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詳解金剛石砂輪的損耗及其合理選擇

近年來,隨著金剛石、立方氮化硼(CBN砂輪)等超硬材料應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大,市場競爭日趨激烈,國內(nèi)外許多公司和廠家紛紛致力于這方面的研究,迄今已有不少公司研制出磨削加工超硬材料的專用設(shè)備.金剛石砂輪都具有下列基本性能:

(1)有足夠的穩(wěn)定性和剛性;

(2)不產(chǎn)生振動,避免切削刃破碎;

(3)主軸有足夠的動力;

(4)磨削力可以調(diào)節(jié);

(5)具備特殊性能的金剛石砂輪;

(6)有充足的冷卻劑供應(yīng)。

 有的設(shè)備還配備主軸變速、砂輪自動修整、工具顯微鏡以及刀尖半徑自動加工裝置等。磨削加工實(shí)質(zhì)上是砂輪表面上隨機(jī)分布著的大量磨粒進(jìn)行切削的過程。由于金剛石、立方氮化硼等超硬材料具有極高的硬度和耐磨性,其磨削加工機(jī)理與一般金屬材料的磨削加工有很大程度的不同。系統(tǒng)研究超硬材料磨削加工過程中金剛石砂輪的損耗機(jī)理,對合理選擇和使用金剛石砂輪具有指導(dǎo)意義。

金剛石砂輪損耗的顯微分析:

 將各種磨削加工條件下使用后的金剛石砂輪在顯微鏡下進(jìn)行觀察,可以詳細(xì)分析其損耗情況,結(jié)果如下:

 在磨削力和磨削速度都較低的條件下,金剛石砂輪使用后,其表面上分布著大量的棱角分明、反光一致的金剛石磨料的磨耗小平面.。這是由于金剛石磨粒與超硬材料的機(jī)械摩擦而產(chǎn)生的機(jī)械磨損。這種磨損是逐漸進(jìn)行的,磨粒的磨損量與其磨削行程長度成正比例關(guān)系。

 在磨削區(qū)溫度較高的磨削條件下,金剛石砂輪上的金剛石磨粒產(chǎn)生氧化和石墨化而損耗。根據(jù)金剛石的性質(zhì)可知,氧化、石墨化的程度取決于金剛石磨料的晶體完整性,并且石墨化的程度還與晶體方位有關(guān)。晶體完整性好的金剛石磨料,其氧化、石墨化損耗的程度低。

 金剛石砂輪表面上部分金剛石磨粒發(fā)生局部斷裂和破碎,以致整粒脫落。金剛石磨粒發(fā)生解理破壞。由于晶體解理是由晶體結(jié)構(gòu)因素7化學(xué)鍵的類型、強(qiáng)度和分布所產(chǎn)生的平面破裂,它經(jīng)常是沿化學(xué)鍵強(qiáng)度終的方位面產(chǎn)生。磨粒分布的隨機(jī)性,決定其發(fā)生解理破壞是不可避免的。


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