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    如何提高人造金剛石樹脂砂輪磨削比?

    更新時間:2016-08-02 16:40:32點擊次數:638次 字號:T|T
      摘要:金剛石過早脫落是人造金剛石砂輪磨損的主要原因。通過采用偶聯劑試驗證明,此方法可減少金剛石的過早脫落,從而達到砂輪磨削比提高的目的。
      前言
      
      人造金剛石樹脂砂輪具有磨削力和磨削熱小,自銳性好,磨削效率高等特點,被廣泛用于硬質合金,鈦合金的磨削。據估計目前世界上約有60%的磨料級金剛石用于制造樹脂結合劑砂輪。但是,人造金剛石樹脂砂輪在磨削過程中,易出現磨粒過早脫落的現象即在砂輪表面有許多磨粒脫落留下空穴。一般情況下,每片砂輪的磨粒大概只有30%左右參與正常的磨削,許多都是過早脫落的,因此這種現象勢必影響砂輪的磨削比。
      
      1、砂輪的磨損特性分析
      
      我們要想提高砂輪的磨削比,必須對砂輪的磨損機理進行探討。人造金剛石砂輪在磨削加工中的磨損過程較為復雜,磨損的類型很多。有機械的,粘附的,磨擦的,擴散的,化學的,熱作用等形式,但其主要形式有以下幾種:
      
      (1)金剛石晶面和被加工材料的相互作用,使金剛石磨粒工作頂端產生微磨損,有時在磨削力的作用下金剛石表面微量的石墨化,促使砂輪磨損。
      
      (2)金剛石樹脂砂輪一般采用的是RVD級的磨料,這類金剛石磨料針片狀較多,在磨削力的作用下,易發生晶體的碎裂,促使砂輪磨損。
      
      (3)由于磨削熱的產生使結合劑的物理機械性能發生變化,造成結合劑的強度下降,促使砂輪磨損。
      
      (4)由于金剛石磨粒與結合劑的結合太差,在磨削力的作用下金剛石磨粒過早脫落。
      
      通過以上分析及觀察磨削后樹脂結合劑金剛石砂輪的表面形貌,發現有許多金剛石脫落后留下的孔穴。由此推斷磨粒與結合劑的結合太差,是造成金剛石磨料過早脫落,砂輪磨削比低的主要原因。本文就偶聯劑代替濕潤劑進行實驗研究,尋找減少金剛石磨料過早脫落,提高樹脂結合劑金剛石砂輪磨削比的方法。
      
      2、實驗方法
      
      2.1偶聯劑試驗
      
      我們按照經驗配方,用偶聯劑代替濕潤劑,采用相關砂輪制造工藝方法,制作120x20x20(m3)試條、“8”字塊數個。熱壓溫度210℃,熱壓時間20mim,硬化溫度230℃,硬化時間4h。
      
      分別對制作試樣進行抗沖擊強度,抗拉強度測試,尋找偶聯劑用量與抗沖擊強度,抗拉強度的關系。
      圖1偶聯劑百分含量變化與試塊抗拉強度關系
      圖1偶聯劑百分含量變化與試塊抗拉強度關系
      
      由測試結果分析可知,隨著偶聯劑含量的增加,抗沖擊強度、抗拉強度逐步提高,但達到一定含量時有極值;之后隨偶聯劑含量繼續增加,抗沖擊強度、抗拉強度逐步下降。從本實驗可知,添加一定比例的偶聯劑可提高結合劑與金剛石磨粒的粘結力。
      
      2.2 砂輪制造
      
      我們將經過磨削試驗后的1#、2#砂輪分別修銳,觀察其微觀形貌。
      圖2偶聯劑百分含量與試塊抗沖擊強度關系
      圖2偶聯劑百分含量與試塊抗沖擊強度關系
      
      我們用經驗配方采用濕潤劑制作砂輪一片,另一片用偶聯劑代替濕潤劑,依照相關工藝制造。熱壓210℃,熱壓時間2h,硬化溫度235℃,硬化時間8.5h。
      
      2.3磨削實驗
      
      2.3.1實驗條件
      
      機床:M7210A型平面磨床
      
      磨削用量:砂輪轉速 n=2100r/min
      
      磨削深度 0.02~0.028mm
      
      工作臺速度1~6m/min
      
      磨削液:煤油
      
      工件:YG8硬質合金
      
      砂輪:1A1/T2 250x25x75 D 100/120 B
      
      75(1#,濕潤劑)
      
      1A1/T2 250x25x75 D 100/120 B
      
      75(2#,偶聯劑)
      
      2.3.2磨削比的測定
      
      (1)用丙酮分別清洗砂輪、被磨工件,洗去油污和其它雜質,然后將它們放入干燥箱內,110e烘干至恒重,冷卻至室溫。
      
      (2)分別對工件、砂輪進行磨前稱重。(3)依照磨削條件進行磨削實驗。
      
      (4)磨削后,對砂輪、工件按上述要求再次稱重。
      表1磨削對比實驗結果
      表1磨削對比實驗結果
      
      (注:磨削比=磨除金屬重量P砂輪磨耗重量)
      
      3、砂輪表面的微觀現象
      
      我們將經過磨削試驗的1#、2#砂輪,用肉眼分辨,1#砂輪表面脫落的金剛石較多,其表面有許多空穴;2#砂輪表面脫落的金剛石較少,其表面空穴亦較少。
      圖3經修銳1#砂輪表面外貌
      圖3經修銳1#砂輪表面外貌
      圖4經修銳2#砂輪表面形貌
      圖4經修銳2#砂輪表面形貌
      
      由圖3、圖4可看出,二者總體上有差別,1#結合劑與金剛石磨料結合并不緊密,2#結合劑與金剛石磨料結合較緊密,這也與二者的磨削比一致。
      
      4、結論
      
      (1)實驗結果表明,采用偶聯劑制做的砂輪較用濕潤劑制做的砂輪磨削比增幅可達25%。
      
      (2)磨削后,用肉眼視察二者的表面空穴,采用偶聯劑較濕潤劑制做的砂輪表面空穴少。
      
      (3)從微觀上看,二者的結合劑與磨料的結合緊密程度不一樣。
      
      (4)采用偶聯劑是提高樹脂結合劑金剛石砂輪的磨削比行之有效的方法。
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