Onderzoeksstatus van metaalgebonden diamantslijpschijf

Diamantslijpschijf is het meest gebruikte bewerkingsgereedschap in de slijptechnologie. Volgens verschillende soorten binding kan diamantslijpschijf over het algemeen worden onderverdeeld in harsgebonden diamantslijpschijf, keramisch gebonden diamantslijpschijf en metaalgebonden diamantslijpschijf. Het metaalgebonden diamantslijpwiel heeft een sterke bindkracht en slijpkorrel, goede taaiheid en is bestand tegen grote belastingen. Het is toegepast op het gebied van vormslijpen, precisie en ultraprecisie slijpen van complexe oppervlakken van brosse en harde materialen.

 

De houdkracht van metaalbinding op diamantschuurmiddel is de belangrijkste factor die de levensduur van een diamantslijpschijf met metaalbinding beïnvloedt. Onderzoekers in binnen- en buitenland richten zich daarom vooral op de volgende aspecten:

(1) Vervang Fe-basis voor Co-basis als de binding van een metaalgebonden diamantslijpschijf om de productiekosten te verlagen. Han Juan en anderen onderzochten bijvoorbeeld het effect van koolstofgehalte op de eigenschappen van op ferriet gebaseerde matrixmaterialen. Wanneer het koolstofgehalte 1 procent is, bereikt de dichtheid van het matrixmateriaal de minimumwaarde van 7,47 g/cm3; Wanneer het koolstofgehalte 0,4 procent is, bereikt de dichtheid van het matrixmateriaal de maximale waarde van 7,65 g/cm3. Chen Xia et al. verminderde de erosie van het bindmiddel op het diamantoppervlak door een kleine hoeveelheid Co aan het op ijzer gebaseerde bindmiddel toe te voegen, en door de toevoeging van Co werd een laag dicht matrixmateriaal aan het diamantoppervlak gehecht, waardoor het matrixmateriaal en diamant nauwer gecombineerd.

 

Dai Qiulian et al. ontdekte dat de mechanische eigenschappen van op ijzer gebaseerde matrixmaterialen kunnen worden verbeterd door het gehalte aan C, Cu en Ni op de juiste manier te verhogen. De sintertemperatuur van het slijpwiel heeft een aanzienlijke invloed op de hardheid en buigsterkte van op ijzer gebaseerde matrixmaterialen. De juiste hoeveelheid Zn en Sn is bevorderlijk voor sinteren in de vloeibare fase;

(2) Neem technologische maatregelen om het houdvermogen van metaalbinding aan schuurmiddel te realiseren. Ten eerste wordt dit bereikt door actieve Ti (TiN2), Cr, zeldzame aardmetalen, enz. toe te voegen aan de sintergrondstoffen; Ten tweede worden de actieve metaal- of legeringscoatings zoals Ti en Cr geplateerd op het oppervlak van diamantslijpdeeltjes om het hechtvermogen van de binding aan het schuurmiddel te verbeteren;

(3) Verbeter het verbandvermogen van een metaalgebonden diamantschijf. T Tanaka et al. probeerde een soort poreuze diamantslijpschijf te ontwikkelen met gietijzer als binding, en introduceerde de lege structuur van de poreuze keramische diamantslijpschijf in de metalen diamantslijpschijf om een ​​beter snijvermogen en zelfslijping van de diamant schurende deeltjes. Later ontwikkelden H.Tomino en SHTruong uit Japan verschillende bereidingsmethoden, zoals heet isostatisch perssinteren, elektrificerend sinteren en vacuümsinteren.

 

Door de vergelijkende studie van het voorbereidingsproces, porositeit en verschillende slijpeigenschappen hebben we een beter begrip van het nieuwe type poreuze metaalgebonden diamantschijf. Binnenlandse onderzoekers stellen voor om het zelfslijpend vermogen van metaalgebonden diamantslijpschijven te verbeteren door de formule van metaalgebonden diamant te wijzigen om de slijtagesnelheid af te stemmen op de slijtagesnelheid van diamantslijpmiddel. Deze methode wordt echter beperkt door de eigenschappen van de verwerkte materialen, verschillende diamantkwaliteiten en het beperkte bereik van instelbare formulesamenstelling van metaalgebonden diamant. Liao Cuijiao et al. een bepaalde hoeveelheid porievormend middel aan de metaalbinding toegevoegd om een ​​poreus diamantsegmentmonster met een metaalbinding met een bepaalde porositeit te verkrijgen.

Momenteel zijn metaalgebonden diamantschijven onderverdeeld in drie typen: gegalvaniseerde diamantwielen, gesinterde diamantwielen en enkellaags gesoldeerde diamantwielen. Gegalvaniseerde diamantslijpschijf kan alleen worden gebruikt bij gelegenheden met een kleine slijpbelasting, en gesinterde diamantslijpschijf wordt veel gebruikt, terwijl enkellaags gesoldeerde diamantslijpschijf zich nog in de ontwikkelingsfase bevindt in China.

Gegalvaniseerde diamantslijpschijf wordt gemaakt door elektrochemische methode. Gegalvaniseerde diamantslijpschijf heeft vele voordelen, zoals een eenvoudig galvaniseerproces, lage investering, gemakkelijke productie, geen reparatie nodig, hoge werkefficiëntie, lange levensduur, enz. Op dit moment speelt een gegalvaniseerde diamantslijpschijf een onbetwiste leidende rol in high- precisie, high-speed en ultra-high-speed slijpen. De defecten van het gegalvaniseerde diamantslijpwiel zijn als volgt: de diamantslijpkorrels in het gegalvaniseerde diamantslijpwiel zijn alleen mechanisch ingebed in het gecoate metaal en het substraat, en het gewrichtsoppervlak vormt geen vaste chemische metallurgische binding, dus het vasthouden kracht is klein. Het werkoppervlak van het slijpwiel is gemakkelijk geblokkeerd, met een slechte warmteafvoer, hoge slijptemperatuur en het gemakkelijk verbranden van het werkstukoppervlak.

Om de problemen op te lossen, zoals onvoldoende houdkracht van de slijpkorrels van het gegalvaniseerde diamantslijpwiel en gemakkelijke blokkering van de gereedschappen, en om de voordelen van het superharde schuurmiddel ten volle te benutten, begonnen de buitenlandse landen de single- laag gesoldeerde diamantslijpschijf met het soldeerproces op hoge temperatuur in de vroege jaren negentig. Er is met name enige vooruitgang geboekt bij het hardsolderen van diamantslijpschijven bij hoge temperatuur.

 

Voor enkellaags gesoldeerde diamantslijpschijf is de hechtsterkte op de interface die wordt geboden door hardsolderen bij hoge temperatuur hoog; Tegelijkertijd, omdat de dikte van de hechtlaag erg dun is, wordt de spaanruimte tussen de slijpkorrels enorm vergroot en is deze niet gemakkelijk te blokkeren. De effectieve schurende snijkant is meer en scherper en de slijptemperatuur is sterk verlaagd, wat slijpbrandwonden effectief kan voorkomen, vooral bij efficiënt slijpen, wat zijn onvergelijkbare voordelen kan aantonen. Momenteel is het gebruikt bij de voorbereiding van diamantdraadzaag, enkellaags gesoldeerde diamantslijpschijf en verschillende slijpkoppen en schijven. Er zijn in dit stadium echter weinig enkellaags gesoldeerde superabrasieve schuurmiddelen op de markt.

Het gesinterde diamantslijpwiel wordt gevormd door superhard schuur- en bindpoeder te mengen en te sinteren door poedermetallurgie, waardoor een gesinterd lichaam met een meerlagige structuur wordt gevormd. Het gesinterde diamantslijpwiel heeft de voordelen van een hoge hechtsterkte, goede vervormbaarheid, hoge temperatuurbestendigheid, goede thermische geleidbaarheid en slijtvastheid, lange levensduur en kan grote belastingen dragen. Voor gesinterde diamantschijven hebben sommige geleerden de afgelopen jaren onderzoek gedaan naar het aankleden van gesinterde diamantschijven met speciale bewerkingsmethoden, voornamelijk met inbegrip van de elektrolytische bewerkingsmethode, de elektrische vonkbewerkingsmethode en de composietbewerkingsmethode.