Forskningsstatus för metallbunden diamantslipskiva

Diamantslipskiva är det mest använda bearbetningsverktyget inom slipteknik. Enligt olika typer av bindning kan diamantslipskivor i allmänhet delas in i hartsbundna diamantslipskivor, keramiskt bundna diamantslipskivor och metallbundna diamantslipskivor. Den metallbundna diamantslipskivan har stark bindningskraft och abrasiv korn, god seghet och tål stora belastningar. Det har använts inom områdena formslipning, precisions- och ultraprecisionsslipning av komplexa ytor av spröda och hårda material.

 

Hållbarheten hos metallbindning till diamantslipmedel är nyckelfaktorn som påverkar livslängden för diamantslipskivan med metallbindning. Därför fokuserar forskare hemma och utomlands huvudsakligen på följande aspekter:

(1) Ersätt Fe-bas med Co-bas som bindningen av metallbunden diamantslipskiva för att minska produktionskostnaden. Han Juan och andra undersökte till exempel effekten av kolinnehåll på egenskaperna hos ferritbaserade matrismaterial. När kolhalten är 1 procent når matrisens materialdensitet minimivärdet på 7,47g/cm3; När kolhalten är 0,4 procent når matrisens materialdensitet det maximala värdet på 7,65 g/cm3. Chen Xia et al. reducerade erosionen av bindemedlet på diamantytan genom att tillsätta en liten mängd Co till det järnbaserade bindemedlet, och på grund av tillsatsen av Co fästes ett lager av tätt matrismaterial på diamantytan, vilket gjorde matrismaterialet och diamant närmare kombinerat.

 

Dai Qiulian et al. fann att de mekaniska egenskaperna hos järnbaserade matrismaterial kan förbättras genom att korrekt öka innehållet av C, Cu och Ni. Slipskivans sintringstemperatur har en betydande inverkan på hårdheten och böjhållfastheten hos järnbaserade matrismaterial. Den lämpliga mängden Zn och Sn är gynnsam för sintring i vätskefas;

(2) Vidta tekniska åtgärder för att realisera metallbindningsförmågan mot slipmedel. Först uppnås det genom att tillsätta aktivt Ti (TiN2), Cr, sällsynta jordartsmetaller, etc. till sintringsråmaterialen; För det andra pläteras de aktiva metall- eller legeringsbeläggningarna, såsom Ti och Cr, på ytan av slipande diamantpartiklar för att förbättra hållförmågan hos bindningen till slipmedlet;

(3) Förbättra dressingsförmågan hos metallbundna diamantskivor. T Tanaka et al. försökte utveckla en sorts porös diamantmetallslipskiva med gjutjärn som bindemedel och införde tomstrukturen hos den porösa keramiska diamantslipskivan i metalldiamantslipskivan för att få bättre skärförmåga och självslipning av slipande diamantpartiklar. Senare utvecklade H.Tomino och SHTruong från Japan olika beredningsmetoder såsom varm isostatisk presssintring, elektrifierande sintring och vakuumsintring.

 

Genom den jämförande studien av beredningsprocessen, porositeten och olika slipegenskaper har vi en ytterligare förståelse för den nya typen av porös metallbunden diamantskiva. Inhemska forskare föreslår att förbättra den självslipande förmågan hos metallbundna diamantslipskivor genom att ändra formeln för metallbunden diamant för att matcha dess slitagehastighet med slitagehastigheten för diamantslipmedel. Denna metod är emellertid begränsad av egenskaperna hos de bearbetade materialen, olika diamantkvaliteter och det begränsade utbudet av justerbar formelsammansättning av metallbunden diamant. Liao Cuijiao et al. tillsatt en viss mängd porbildande medel till metallbindningen för att erhålla ett poröst metallbindningsdiamantsegmentprov med en viss porositet.

För närvarande är metallbundna diamanthjul indelade i tre typer: elektropläterade diamanthjul, sintrade diamanthjul och enskiktslödda diamanthjul. Elektropläterad diamantslipskiva kan endast användas vid tillfällen med liten slipbelastning, och sintrad diamantslipskiva används i stor utsträckning, medan enskiktslödd diamantslipskiva fortfarande är i utvecklingsstadiet i Kina.

Den elektropläterade diamantslipskivan är gjord med elektrokemisk metod. Elektropläterad diamantslipskiva har många fördelar, såsom enkel galvaniseringsprocess, låg investering, bekväm tillverkning, inget behov av att reparera, hög arbetseffektivitet, lång livslängd etc. För närvarande spelar elektropläterad diamantslipskiva en obestridd ledande roll inom hög- precision, höghastighets- och ultrahöghastighetsslipning. Defekterna hos den elektropläterade diamantslipskivan är som följer: diamantslipkornen i den elektropläterade diamantslipskivan är endast mekaniskt inbäddade med den belagda metallen och substratet, och fogytan bildar inte en fast kemisk metallurgisk bindning, så dess hållning kraften är liten. Arbetsytan på slipskivan blockeras lätt, med dålig värmeavledning, hög sliptemperatur och lätt att bränna arbetsstyckets yta.

För att lösa problemen som otillräcklig hållkraft hos slipkornen i den elektropläterade diamantslipskivan och lätt blockering av verktygen, och för att ge fullt spel åt fördelarna med det superhårda slipmedlet, började de främmande länderna utveckla singel- lagerlödd diamantslipskiva med högtemperaturlödningsprocessen i början av 1990-talet. I synnerhet har vissa framsteg gjorts inom högtemperaturlödning av diamantslipskivor.

 

För enskiktslödda diamantslipskivor är bindningsstyrkan vid gränssnittet som tillhandahålls av högtemperaturlödning hög; Samtidigt, eftersom tjockleken på bindeskiktet är mycket tunn, utökas spånutrymmet mellan slipkornen kraftigt och det är inte lätt att blockera. Den effektiva slipeggen är mer och skarpare, och sliptemperaturen reduceras kraftigt, vilket effektivt kan förhindra slipbrännskador, särskilt vid effektiv slipning, som kan visa sina ojämförliga fördelar. För närvarande har den använts vid framställning av diamanttrådsåg, enskiktslödd diamantslipskiva och olika sliphuvuden och skivor. Det finns dock få enskiktslödda superslipmedel på marknaden i detta skede.

Den sintrade diamantslipskivan bildas genom att blanda superhårt slipmedel och bindningspulver och sintring genom pulvermetallurgi, vilket bildar en sintrad kropp med flera skikt. Den sintrade diamantslipskivan har fördelarna med hög bindningsstyrka, god formbarhet, hög temperaturbeständighet, god värmeledningsförmåga och slitstyrka, lång livslängd och tål stora belastningar. För sintrade diamantskivor har vissa forskare under de senaste åren utfört forskning om att bearbeta sintrade diamantskivor med speciella bearbetningsmetoder, huvudsakligen inklusive elektrolytisk beredningsmetod, elektrisk gnistberedningsmetod och kompositbearbetningsmetod.