Приложение на диамантено колело, свързано със смола

Инструментите за свързване на смола от свръхтвърд материал са направени главно от диамант или CBN като абразив, смола на прах като свързващо вещество, с добавен подходящ материал за пълнене и след проектиране на формулата, смесване на теглото, горещо пресоване, вторично втвърдяване, последваща обработка и други процеси, които са приложими за различни изисквания за смилане
В сравнение с керамично свързващо вещество или метално свързващо вещество, то има характеристиките на прост производствен процес, лесен достъп до суровини, ниска цена и може да се приложи към голям брой нискокачествени супер твърди абразиви, обектите за обработка са широки, като всички видове от трудно обработваема стомана, твърда сплав, стъкло, керамика, камък и др.
Свръхтвърдите абразивни инструменти от смола се използват широко, защото имат добра самоострота и не се включват лесно в процеса на шлайфане, а детайлът има добро качество на повърхността и шлифовъчният диск е лесен за обработка.

Свързващото вещество от смола, използвано в диамантени инструменти от смола, може да бъде разделено на две категории: фенолна смола и полиимидна смола. Действителната работна температура на диамантените инструменти с фенолна смола е не повече от 120 градуса. Полиимидната смола има по-добра устойчивост на топлина и може да се използва дълго време при 260 градуса.
С относително скъпите полиимидни смоли, фенолните смоли се използват все повече, особено през последните години, когато учени модифицират фенолни смоли, за да произведат действителна работна температура от повече от 200 градуса C, като 939P от Advanced Mixed Limited от Обединеното кралство.

Този документ представя основно идеята за проектиране и факторите на влияние на инструментите с диамант от смола.

2. Проектиране на диамантени инструменти, свързани със смола

Дизайнът на диамантени инструменти, свързани със смола, се основава главно на следните пет аспекта:

(1) Адхезията трябва да е добра.
Свързващото вещество може да бъде равномерно разпределено върху абразивната повърхност, абразивните частици могат да бъдат здраво контролирани в абразивния инструмент и могат да бъдат здраво свързани към матрицата, което не само прави абразива не лесно да падне преждевременно, но също така предотвратява свързващото вещество от отделяне от матрицата, осигурявайки безопасност на производството.

(2) Висока ефективност на смилане, добра устойчивост на износване, добра обработка (или грапавост на повърхността).
Смолата се свързва поради еластичност и крехкост, така че при смилане се самозаточва, не е лесно да се запуши, но е слаба устойчивост на износване.
Следователно, когато изучаваме и проектираме формулата на свързващото вещество, трябва да вземем предвид предпоставката за осигуряване на изискванията за гладкост, не само да имаме висока ефективност на смилане, но и да имаме възможно най-висока устойчивост на износване.
Подготовката на свързващото вещество е важна. Съотношението на свързващото вещество трябва да бъде избрано така, че да отговаря както на висока ефективност на смилане, така и на добра устойчивост на износване, така че да се осигурят изискванията за смилане и да се намалят разходите.

(3) Добра устойчивост на топлина.
Ако топлоустойчивостта на свързващото вещество е лоша, така че абразивът в процеса на употреба да не е устойчив на висока температура, бърза консумация и дори защото топлината на смилане е твърде висока, така че абразивът да изгори, да се напука, да звъни и т.н. ., така че изберете добро топлоустойчиво свързващо вещество и добавете подходящия пълнител, за да подобрите неговата топлоустойчивост;
(2) Използвайте охлаждаща течност за мокро шлайфане, доколкото е възможно, за да подобрите издръжливостта на шлифовъчните инструменти;
(3) Ако се използва сухо смилане, направете подаването възможно най-малко, за да подобрите издръжливостта на шлифовъчния инструмент.

(4) Силата на свързващото вещество трябва да е висока.
Силата на свързващото вещество пряко влияе върху ефективността на смилане, размера на абразията, качеството на детайла и безопасността на шлифовъчния инструмент в процеса на използване, така че е необходимо да се разберат факторите, които влияят върху якостта на свързващото вещество.
 

Основните фактори, влияещи върху здравината на свързващото вещество, са:

(1) добавянето на пълнители ще увеличи или намали силата на свързващото вещество. Повечето от пълнителите ще увеличат механичната якост и ще се увеличат с увеличаването на количеството пълнител в определен диапазон, но съотношението на износване ще намалее.
Някои пълнители, като графит и твърд молибденов дисулфид, след добавяне на силата се намаляват, така че според изискванията за разумен избор на пълнител;
(2) Плътността на формоване на абразива (или порьозността на абразива) ще повлияе на здравината на свързващото вещество.
Плътността на формиране на абразива е ниска, порьозността е висока и якостта на свързващото вещество е ниска, докато якостта на свързващото вещество е висока.
Следователно е необходимо рационално да се проектират параметрите на порьозността на абразивния инструмент.
(3) Температурата на втвърдяване, температурата на вторичното втвърдяване и кривата на повишаване на температурата на абразивното формоване ще повлияят на якостта на свързващото вещество.

Твърдостта на свързващото вещество трябва да е подходяща, добра устойчивост на износване.
Силата на свързващото вещество трябва да съответства на скоростта на износване на диамантените (или cBN) абразивни частици. Абразивните частици не трябва да падат преждевременно поради бързото износване на свързващото вещество. В този случай абразивът няма да се използва напълно, което ще доведе до отпадъци.

3. Влияещи фактори на диамантените инструменти, свързани със смола

Диамантените инструменти от смола са направени от свързващо вещество от смола, пълнител и диамантен абразив след смесване и втвърдяване чрез горещо пресоване.

Свойствата му също се влияят пряко от свързващо вещество от смола, пълнител и диамантен абразив.

3.1 Влиянието на свързващото вещество включва главно влиянието на типа и съдържанието на свързващото вещество и др

(1) общите характеристики на всички видове диамантени инструменти със смола е слаба устойчивост на топлина, в процеса на обработка, диамантеният инструмент и детайлът между топлината, генерирана от местната висока температура, лесно, след достигане на критичната стойност, задържането на смолистото свързващо вещество от диамант, диамантът при условие, че не е напълно тъп, ще падне, така че разходите за обработка се увеличават значително.

Понастоящем свързващото вещество от смола е модифицирано, за да се подобри неговата устойчивост на топлина.

Gao Liangchang модифицирана фенолна смола с квадратен алкилов етер и нейната устойчивост на топлина може да достигне над 180 градуса.

Du Yang и др. синтезиран боросиликонов преполимер, борна киселина, фенол и формалдехид като суровини за новата боросиликонова фенолна смола BSP, поради въвеждането на BO връзка и органична силиконова верига в структурата на фенолната смола, BSP смолата има отлична топлоустойчивост и издръжливост, но също така и подобрена водоустойчивост и стабилност при съхранение на смолата.

Xiao Dongzheng и др. [5] използва BMI (бисмалеимид) за модифициране на фенолна смола и получи модифицирана с бисмалеимид фенолна смола с добра устойчивост на топлина.

(2) Влиянието на съдържанието на свързващо вещество на смола.

Съдържанието на свързващо вещество на смола има голямо влияние върху производителността на обработката на диамантените инструменти.

Монокристален силициев резен беше въведен в литературата за изтъняване на шлифовъчно колело, съдържанието на свързващо вещество на смола се увеличава, твърдостта на шлифовъчното колело, якостта на натиск се увеличава постепенно, когато съдържанието на свързващо вещество на смола се увеличи до определена степен, по-висока от тази нашлифовъчно колелоизносването обикновено е бавно, повърхността на шлифовъчното колело е склонна към блокиране в същото време, съдържанието е по-високо в същото време, толкова по-сериозно е блокиращото явление.

(3) Влиянието на размера на свързващото вещество от смола.

Размерът на частиците на прахообразната смола, използвана при производството на диамантени абразиви в Китай, е предимно между 80 ~ 180 меша. Има два дефекта в този размерен диапазон, единият е, че влияе върху формообразуващите свойства на абразивите, другият е, че може да повлияе на свойствата на свързващото вещество.

В процеса на потискане дървесният прах може да се нагрее, за да омекне и да има определена ликвидност, да постигне целта на покрития абразив, но в процеса на потискане, свързващите материали са налягането във формата, пространството е ограничено, диапазонът на потока на смолата е ограничен, когато размерът на частиците на праха е дебел, ще има част от абразивното свързващо вещество, което не е силно, което пада твърде бързо.

3.3 Влиянието на абразивния диамант включва главно влиянието на диамантеното покритие, вида и размера на частиците и др.

(1) След като диамантената повърхност е покрита с метал, якостта на натиск на единичните частици се подобрява и съотношението на износване се намалява, което удължава експлоатационния живот.

В сравнение с диамант без покритие, специфичната функция включва следните аспекти: (1) покритие бавен топлинен импулс на смола връзка диамантено покритие топлопроводимостта е по-малка от диаманта, така че контактни инструменти, диамантени зърна от мигновена висока температура след покритие към смолата, като по този начин незабавната защита на абразивните части на смолата не се влияе от повреда при висока температура;

(2) покритието за подобряване на якостта на свързване на диамант и свързващо вещество, метално покритие с диамант отвътре, външно и свързващо вещество от смола може да бъде добра връзка;

(3) покритието за подобряване на якостта на раздробяване на диамантените частици, покритият метал след отстраняване на дефектите на диамантените частици играе подсилваща роля и покритието съдържа пластичен метал, допринася за подобряване на якостта на раздробяване на частиците;

(4) Покритието върху абразивните частици играе изолационна защитна роля, изолиране на кислород и друга вредна роля на среда, в същото време при смилане при висока температура, покритието върху графитизацията на диамантен кристал може да играе инхибиращ ефект.

(2) Вътрешни и чуждестранни производители на свръхтвърди материали са направили сравнително подробна класификация на свръхтвърд абразив, сред които нискокачествен диамантен абразив или диамантен абразив с висока самоострота и свойство на микросмачкване, обработени по специална технология, се използват главно при подготовката на свързани със смола диамантени инструменти.