerne podrobnú klasifikáciu supertvrdého brusiva, medzi ktoré sa pri príprave používa najmä diamantové brusivo nízkej kvality alebo diamantové brusivo s vysokou samoostriteľnosťou a vlastnosťou mikrodrvenia upravené špeciálnou technológiou. diamantové nástroje spájané živicou.