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金剛石砂輪的新發(fā)展

  金剛石砂輪是磨削硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬脆材料特殊工具。近幾年來,隨著高速磨削超磨削技術(shù)迅速發(fā)展,對砂輪提出了更高要求,陶瓷樹脂結(jié)合劑砂輪已不能滿足生產(chǎn)需要,金屬結(jié)合劑砂輪因其結(jié)合強度高、成型性好、使用壽命長等顯著特性而生產(chǎn)獲得了廣泛應(yīng)用。 金屬結(jié)合劑金剛石砂輪按制造方式不同主要有有燒結(jié)、電鍍兩種類型。為了充分發(fā)揮超硬磨料作用,國外從20世紀(jì)90年代初開始用高溫釬焊工藝開發(fā)一種新型砂輪,即單層高溫釬焊超硬磨料砂輪,目前國內(nèi)這種砂

  1.陶瓷金剛石砂輪

  陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪具有金剛石和陶瓷結(jié)合劑的共同特點,與普通剛玉、碳化硅砂輪相比,它的磨削力強,磨削時溫度比較低,砂輪磨損比較小;可以適應(yīng)各種冷卻液的作用;磨削時砂輪的形狀保持性好,磨出工件的精度高;砂輪內(nèi)有較多的氣孔,磨削時有利于排屑和散熱,不易堵塞、不易燒壞工件;砂輪的自銳性比較好,修整間隔的時間長,修整比較容易。因此陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪在國外一些發(fā)達(dá)國家的使用日益增多。

  2.燒結(jié)型金剛石砂輪

  燒結(jié)型金屬結(jié)合劑砂輪多以青銅等金屬作為結(jié)合劑,用高溫?zé)Y(jié)法制造,其結(jié)合強度高,成型性好,耐高溫,導(dǎo)熱性耐磨性好,使用壽命長,可承受較大負(fù)荷。因砂輪燒結(jié)過程不可避免地存著收縮及變形,所以使用前須對砂輪進行整形,但砂輪修整比較困難,F(xiàn)生產(chǎn)常用砂輪對滾整形方法不僅修整時費時費力,而且修整過程金剛石顆粒脫落較多,修整砂輪本身消耗很大,整形精度較低。

  近幾年來各國學(xué)者相繼開展了應(yīng)用特種加工方法修整金屬結(jié)合劑金剛石砂輪研究工作,主要有電解修整法、電火花修整法復(fù)合修整法等。電解修整法速度快,但整形精度不高;電火花修整法整形精度高,既可整形又可修銳,但整形速度較慢;復(fù)合修整法有電解電火花復(fù)合修整法、機械化學(xué)復(fù)合修整法等,修整效果較好,但系統(tǒng)較復(fù)雜,因此燒結(jié)型金剛石砂輪修整問題仍然沒有獲得很好解決。

  此外,由于砂輪制造工藝決定了其表面形貌隨機,各磨粒幾何形狀、分布及切削刃所處高度不一致,因此磨削時只有少數(shù)較高切削刃切到工件,限制了磨削質(zhì)量磨削效率進一步提高。

  3.電鍍金剛石砂輪

  電鍍金剛石砂輪優(yōu)點:

 、匐婂児に嚭唵危顿Y少,制造方便;

  ②無需修整,使用方便;

  ③單層結(jié)構(gòu)決定了它可以達(dá)到很高工作速度,現(xiàn)國外已高達(dá)250~300m/s;

 、茈m然只有單層金剛石,但仍有足夠壽命;

 、輰τ诰纫筝^高滾輪砂輪,電鍍僅有的制造方法。

  正由于這些優(yōu)勢,電鍍砂輪高速、高速磨削占據(jù)著無可爭議主導(dǎo)地位。電鍍金剛石砂輪存缺陷:鍍層金屬與基體及磨料結(jié)合面上并不存牢固化學(xué)冶金結(jié)合,磨料實際上只被機械包埋鑲嵌鍍層金屬,因而把持力小,金剛石顆粒負(fù)荷較重磨削易脫落(或鍍層成片剝落)而導(dǎo)致整體失效;為增加把持力就須增加鍍層厚度,其結(jié)果磨粒裸露高度容屑空間減小,砂輪容易發(fā)生堵塞,散熱效果差,工件表面容易發(fā)生損壞。目前國內(nèi)電鍍砂輪制造尚未實現(xiàn)按加工條件要求而優(yōu)化設(shè)計出砂輪較佳地貌,單層電鍍金剛石砂輪這些固有弊端必然會大大限制它磨削應(yīng)用。


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