Návrh a aplikace kotouče pojeného pryskyřicí

1. Úvod do diamantového brusného kotouče pojeného pryskyřicí

Pryskyřičné pojivové nástroje ze supertvrdého materiálu se vyrábějí hlavně z diamantu nebo CBN jako abraziva, pryskyřičného prášku jako pojiva, s přidaným vhodným plnicím materiálem a po návrhu složení, míchání hmotnosti, lisování za tepla, sekundárním vytvrzování, následném zpracování a dalších procesech, které jsou použitelné pro různé požadavky na broušení
Ve srovnání s keramickým pojivem nebo kovovým pojivem má vlastnosti jednoduchého výrobního procesu, snadný přístup k surovinám, nízkou cenu a lze jej použít na velké množství nekvalitních super tvrdých abraziv, zpracovatelské předměty jsou široké, jako jsou všechny druhy z obtížně zpracovatelné oceli, tvrdé slitiny, skla, keramiky, kamene atd.
Pryskyřičné supertvrdé brusné nástroje jsou široce používány, protože mají dobrou samoostření a není snadné je zapojit do procesu broušení a obrobek má dobrou kvalitu povrchu a brusný kotouč se snadno opracovává.

Pryskyřičné pojivo používané v pryskyřičných diamantových nástrojích lze rozdělit do dvou kategorií: fenolová pryskyřice a polyimidová pryskyřice. Skutečná pracovní teplota diamantových nástrojů z fenolové pryskyřice není vyšší než 120 stupňů. Polyimidová pryskyřice má lepší tepelnou odolnost a lze ji používat po dlouhou dobu při 260 stupních.
U relativně drahých polyimidových pryskyřic se stále více používaly fenolické pryskyřice, zejména v posledních letech, kdy vědci modifikovali fenolické pryskyřice tak, aby produkovaly skutečnou pracovní teplotu vyšší než 200 stupňů C, jako je 939P od Advanced Mixed Limited z Velké Británie.

Tento článek představuje především myšlenku designu a ovlivňující faktory pryskyřičných diamantových nástrojů.

2. Konstrukce diamantových nástrojů pojených pryskyřicí

Konstrukce diamantových nástrojů pojených pryskyřicí je založena hlavně na následujících pěti aspektech:
(1) Přilnavost musí být dobrá.
Pojivo může být rovnoměrně rozmístěno na brusném povrchu, brusné částice mohou být pevně řízeny v brusném nástroji a mohou být pevně spojeny s matricí, díky čemuž brusivo nejen snadno předčasně odpadá, ale také zabraňuje pojivu oddělování od matrice, zajištění bezpečnosti výroby.
(2) Vysoká účinnost broušení, dobrá odolnost proti opotřebení, dobrá povrchová úprava (nebo drsnost povrchu).
Pryskyřičné pojivo kvůli pružnosti a křehkosti, takže při broušení samoostří, není snadné se zasunout, ale má nízkou odolnost proti opotřebení.
Proto, když studujeme a navrhujeme vzorec pojiva, musíme za předpokladu zajištění požadavků na hladkost zvážit nejen vysokou účinnost broušení, ale také co nejvyšší odolnost proti opotřebení.
Důležitá je příprava pojiva. Poměr pojiva by měl být zvolen tak, aby splňoval jak vysokou účinnost broušení, tak dobrou odolnost proti opotřebení, aby byly zajištěny požadavky na broušení a sníženy náklady.
(3) Dobrá tepelná odolnost.
Pokud je tepelná odolnost pojiva špatná, takže brusivo v procesu použití není odolné vůči vysoké teplotě, rychlé spotřebě a dokonce i proto, že je teplo při broušení příliš vysoké, takže brusivo spálí, praskne, krouží atd. ., proto zvolte dobré pojivo odolné vůči teplu a přidejte vhodné plnivo, aby se zlepšila jeho tepelná odolnost;
(2) Pro broušení za mokra používejte pokud možno chladicí kapalinu, aby se zvýšila životnost brusných nástrojů;
(3) Pokud se používá suché broušení, zajistěte, aby posuv byl co nejmenší, aby se zvýšila životnost brusného nástroje.
(4) Pevnost pojiva musí být vysoká.
Síla pojiva přímo ovlivňuje účinnost broušení, velikost otěru, kvalitu obrobku a bezpečnostní výkon brusného nástroje v procesu použití, takže je nutné porozumět faktorům, které ovlivňují pevnost pojiva.
 

Hlavní faktory ovlivňující pevnost pojiva jsou:

(1) přidání plniv zvýší nebo sníží pevnost pojiva. Většina plniv zvýší mechanickou pevnost a zvýší se se zvýšením množství plniva v určitém rozsahu, ale poměr opotřebení se sníží.
Některá plniva, jako je grafit a pevný sirník molybdeničitý, po přidání se pevnost sníží, takže podle požadavků rozumného výběru plniva;
(2) Hustota tváření brusiva (nebo poréznost brusiva) ovlivní pevnost pojiva.
Hustota tváření brusiva je nízká, pórovitost je vysoká a pevnost pojiva je nízká, zatímco pevnost pojiva je vysoká.
Proto je nutné racionálně navrhnout parametry pórovitosti brusného nástroje.
(3) Teplota kalení, teplota sekundárního kalení a křivka nárůstu teploty brusného výlisku ovlivní pevnost pojiva.
Tvrdost pojiva musí být přiměřená, dobrá odolnost proti opotřebení.
Síla pojiva musí odpovídat rychlosti opotřebení diamantových (nebo cBN) abrazivních částic. Abrazivní částice by neměly předčasně odpadávat z důvodu rychlého opotřebení pojiva. V takovém případě nebude brusivo plně využito, což má za následek odpad.

3. Faktory ovlivňující diamantové nástroje pojené pryskyřicí

Pryskyřičné diamantové nástroje jsou vyrobeny z pryskyřičného pojiva, plniva a diamantového brusiva po smíchání a vytvrzení lisováním za tepla.

Jeho vlastnosti jsou také přímo ovlivněny pryskyřicovým pojivem, plnivem a diamantovým brusivem.

3.1 Vliv pojiva zahrnuje především vliv typu a obsahu pojiva atp

(1) Společnou charakteristikou všech druhů diamantových nástrojů s pryskyřičným pojivem je špatná tepelná odolnost, v procesu obrábění se diamantový nástroj a obrobek mezi teplem generovaným místní vysokou teplotou snadno, jakmile dosáhne kritické hodnoty, držení pryskyřičného pojiva diamantu, diamant pod podmínkou, že není zcela matný, odpadne, takže náklady na obrábění se značně zvýší.

V současnosti je pryskyřičné pojivo upraveno tak, aby se zlepšila jeho tepelná odolnost.

Gao Liangchang modifikovaná fenolová pryskyřice se čtvercovým alkyletherem a její tepelná odolnost může dosáhnout nad 180 stupňů.

Du Yang a kol. syntetizovaný borosilikonový prepolymer, kyselina boritá, fenol a formaldehyd jako suroviny pro novou borosilikonovou fenolovou pryskyřici BSP, díky zavedení vazby BO a organického křemíkového řetězce do struktury fenolové pryskyřice má pryskyřice BSP vynikající tepelnou odolnost a houževnatost, ale také zlepšenou voděodolnost a skladovatelnost pryskyřice.

Xiao Dongzheng a kol. použil BMI (bismaleimid) k modifikaci fenolové pryskyřice a získal bismaleimidem modifikovanou fenolickou pryskyřici s dobrou tepelnou odolností.

(2) Vliv obsahu pryskyřičného pojiva.

Obsah pryskyřičného pojiva má velký vliv na obráběcí výkon diamantových nástrojů.

Monokrystalický křemíkový plátek byl v literatuře zaveden ztenčovací brusný kotouč, zvýšil se obsah pryskyřicového pojiva, tvrdost brusného kotouče, pevnost v tlaku se postupně zvyšuje, když se obsah pryskyřicového pojiva do určité míry zvýšil, vyšší než opotřebení brusného kotouče pomalý, povrch brusného kotouče současně náchylný k jevu blokování, obsah je současně vyšší, tím závažnější je jev blokování.

(3) Vliv velikosti pryskyřičného pojiva.

Velikost částic pryskyřičného prášku používaného při výrobě diamantových brusiv v Číně je většinou mezi 80 ~ 180 mesh. V tomto rozsahu velikostí jsou dvě vady, jedna je ta, že ovlivňuje tvářecí vlastnosti brusiv, druhá je, že může ovlivnit vlastnosti pojiva.

V procesu potlačení lze stromový prášek zahřát, aby změknul a měl určitou tekutost, dosáhl cíle potaženého brusiva, ale v procesu potlačení je pojivovými materiály tlak ve formě, prostor je omezený, rozsah toku pryskyřice je omezena, když strom tlustý velikost částic prášku, bude část abrazivní pojivo není silné, které padají příliš rychle.

3.3 Vliv brusného diamantu zahrnuje především vliv diamantového povlaku, typu a velikosti částic atd.

(1) Po potažení povrchu diamantu kovem se pevnost jednotlivých částic v tlaku zlepší a poměr opotřebení se sníží, což prodlouží životnost.

Ve srovnání s diamantem bez pokovování zahrnuje specifická funkce následující aspekty:

(1) povlak pomalý tepelný puls pryskyřičného pojiva diamantový povlak tepelná vodivost je menší než u diamantu, takže kontaktní nástroje, diamantové zrny s okamžitou vysokou teplotou po pokovení na pryskyřici, čímž okamžitě chrání abrazivní části pryskyřice nejsou ovlivněny vysokou teplotou poškození;

(2) povlak pro zlepšení pevnosti spojení diamantu a pojiva, kovový povlak s diamantem uvnitř, vnější a pryskyřičné pojivo může být dobré spojení;

(3) povlak pro zlepšení pevnosti v drcení diamantových částic, pokovený kov po vytvoření defektů diamantových částic, hrál vyztužující roli a povlak obsahuje tvárný kov, přispívá ke zlepšení pevnosti v drcení částic;

(4) Povlak na abrazivních částicích hraje roli izolační ochrany, roli izolace kyslíku a dalších škodlivých médií, zároveň při broušení při vysoké teplotě může povlak na grafitizaci diamantového krystalu hrát inhibiční účinek.

(2) Tuzemští i zahraniční výrobci supertvrdých materiálů provedli poměrně podrobnou klasifikaci supertvrdého brusiva, mezi které se při přípravě brusiva používá především diamantové brusivo nízké kvality nebo diamantové brusivo s vysokou samoostřící a mikrodrtivou vlastností upravenou speciální technologií. diamantové nástroje pojené pryskyřicí.