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金刚石刀具企业存在的问题

日期:2018-02-07 15:20 人气:
 随着科学技术的发展,新型材料不断增长,机械加工向高质量、高精度、高效率、自动化方向的不断发展,陶瓷结合剂金刚石砂轮的应用范围越来越广,用量不断增加。主要应用于金刚石刀具、立方氮化硼刀具、硬质合金及新型工程陶瓷材料的粗磨、精磨及超精磨,金属陶瓷、铸铁、陶瓷、宝石、铁氧体,混凝土、耐火材料、纤维增强塑料的磨削和加工。
    金刚石刀具主要集中在PCD复合片、化学气相沉积(CVD)涂层刀具和单晶金刚石刀具等方面。选择合理的工艺参数,陶瓷结合剂金刚石砂轮研磨单晶金刚石,研磨效率比金属结合剂砂轮高,磨耗比非常小,加工成本低,因此采用陶瓷结合剂砂轮研磨单晶金刚石,可极大的提高破天研磨效率。在磨削PCD刀具方面,由于树脂结合剂较软,磨削时容易变形,不能有效地磨削PCD刀具;金属结合剂由于对磨粒的结合能力太强而使砂轮自锐性差,磨削效率低,而且金属结合剂砂轮会造成PCD刀具边缘产生严重的破坏;综合磨削效率、砂轮耐用度及工件表面的加工质量,陶瓷结合剂金刚石砂轮是磨削PCD刀具的合适选择。

    细粒度陶瓷结合剂金刚石砂轮用于对铬淬火钢轴承滚柱做精密尺寸加工。
    存在的问题:
    由于金刚石的特性,使它对陶瓷结合剂的各项性能有特殊的要求,因此目前国内陶瓷结合剂金刚石砂轮还没有得到广泛的应用。国内的金刚石砂轮主要为树脂和金属结合剂,陶瓷结合剂的用量还很少。其主要原因是:[1]由于生产金刚石砂轮用低温结合剂,为降低耐火度,结合剂中引入大量碱性物料,这样得到的低温陶瓷结合剂,其各项性能(耐火度低,低热膨胀系数,强度等)不易控制;[2]在生产制造时,由于超硬材料的惰性,使结合剂对磨粒的润湿和粘结能力差,降低了结合剂对磨粒的结合强度,砂轮在磨削加工时,磨粒脱落快,磨耗大;[3]在磨削加工中,由于陶瓷的脆性大,砂轮在使用时的抗冲击能力、抗疲劳性能都很差,使用中容易发生脆裂现象,从而影响砂轮的磨削特性,而且陶瓷的导热性能差,磨削区域局部温度高,使超硬磨粒容易热损耗,也会影响砂轮的磨削特性。这就直接影响了陶瓷结合剂金刚石砂轮的使用。

    研究现状:
    
 为解决上述问题,科技工作者从多方面进行了研究,其中低温陶瓷结合剂的性能是影响陶瓷接合剂金刚石砂轮内存质量和发展的关键因素。因此,研究高强度、低温、低膨胀系数等性能优良的低温陶瓷接合剂是国内外超硬材料陶瓷砂轮研究的重点。

    TanakaT,EsakiS,NishidaK等通过有选择地在砂轮内增加气孔的数量和大小,可以使超硬材料套次砂轮的自锐性得到进一步的改善。

    JacksonMJ,BarlowN,MillsB通过控制超硬材料陶瓷砂轮内的气孔结构,使生产的砂轮具有高粘结强度、磨削加工时有良好磨削效率和冷却性能。通过热机械分析、Raman光谱分析等手段,Kuan-HongLin,Shih-FengPeng,Shun-TiabLin对烧结温度、烧结气氛、烧结时间对超硬材料陶瓷砂轮烧成收缩率及金刚石的烧损进行了研究,并研究了了陶瓷结合剂金刚石砂轮的烧结参数与磨削特性。俄罗斯学者选用的超硬材料陶瓷结合剂配方主要以化学成分进行配比,选择硼玻璃或硼铅玻璃体系作为理论研究对象。还对铅玻璃结合剂进行了比较深入的研究,但铅是一种有毒物质,高温下容易分解。