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陶瓷金刚石砂轮作为磨削工具的优势

来源:发布猫 发布时间:2019-11-08 10:21:22


  陶瓷金刚石砂轮在钻石、工业陶瓷、金刚石复合片,金刚石聚晶,金刚石刀具,立方氮化硼,硬质合金等高硬脆材料等一些特殊材料的磨削加工中,具有越来越明显的优势,在金刚石磨具的发展中有着良好的前景。被认为是高速、高效、高精、低磨削成本、低环境污染的高性能磨具,具有越来越广泛的应用,是世界各国磨削工具竞相研究开发的热点。
  一、陶瓷金刚石砂轮优点:
  1、磨削效率高;
  2、具有很高的耐磨性(砂轮的耐磨性高,磨粒消耗少,特别是在磨很硬又很脆的工件时最明显);
  3、磨削力小,磨削温度低;
  4、磨削的工件精度高、表面质量好,工件的形状保持性好。
  成形工艺对陶瓷金刚石砂轮的磨削性能有着重要的作用。冷等静压成形工艺不仅可以解决传统成形工艺过程中形成的组织不均匀和裂纹等缺陷,而且制备烧成的产品具有密度高而均匀等特点。该成形技术可显著改善产品性能,提高产品质量,从而越来越受到人们的重视。笔者主要研究了单向冷压、双向冷压和冷等静压成形工艺对陶瓷金刚石砂轮磨削性能影响。

陶瓷金刚石砂轮

  陶瓷金刚石砂轮在结构上与普通磨料砂轮有所不同,一般的是由金刚石磨料层、过渡层与基体组成。
  工作层又称金刚石层,由磨料、结合剂和填料组成,是砂轮的工作部分。过渡层又称非金刚石层,由结合剂、金属粉和填料组成,是将金刚石层牢固地连接在基体上的部分。
  基体,用于承接磨料层,并在使用时用法兰盘牢固地夹持在磨床主轴上。一般金属结合剂制品选用钢材、合金钢粉作基体;树脂结合剂选用铝合金、电木作基体。由铝、钢或电木加工而成,起支承工作层和装卡磨具的作用。砂轮成型质量的好坏和使用精度的高低都与基体有很大关系。
  二、特性
  陶瓷金刚石砂轮是属于超硬磨粒砂轮,与普通磨料砂轮相比,具有非常明显的特点和优势:
  1、金刚石磨料的硬度决定了陶瓷金刚石砂轮的主要特性,其可对硬质合金、玻璃、陶瓷等难加工材料进行高效磨削,且磨削工具有着最长时间的使用寿命。
  2、金刚石具有高的抗磨性,砂轮磨损较小,使用时间就越长,在磨削加工中,金刚石磨粒的尺寸、形状和形貌变化小,这样更适合高精密的加工,且生产效率高,陶瓷金刚石砂轮是可以同时满足高效和精密加工的工具。
  3、修锐后的陶瓷金刚石砂轮能够保持磨粒长时间的微刃性,良好的切削性能保证了磨削过程中较小的磨削力,从而降低了磨削功率,节约了能量。
  4、金刚石的导热性非常好,有利于热量的疏散,避免工件烧伤、裂纹及掉块等现象,大大提高了工件表面加工的质量。
  对不同的工件材料、不同的加工要求,应选用不同的陶瓷金刚石砂轮。即使磨削同一种工件材料,不同材质砂轮的磨削比可能相差2~5倍,因此要选用合适的砂轮。陶瓷金刚石砂轮是磨削硬质合金和陶瓷、光学玻璃、宝石和石材等高硬度脆性大的非金属材料的最佳磨具。但因金刚石在700℃~800℃时容易碳化,所以它不适于磨削含铁量较多的钢材。而CBN的硬度稍低于金刚石,但它的热稳定性好(能耐1300℃~1400℃高温),与铁族元素化学惰性大,热导率高(是刚玉的46倍),用其制作的砂轮寿命长(可达刚玉砂轮的几十倍到成百倍以上),不像金刚石那样在高温中会分解(即氧化和石墨化),是替代刚玉砂轮磨削淬硬钢、轴承钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢和钛合金等高硬度韧性大的金属材料的最佳磨具。陶瓷金刚石砂轮的结合剂有树脂、金属、陶瓷、电镀和钎焊等。而根据实际使用情况,选择不同结合剂的陶瓷金刚石砂轮,对磨削效率,磨削质量都是至关重要的。
  陶瓷金刚石砂轮采用的超硬磨料表面又有镀金属衣(金属镀层可起到补强增韧,减缓热冲击以及在磨粒与结合剂之间起结合桥作用,可提高陶瓷金刚石砂轮使用性能)和不镀金属衣两种,应根据结合剂种类、工件材料、干磨和湿磨等不同条件选择。干磨一般选用铜衣,当前,镀覆金属已由镍、铜发展到钛、钨合金、非金属陶瓷等,由单一镀层发展到复合镀层,并已由磨粒镀覆发展到微粉镀覆。陶瓷金刚石砂轮的浓度不能选得太低,高深度可带来高的磨削比,200%浓度的金刚石实际上是一种以金刚石为辅料的普通砂轮,一般不推荐使用。目前,高速高效磨削采用较高浓度,陶瓷结合剂CBN砂轮的浓度高效磨削均采用较高浓度,陶瓷结合剂CBN砂轮的浓度一般选择125%以上,如进口配套的陶瓷CBN砂轮,其浓度一般均为175%~200%。

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