磨PCD刀具用陶瓷结合剂金刚石砂轮的研制

以Li2O-Al2O3-SiO2-B2O3系作为基础玻璃,设计了两种不同化学组成的结合剂(V1和V2)。采用三点弯曲法,考察了两种结合剂试样的抗折强度随烧结温度的变化规律,以及结合剂引入量对含金刚石试样抗折强度的影响;借助XRD衍射分析技术测试了结合剂试样条的物相构成;分别用两种结合剂制作了陶瓷结合剂金刚石砂轮,考察了在不同磨削条件下的磨削效果。实验结果表明:V1结合剂为玻璃质结合剂,V2结合剂为微晶玻璃质结合剂;采用V1结合剂制作的金刚石砂轮比采用V2结合剂制作的金刚石砂轮性能更佳,可用于PCD/PCBN复合片的粗磨加工。     

Na20含量对金刚石砂轮陶瓷结合剂性能的影响

研究了陶瓷结合剂中Na20的含量对陶瓷结合剂性能的影响。发现结合剂的耐火度随Na20含量的增加而降低；结合剂中Na20含量对由结合剂和金刚石磨料制得的力学试条的强度有很大影响，结合剂Na20含量较低时，随Na20含量的增加，力学试样抗弯强度提高。Na20／（B203＋Al203）的摩尔比为0．5时，试样的抗折强度最高为70MPa。同时，随Na20含量提高结合剂的膨胀系数增长，但Na20含量较低时膨胀系数增长较慢。实验结果表明通过改变Na20含量可以有效的调节金刚石用陶瓷结合剂的性能。     

MgO/SiO_2摩尔比对金刚石砂轮用陶瓷结合剂性能的影响

研究了Na-B-Al-Si-O系陶瓷结合剂中MgO/SiO2摩尔比对其性能的影响。研究表明,随着MgO/SiO2摩尔比从0.09增加到0.35,结合剂的耐火度从800℃降低到725℃,热膨胀系数先减小后增大,但MgO的加入能有效控制结合剂热膨胀系数只在小范围内变化。制备的砂轮试样抗折强度最高值达到95MPa,利用所研究的结合剂制备的砂轮比市售砂轮使用寿命提高25%。研究结果证明:减少碱金属氧化物含量、增大碱土金属氧化物含量是获得低耐火度、低热膨胀系数结合剂的一种有效方法。     

磨PCD刀具陶瓷结合剂金刚石砂轮的研究

本文研究制备Na2O-B203-Si02-Al203多元系基玻璃料,并配制成低温陶瓷结合剂,研究发现:耐火度为685℃,流动性为110%～130%,线膨胀系数为5.35×10-6℃-1的低温陶瓷结合剂具有优异的性能.制备的陶瓷结合剂金刚石砂轮在725℃烧成后,磨具的抗弯强度和洛氏硬度达到最佳值,分别58.61 MPa和77.9.用其磨削PCD刀片时锋利性好,磨削中间不需修整,砂轮耐用度高.运用扫描电子显微镜(SEM)分析了陶瓷结合剂金刚石磨具的断面形貌、磨削后磨削面形貌,表明结合剂对磨粒黏结牢固,断面组织均匀.     

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。     

陶瓷零件精密成形磨削新工艺研究

本研究开发采用金刚石磨料砂轮精密成形磨削陶瓷材料新工艺,实现采用金刚石磨料砂轮精密(微米级)成形磨削复杂形状陶瓷零件.文章介绍了磨削工艺中采用的提高成形磨削砂轮工作形面精度保持性、金刚石磨料砂轮的高效精密成形修整、砂轮修锐等关键技术.采用的砂轮是1A1 305×20×127×10 MBD 150 B 100,其特别之处是采用了新型树脂结合剂,具有良好的高温强度性能,磨削速度为40 m/s,新的砂轮修正方法将金刚石砂轮修整过程分为修形、修磨和修锐几个阶段.采用切入式成形磨削,磨削余量约1 mm,磨削得到的陶瓷零件形面圆弧精度可达到:0.005 mm,齿距误差:0.0025 mm;此外还进行了磨削陶瓷轴承环试验,磨削后获得的陶瓷零件圆弧精度达0.005 mm,沟道形位精度:0.003 mm,尺寸分散度在微米级.采用本方法可以成形磨削几乎任意形面的陶瓷或其他适合金刚石磨料砂轮加工的材料零件.     

CBN研磨盘用陶瓷结合剂的研究

本文对三种低温陶瓷结合剂的性能进行综合研究,结果发现:耐火度为775℃,流动性为110%~130%,线膨胀系数为5.79×10-6℃-1的低温陶瓷结合剂V2的综合性能优异。通过差热分析发现,在测定温度范围内结合剂V2没有明显的晶相产生。用结合剂V2制备的陶瓷结合剂CBN磨具试样在800℃烧成后,磨具试样的抗弯强度达到最佳值67.5 MPa。制备的磨盘在磨削时锋利性好,磨削中间修整次数少,磨盘的耐用度高。运用扫描电子显微镜(SEM)对磨削后CBN磨片的磨削面形貌进行观察,表明结合剂对磨粒黏结牢固,断面组织均匀。     

陶瓷结合金刚石砂轮磨削硬质合金表面粗糙度的研究

本文采用正交试验法研究了砂轮线速度、横向进给速度、磨削深度和磨削行程四种磨削参数对陶瓷结合金刚石砂轮磨削硬质合金表面粗糙度的影响,通过显微镜观察了硬质合金的表面加工质量,分析了影响表面加工质量的因素,得出了优化的工艺参数.结果表明:四种磨削参数对硬质合金表面粗糙度的影响顺序为:横向进给速度＞砂轮线速度＞砂轮行程＞磨削深...     

钎焊金刚石砂轮磨削石材中金刚石粒度对磨削力的影响研究

本文通过测量不同金刚石粒度的高频感应钎焊金刚石砂轮磨削花岗石过程中的磨削力，对砂轮所受的法向力和切向力进行了研究。对不同粒度条件下磨削深度、进给速度和砂轮线速度对磨削力的影响进行了分析。研究发现磨削力随砂轮线速度的增大而减小，随磨削深度和进给速度的增大而增大，磨削深度对磨削力的影响程度比进给速度大。小粒度金刚石磨削时，磨削三要素对磨削力的影响比大粒度金刚石磨削时大。     

陶瓷结合剂与金刚石高温下的界面结合机理研究

本文研究了陶瓷结合剂与金刚石的界面反应、界面结构和结合状况.通过对改性Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃和B2O3-PbO-ZnO-SiO2低熔玻璃镀钛、不镀钛金刚石试样的电镜分析、XRD分析以及两种结合结合剂与镀钛、不镀钛金刚石试样的抗折强度测定,研究了结合剂(Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃和B2O3-PbO-ZnO-SiO2玻璃)与金刚石(镀钛和不镀钛)的结合机理和结合状况.发现:改性Li2O-Al2O3-SiO2玻璃经过合适的热处理工艺能在金刚石试样中出现以Li2Al2Si3O10为主晶相的微晶体,试条的抗折强度是B2O3-PbO-ZnO-SiO2低熔玻璃金刚石试样的2.5倍以上;镀钛金刚石与微晶玻璃结合剂之间产生化学结合,抗折强度比不镀钛金刚石试条提高20%以上;而对B2O3-PbO-ZnO-SiO2玻璃结合剂而言,金刚石表面镀钛对试条的抗折强度的提高无明显作用.     

烧结陶瓷结合剂碳化硅磨具显微结构研究

通过电子探针微区分析研究了黏土-长石-石英系烧结陶瓷结合剂碳化硅磨具的显微结构特征,重点研究了结合剂的显微结构。结果表明:结合剂呈典型的烧结状态,有大量的相界和微细裂纹,结合剂和磨粒的结合紧密程度不一;结合剂中有尺寸较大的气孔,最大可达50μm。能谱分析和元素面分布分析表明:结合剂物相主要由玻璃相和残留石英组成,在较大颗粒的残留石英内部及其周围发育有裂纹。此外,本文对磨具显微结构与磨具性能之间的关系作了理论探讨。     

细粒度钎焊金刚石砂轮磨削花岗石的磨削力特征分析

通过测量磨削力,研究细粒度钎焊金刚石砂轮磨削花岗岩过程磨削力随加工参数的变化特征。结果表明:磨削力是随着砂轮线速度的增大而减小,随着工件进给速度的变大而增大,随着磨削深度的增大而增大。回归分析表明,磨削力受磨削深度的影响程度最大。不同加工条件下,法向磨削力与切向磨削力之间存在良好的线性关系,比值约为7.6。磨削过程中,金刚石与花岗石之间的运动符合Coulomb定律描述的滑动摩擦方式。     

钎焊金刚石砂轮磨削硬质合金温度的试验研究

根据半人工热电偶测温原理制备了磨削测温试样,利用感应钎焊金刚石砂轮和电镀金刚石砂轮进行硬质合金YG6的磨削试验,研究了磨削深度、工件进给速度对工件表面磨削温度的影响。试验结果表明:在相同的磨削参数下感应钎焊金刚石砂轮的磨削温度要远低于电镀金刚石砂轮,且随着磨削深度和工件进给速度的增大磨削温度上升较为平缓,钎焊金刚石砂轮磨粒出露高度高、容屑空间大,磨粒呈有序排布是磨削温度较低的主要原因。     

钎焊金刚石砂轮修整实验研究

单层钎焊金刚石砂轮的圆度轮廓精度由于受磨料粒径和钎焊结合剂层高度不均匀等因素的影响而使其难以在工程陶瓷等硬脆材料精密磨削中应用.然而单层钎焊金刚石砂轮的修整是直接对金刚石磨粒进行微量的磨损,修整难度大、效率低,因此,探讨快捷且精密的整形方法就成了解决其应用问题的关键技术之一.在本文研究中,分别采用铁基金刚石烧结磨块、钎焊细粒度金刚石板和氧化铝磨块三种整形工具对钎焊金刚石砂轮进行了磨削法整形实验研究,实验结果表明利用氧化铝磨块进行磨削修整效率极低;钎焊金刚石板磨削修整虽然效率高,但是对砂轮表面金刚石磨粒造成大量破碎磨损;铁基金刚石烧结磨块在整形过程中可稳定地以磨平方式磨损砂轮表面金刚石磨粒,经精密整形后的砂轮圆度轮廓精度较高,用其磨削工程陶瓷时工件表面的犁沟和裂纹明显减少.     

电镀金刚石砂轮磨削火成岩质水晶的磨削力研究

采取顺磨和逆磨两种磨削方式,采用电镀金刚石砂轮对火成岩质水晶进行了平面磨削实验。通过测量磨削过程中的水平磨削力和垂直磨削力,得出了磨削深度、进给速度对磨削力的影响规律。结果表明,随着磨削深度的增大磨削力增大,随着进给速度的增大磨削力也增大。同时分析并讨论了火成岩质水晶的磨削力比,磨削力比Ft/Fn为0.33～0.36。     

精密内圆磨床陶瓷cBN砂轮修整机理及工艺研究

本文针对精密内圆磨床的特点,采用金刚石滚轮对陶瓷cBN砂轮进行了修整工艺的实验研究。通过对修整后的砂轮形貌、磨削工件表面质量进行检测,研究了不同修整深度和轴向速度对修整质量的影响,并进一步分析了影响机理。结果表明:该修整方法修整精度好,修整效率高;当修整速比为0.8,修整进给深度为0.002～0.003mm,轴向速度为0.3m/min时能够较好的满足工件内圆精密磨削cBN砂轮的修整要求。     

烧熔陶瓷结合剂刚玉磨具显微结构研究

本文通过电子探针微区分析(EPMA)研究了黏土-长石-硼玻璃系烧熔结合剂刚玉陶瓷磨具的显微结构,分析了磨料中的杂质特征,并对磨料与结合剂之间的反应特点进行了研究.研究表明:烧熔结合剂呈基本均匀的玻璃状态,结合剂与磨料在界面上结合紧密.棕刚玉磨料中的杂质有TiO2、ZrO2、Fe2O3、MgO、Na2O、K2O等,并以T...     

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%。     

铝基金刚石磨轮在陶瓷加工中的应用

Fe基、Cu基、Co基金刚石工具已有大量研究,Al基金刚石工具未见报道.本文采用整体烧结法制备了结合剂组成分别为Al-Sn-Ti、Al-Sn-Ti-Ni-Co、Al-Sn-Ti-Ni、Al-Sn-Ni-Co的铝基金刚石磨轮,分析了铝基金刚石磨轮磨削陶瓷后的显微组织,对比了铝基金刚石磨轮、树脂金刚石磨轮、斜齿金刚石磨轮对不同种类陶瓷砖的修整效果.结果表明:采用A1-Sn-Ti-Ni-Co作结合剂在300℃烧结制备的金刚石磨轮,金刚石出刃高,对陶瓷砖修整效果好,适用砖质广;铝基金刚石磨轮与树脂基磨轮生产成本基本相当,但使用寿命比树脂金刚石磨轮提高3倍以上.