增强纤维对超薄超硬树脂砂轮切割偏摆问题的影响

针对树脂超薄超硬砂轮切割偏摆幅度较大的问题,研究碳纤维、玻璃纤维及两者混杂对树脂超薄超硬切割砂轮切割偏摆的影响,并对其影响机理进行分析。试验结果表明:加入碳纤维有利于提高砂轮的抗折强度,加入玻璃纤维有利于降低砂轮的切割阻力,碳纤维和玻璃纤维两者混杂可有效降低砂轮的切割偏摆幅度。当加入体积分数为15%的直径为7.6 μm、长度为100 μm的碳纤维和体积分数为5%的直径为15.0 μm、长度为120 μm的玻璃纤维时,可有效降低砂轮的切割偏摆幅度,其偏摆幅度最小可达0.006 7 mm,满足生产要求,切割偏摆性能达到最优。      

晶须增强光敏树脂结合剂超薄金刚石切割砂轮片的研究

本文以快速原型制造技术为基础,研究以光敏树脂作为结合剂的超薄金刚石切割砂轮片的快速制造技术。通过在液态光敏树脂基体中加复合晶须的方法,以提高金刚石切割砂轮片结合剂机械性能,研究了REV晶须添加量对金刚石切割砂轮片强度及磨削性能的影响。对单晶硅片的切割加工试验表明,利用晶须增强光敏树脂结合剂可以显著改善光敏树脂结合剂超薄金刚石切割砂轮片的磨削性能。     

造孔剂含量对树脂结合剂硅片减薄砂轮磨削性能的影响

为改善硅片背面减薄效果,在树脂结合剂硅片减薄砂轮里添加造孔剂。通过体积密度测试、扫描电镜观察和磨削实验,研究造孔剂含量对树脂结合剂砂轮结构和磨削性能的影响。结果表明:随着造孔剂体积分数增加、投料比降低,砂轮内部孔隙率增大;且磨削实验证明造孔剂可以提高硅片的表面质量。当造孔剂添加体积分数在10%、体积密度投料比控制在75%时,树脂结合剂硅片减薄砂轮在磨削过程中具有较好的综合磨削性能,磨削出来的硅片表面粗糙度R_a、R_z、R_y值波动范围小,与其他条件下的砂轮磨削的硅片相比,表面一致性好。      

不同无机铵盐对陶瓷结合剂CBN砂轮造孔的应用研究

分别研究了无机铵盐NH4F、NH4Cl、（NH4）2SO4和NH4HCO3的不同添加量对低温陶瓷结合剂CBN砂轮造孔的影响,采用气孔率、抗折强度以及试样SEM断口形貌对造孔效果进行了评价。结果表明：NH4Cl使砂轮开裂,不能作为低温陶瓷结合剂CBN造孔剂。NH4F造孔效果不明显,不适合造孔。（NH4）2SO4造孔剂的质量分数应控制在5％以内,质量分数达到5％时,砂轮孔隙率为36．14％,抗折强度为29．03MPa,气孔皆为小孔,气孔可调性差。NH。HCO,造孔剂质量分数应控制在15％以内,质量分数为5％时,砂轮孔隙率为34．19％,抗折强度为40．32MPa;质量分数增加到15％时,孔隙率达到42．5％,抗折强度为29．16MPa,且大孔径气孔比例随质量分数的提高而提高,气孔可调性好。     

微细金属粉末对金属结合剂砂轮性能的影响

为研究微细粉末对金属结合剂砂轮性能的影响,将微细粉末和普通粉末按照设计的比例均匀混合,采用热压烧结的方法制成胎体试块,且在混合粉末中添加超硬磨料制成金属结合剂超硬材料砂轮,利用硬度计、抗折试验机、扫描电镜、切割试验机等设备,分别测试金属结合剂胎体硬度、抗折强度、断口形貌以及金属结合剂超硬材料砂轮切割性能。结果表明:微细粉末的添加有利于提高金属结合剂胎体的抗折强度,最高可以提升20%;另一方面,还可增加超硬材料砂轮的耐磨性,相同试验条件下测得半径磨损量降低了25.7%。      

SiO2微粉分形分布对超薄切割砂轮片拉伸性能的影响

在研究利用光敏树脂快速成型工艺制作超薄切割砂轮片时，发现往光敏树脂中添加适量的SiO2微粉，光敏树脂的拉伸强度明显增加。添加的SiO2微粉的用量的不同，在光敏树脂中形成的分形分布不同，对光固化成型后的超薄切割砂轮片的拉伸强度有不同的影响。本文通过研究SiO2微粉在光敏树脂中分布特征，根据分形理论，用分形维来描述其分布特征及其对光敏树脂光固化成型后的超薄切割砂轮片的拉伸性能的影响。     

不同造孔剂对陶瓷结合剂性能的影响

本文研究了加入石墨和CaCO3两种造孔材料对陶瓷结合剂性能的影响，通过改变加入量和烧结工艺，制备不同的试样，通过测定其抗折强度，气孔率和SEM照片观察，结果发现：石墨加入量和烧结温度影响陶瓷结合剂强度；当石墨加入量较少，烧结温度较低时，其强度较好；CaCO3的加入量对磨具的抗折强度影响不明显，但影响成孔的尺寸，在允许的范围内加入量越多，得到的气孔尺寸越大，气孔分布均匀，孔壁光滑；CaCO3的造孔效果比石墨好。     

低温陶瓷结合剂CBN平面磨砂轮的制备工艺研究

本文系统地研究了用低温陶瓷结合剂制作CBN平面磨砂轮的工艺过程,确定了合适的工艺参数。结果表明:选用烧制温度范围较宽(660～800℃)的低温陶瓷结合剂,可以通过调节烧结温度调整砂轮的硬度和强度,缓慢的升温和降温速度是抑制砂轮产生裂纹的有效方法;加入造孔剂既能得到满足客户需要的孔隙率,又能保证其抗折强度不低于30MPa。砂轮强度随气孔率增加而快速降低,当气孔率为18.02%时,其抗折强度为67.33MPa;当气孔率增加到37.60%时,其抗折强度降为33.09MPa;当气孔率进一步增加到47.85%时,其抗折强度下降到20.44MPa。通过合理选用工艺参数,所制备的陶瓷结合剂CBN平面磨砂轮,具有磨削效果好,生产效率高,寿命长及性价比高的综合特性。     

铜锡合金粉对树脂金刚石切割砂轮切割性能的影响及作用机理

通过切割试验,研究并分析了添加不同参数铜锡合金粉制成砂轮的切割性能。通过SEM、XRD分析了添加不同参数铜锡合金粉制成的树脂结合剂金刚石切割砂轮切割后的表面形貌和物相。试验结果表明:添加不同量及添加不同粒度铜锡合金粉制成砂轮的切割试验中,铜锡合金粉体积分数为15%、粒度为40μm左右时,砂轮的耐用度最好。不同参数铜锡合金粉制成的树脂金刚石砂轮对其切割性能都有影响,其中以铜锡合金粉添加量、铜锡合金粉中铜锡比例对砂轮的切割性能影响最为明显。     

造孔剂对金属结合剂金刚石磨具力学性能的影响

磨具中具有适量的孔隙可在磨削过程中起到排屑、冷却和促使磨具自锐的作用。由于金属结合剂磨具的烧结密度高,对金刚石的把持力较高,所以在磨削过程中磨具的自锐性较差。本文利用真空热压烧结法,在相同的试验工艺条件下,通过添加不同含量的造孔剂NaCl、K3PO4和CO（NH2）2,详细对比和分析了造孔剂种类与用量对金属结合剂抗折强度与硬度的影响。通过实验发现：造孔剂的粉末形状、造孔剂与金属结合剂的密度差都对结合剂的力学性能有直接的影响。造孔剂原料形状越规则,试样中孔的形状就越规则,对试样强度和硬度下降的影响越小;造孔剂含量越多,因孔含量随之增加,强度与硬度都会下降;NaCl较好的颗粒形状对称性以及在热压过程中不易变形的特性保证了试样中较好的孔形和对称性,它对结合剂力学性能影响明显优于造孔剂K3PO4和CO（NH2）2。     

基于空心氧化铝微球造孔的陶瓷结合剂金刚石砂轮

研究空心氧化铝微球质量分数和粒径（0.2, 0.4, 0.6 mm）对砂轮的总气孔率、抗弯强度、硬度和微观结构的影响，制备以空心氧化铝微球为造孔剂的陶瓷结合剂金刚石砂轮，并研究砂轮对石英玻璃的磨削性能。结果表明:随着空心氧化铝微球质量分数增加，砂轮总气孔率升高，抗弯强度和硬度降低；空心氧化铝微球质量分数相同时，其粒径越小，砂轮的总气孔率越高，抗弯强度和硬度越低；制备的空心氧化铝微球陶瓷结合剂金刚石砂轮可用于磨削石英玻璃，加工后石英玻璃的表面粗糙度从0.5113 μm降至0.0206 μm。      

钢轨打磨用钎焊金刚石砂轮研究

为解决传统树脂砂轮打磨钢轨时存在的打磨效率低、易烧伤钢轨和粉尘污染大等问题,分析利用钎焊金刚石技术的优势制备新型钢轨打磨用砂轮的可行性。结合磨粒有序排布工艺,制备具有开槽结构的新型钎焊金刚石砂轮,并对U71Mn钢轨钢进行打磨对比试验。结果表明:相较于树脂锆刚玉砂轮,新型钎焊金刚石砂轮能提高50%左右的打磨效率,并有效降低磨削温度,避免钢轨烧伤。在钢轨打磨过程中,新型钎焊砂轮排屑效果显著,基本不发生磨屑黏附现象;但砂轮开槽导致磨削振动增大,加剧金刚石磨粒破碎,并增大钢轨表面粗糙度。新型砂轮磨屑多为带状,磨屑体积大且无熔融小球。      

金刚石砂轮树脂结合剂的性能分析

金刚石树脂砂轮的磨削性能在很大程度上取决于结合剂的性能。目前,金刚石树脂砂轮普遍采用溶液聚合热塑性酚醛树脂作结合剂,此结合剂存在着易吸潮结团、混料困难、不易长期存放,需加固化剂才能固化,且固化过程中有大量的有害气体溢出,使用时需要加工成粉末等缺点。为克服以上不足,采用悬浮聚合热固性酚醛树脂作金刚石树脂砂轮的结合剂,可较好的解决以上问题。本文通过采用粒度分析、红外光谱分析、差热分析、失重分析及色泽对比等分析手段对悬浮聚合热固性酚醛树脂的理化性能进行了分析比较,并对该树脂结合剂在金刚石砂轮上的应用进行了磨削对比试验。由于热固性酚醛树脂结合剂具有强度高、耐热性好、颗粒粉末细、分散流动性好及使用方便等特点,试验结果表明．用悬浮聚合热固性酚醛树脂结合剂研制的金刚石砂轮其综合性能及磨削效果均优于溶液聚合热塑性酚醛树脂结合剂金刚石砂轮。     

偶联剂处理对金刚石树脂砂轮磨削性能的影响

本实验采用NaOH溶液对金刚石磨料进行了预处理,并用硅烷偶联剂进行表面改性,对改性后的金刚石磨料制造的树脂砂轮的磨削比和磨削效率进行了研究。结果表明,在干磨的条件下,改性后的金刚石磨料对砂轮磨削比的提高显著,磨削效率基本不变。通过显微镜观察磨削后的砂轮表面形貌,发现树脂对改性后的金刚石颗粒把持力增大,磨粒脱落减少,与仅用硅烷偶联剂处理的金刚石砂轮相比,其磨削比提高了50%。     

The impact of diamond particles on the susceptibility of silicon chips to flexural fracture

It was investigated in the present work how diamond or silicon particles resulting from wafer-grinding or wafer-dicing influence the susceptibility of silicon chips to flexural fracture. Silicon particles, which result from the grinding or chipping damage of silicon wafers, were found to be unimportant in determining the susceptibility of silicon chips to flexural fracture, regardless of the size of the particles. However, diamond particles resulting from the wearing-off of a diamond-embedded grinding wheel, were found to have a serious impact on chip cracking potential under a fixed flexural load of 20 N. When the diamond particles have a diameter of about 12 μm, corresponding to the maximum size of diamond particles embedded in the grinding wheel, they result in deep defects which cause preferential sites for crack initiation during three point bending. On the other hand, when the diamond particles have a diameter much smaller than 8 μm, they are unable to cause defects leading to crack initiation. Instead, such small diamond particles result in chip cracking failure only under the limited condition where they cause defect lines running parallel to the orientation of grinding marks on the back surface of chips and are subjected to maximum biaxial tension under a bending load Polishing was very effective for the minimization of interaction between diamond particles (smaller than 8μm) and grinding marks. On the other hand, in a case of large diamond particles which cause defects deeper than 6μm (corresponding to 3% of total chip thickness), polishing was not so effective. Thus, chip cracking failure under a flexural load is suppressed most effectively by the proper control of the maximum size of the diamond particles embedded in the grinding wheel.     

Numerical and experimental studies on the grinding of cemented carbide with textured monolayer diamond wheels

Textured grinding wheels could provide more excellent grinding performances than conventional grinding wheels, which have been experimentally confirmed. However, for lack of in-depth understandings of the grains-workpiece micro contact and interactions, experimental methods can only obtain the macro grinding performances, and the key issues on textured grinding wheels cannot be experimentally explained. In this paper, the combination method of numerical analysis and experiment is proposed. The experiments are conducted to evaluate the machining performances of grinding wheels from a macro level. Meanwhile, numerical methods are used to analyze the distribution characteristics of undeformed chip thickness in micro cutting process. The effects of material removal rate, texture dimension (TD) and radial dressing of grinding wheels on the distribution characteristics of undeformed chip thickness are revealed. The strong correlations between the macro grinding performances and the distribution characteristics of undeformed chip thickness are proved, and what kind of distribution characteristics are beneficial to good grinding results can be discerned, which provides a theoretical basis for tool optimization. Then, optimization strategy and steps of grinding performances are proposed. A conventional grinding wheel with same geometric parameters and grain size is used as reference grinding wheel, and the distribution of undeformed chip thickness generated in stable wear stage by the reference grinding wheel is taken as optimization starting point. After optimization, a desired distribution of undeformed chip thickness can be obtained. Finally, grinding experiments are conducted to confirm the optimization effects. In this way, using the distribution characteristics of undeformed chip thickness as a pointer, the deeper understanding of key issues on textured grinding wheel will be reached.     

六工位回转式砂轮成型压机的研制

纤维增强树脂薄片砂轮在现代工业中的应用十分广泛。目前大多数生产企业的传统生产设备存在着工人劳动强度大，生产效率低，产品质量受人为因素的影响比较大的缺点。本文针对生产企业现有生产设备的缺点，结合纤维增强树脂薄片砂轮的生产特点，研制出六工位砂轮成型压机。本机在生产上具有以下特点：产品成本较传统的生产方式可以降低10％左右；生产效率较高，与传统生产设备相比可以提高1倍以上；在生产过程中大大消除了人为因素的影响，产品质量稳定可靠。另外本机在模具的结构上进行了比较大的改进，相比八工位压机模具的成本降低了50％，可较大幅度地降低砂轮的生产成本。综上所述，六工位砂轮成型压机是一种具有较高性能价格比的砂轮生产专用设备。     

空心球造孔制备的多孔金属结合剂金刚石砂轮的磨削性能研究

本实验采用青铜结合剂为胎体,通过添加氧化铝空心球并采用热压烧结法,制备出多孔金属结合剂金刚石砂轮,并采用所制备的砂轮对工程陶瓷和铸铁材料进行磨削加工试验.实验结果表明:随着孔隙率的增加,含空心球的多孔金属结合剂金刚石砂轮的磨削阻力减小,砂轮的锋利性、磨削比和被加工工件的表面质量均得到提高;当孔隙率超过30%时,随着孔隙...