Конструкція та застосування смоляного колеса

1. Ознайомлення з алмазним шліфувальним кругом на смолі

Інструменти для надтвердих матеріалів, пов’язаних зі смолою, в основному виготовляються з алмазу або CBN як абразиву, порошку смоли як зв’язуючого, з додаванням відповідного наповнювача, а також після розробки рецептури, змішування ваги, гарячого пресування, вторинного затвердіння, подальшої обробки та інших процесів, які застосовуються до різні вимоги до шліфування
У порівнянні з керамічним сполучним або металевим сполучним, він має характеристики простого виробничого процесу, легкого доступу до сировини, низької вартості та може бути застосований до великої кількості низькоякісних надтвердих абразивів, об’єктів обробки широких, таких як усі види із важкооброблюваної сталі, твердих сплавів, скла, кераміки, каменю та ін.
Смоляні надтверді абразивні інструменти широко використовуються, оскільки вони мають хорошу самозагострення і їх непросто вставити в процес шліфування, а заготовка має гарну якість поверхні, а шліфувальний круг легко одягати.

Смоляне сполучне, що використовується в смоляних алмазних інструментах, можна розділити на дві категорії: фенольні смоли та поліімідні смоли. Фактична робоча температура алмазних інструментів з фенольних смол становить не більше 120 градусів. Поліімідна смола має кращу термостійкість і може використовуватися протягом тривалого часу при 260 градусах.
Крім відносно дорогих поліімідних смол, фенольні смоли все частіше використовувалися, особливо в останні роки, коли вчені модифікували фенольні смоли для отримання фактичної робочої температури понад 200 градусів C, як-от 939P від ​​Advanced Mixed Limited з Великобританії.

Ця стаття в основному представляє ідею конструкції та фактори впливу смоляних алмазних інструментів.

2. Розробка алмазних інструментів на смолі

Конструкція алмазних інструментів на смолі в основному базується на таких п’яти аспектах:
(1) Адгезія має бути хорошою.
Сполучна речовина може бути рівномірно розподілена на абразивній поверхні, абразивні частинки можуть бути надійно контрольовані в абразивному інструменті та можуть бути міцно зв’язані з матрицею, що не тільки запобігає передчасному відпаданню абразиву, але також запобігає сполучній речовині. від відділення від матриці, забезпечення безпеки виробництва.
(2) Висока ефективність шліфування, хороша зносостійкість, хороша обробка (або шорсткість поверхні).
Смоляний зв'язок через еластичність і крихкість, тому при шліфуванні самозаточується, непросто заглушити, але погана зносостійкість.
Тому, коли ми вивчаємо та розробляємо формулу зв’язуючого, ми повинні враховувати передумову забезпечення вимог до гладкості не лише для високої ефективності шліфування, але й для максимально високої зносостійкості.
Важливе значення має підготовка сполучного. Співвідношення сполучного має бути вибрано таким чином, щоб відповідати як високій ефективності шліфування, так і хорошій зносостійкості, щоб забезпечити вимоги до шліфування та знизити вартість.
(3) Гарна термостійкість.
Якщо термостійкість зв’язуючого є поганою, так що абразив у процесі використання не є стійким до високої температури, швидкого споживання, і навіть через те, що шліфувальна температура занадто висока, так що абразив горить, тріскається, кільце тощо ., тому виберіть хорошу термостійку сполучну та додайте відповідний наповнювач, щоб покращити її термостійкість;
(2) Використовуйте охолоджуючу рідину для мокрого шліфування, наскільки це можливо, щоб підвищити довговічність шліфувальних інструментів;
(3) Якщо використовується сухе шліфування, зробіть подачу якомога меншою, щоб підвищити довговічність шліфувального інструменту.
(4) Міцність сполучного має бути високою.
Міцність сполучного напряму впливає на ефективність шліфування, розмір стирання, якість заготовки та показники безпеки шліфувального інструменту в процесі використання, тому необхідно розуміти фактори, які впливають на міцність сполучного.
 

Основними факторами, що впливають на міцність в'яжучого, є:

(1) додавання наповнювачів збільшить або зменшить міцність сполучного. Більшість наповнювачів підвищить механічну міцність і збільшиться зі збільшенням кількості наповнювача в певному діапазоні, але коефіцієнт зносу зменшиться.
Деякі наповнювачі, такі як графіт і твердий дисульфід молібдену, після додавання міцності знижуються, тому відповідно до вимог розумного вибору наповнювача;
(2) Щільність формування абразиву (або пористість абразиву) впливатиме на міцність сполучного.
Щільність формування абразиву низька, пористість висока, міцність зв’язуючої речовини низька, тоді як міцність зв’язуючої речовини висока.
Тому необхідно раціонально проектувати параметри пористості абразивного інструменту.
(3) Температура твердіння, температура вторинного твердіння та крива підвищення температури абразивного формування впливатимуть на міцність сполучного.
Твердість сполучного має бути відповідною, хорошою зносостійкістю.
Міцність сполучного повинна відповідати швидкості зношування алмазних (або cBN) абразивних частинок. Частинки абразиву не повинні передчасно відпадати через швидке зношування сполучного. У цьому випадку абразив не буде використаний повністю, що призведе до відходів.

3. Фактори впливу алмазних інструментів на смолі

Смоляні алмазні інструменти виготовляються зі смоляного сполучного, наповнювача та алмазного абразиву після змішування та затвердіння гарячим пресуванням.

На його властивості також безпосередньо впливають смоляне сполучне, наповнювач і алмазний абразив.

3.1 Вплив сполучного в основному включає вплив типу та вмісту сполучного тощо

(1) загальними характеристиками всіх видів алмазних інструментів зі смолою є низька термостійкість, у процесі механічної обробки алмазний інструмент і заготовка між теплом, що утворюється місцевою високою температурою, легко досягає критичного значення, утримуючи смоляний сполучний алмаз, алмаз за умови, що він не повністю тьмяний, впаде, так що вартість обробки значно зросте.

В даний час сполучна смола модифікована для підвищення її термостійкості.

Gao Liangchang модифікувала фенольну смолу квадратним алкіловим ефіром, і її термостійкість може досягати вище 180 градусів.

Ду Янг та ін. синтезований боросиліконовий преполімер, борна кислота, фенол і формальдегід як сировина для нової боросиліконової фенольної смоли BSP, завдяки введенню зв’язку BO та органічного кремнієвого ланцюга в структуру фенольної смоли, смола BSP має чудову термостійкість і міцність, але також покращилася водостійкість і стійкість смоли при зберіганні.

Xiao Dongzheng та ін. використовували BMI (бісмалеімід) для модифікації фенольної смоли та отримали модифіковану бісмалеімідом фенольну смолу з хорошою термостійкістю.

(2) Вплив вмісту смоляного сполучного.

Вміст зв'язуючої смоли має великий вплив на продуктивність обробки алмазних інструментів.

Монокристалічний кремнієвий шматочок був представлений у літературі для тоншого шліфувального круга, вміст зв’язуючої смоли збільшився, твердість шліфувального круга, міцність на стиск поступово зростає, коли вміст зв’язуючої смоли збільшився до певного ступеня, вищий, ніж знос шліфувального круга повільно, поверхня шліфувального круга схильна до явища блокування в той же час, вміст вище в той же час, тим серйозніше явище блокування.

(3) Вплив розміру смоли сполучного.

Розмір частинок порошку смоли, який використовується у виробництві алмазних абразивів у Китаї, в основному становить 80 ~ 180 меш. У цьому діапазоні розмірів є два дефекти: один полягає в тому, що він впливає на формувальні властивості абразивів, інший полягає в тому, що він може вплинути на властивості сполучного.

У процесі придушення деревний порошок можна нагріти, щоб пом’якшити та мати певну рідину, досягти мети абразиву з покриттям, але в процесі придушення зв’язуючі матеріали є тиском у формі, простір обмежений, діапазон потоку смоли обмежений, коли товстий розмір частинок порошку дерева, буде частина абразивного сполучного не сильна, яка надто швидко відпадає.

3.3 Вплив абразивного алмазу в основному включає вплив алмазного покриття, типу та розміру частинок тощо.

(1) Після того, як поверхня алмазу покрита металом, міцність на стиск окремих частинок покращується, а коефіцієнт зносу зменшується, що подовжує термін служби.

У порівнянні з алмазом без покриття, специфічна функція включає такі аспекти:

(1) теплопровідність покриття з повільним тепловим імпульсом смоляного зв’язку алмазного покриття менша, ніж у алмазу, тому контактні інструменти, алмазні крупинки миттєво високої температури після нанесення на смолу, таким чином захищаючи негайно абразивні частини смоли, не піддаються впливу високої температури пошкодження;

(2) покриття для покращення міцності зв’язку алмазу та сполучного, металеве покриття з алмазом усередині, зовнішнє та смоляне сполучне може бути хорошим зв’язком;

(3) покриття для покращення міцності частинок алмазу на роздавлення, металеве покриття після усунення дефектів частинок алмазу відіграє підсилювальну роль, а покриття містить пластичний метал, що сприяє підвищенню міцності частинок на роздавлення;

(4) Покриття на абразивних частинках відіграє роль захисту ізоляції, ізоляції кисню та інших шкідливих середовищ, у той же час при високій температурі шліфування покриття на графітизації алмазного кристала може відігравати ефект гальмування.

(2) Вітчизняні та іноземні виробники надтвердих матеріалів склали відносно детальну класифікацію надтвердих абразивів, серед яких низькоякісний алмазний абразив або алмазний абразив із високою гостротою та властивістю мікроподрібнення, оброблений за спеціальною технологією, в основному використовується для приготування алмазні інструменти на смолі.