发布时间：2023-12-10 来源：网络
ournaltionalademy金刚石砂轮的分类及研究进展辽宁科技大学【摘要】金刚石砂轮是磨削加工技术中使用最为广泛的加工工具，按结合剂的不同金刚石砂轮一般可以分为树脂结合剂金刚石砂轮陶瓷结合剂金刚石砂轮和金属结合剂金刚石砂轮。本文旨在对近年来国内外对树脂结合刚石砂轮、陶瓷结合剂金刚石砂以及金属结合剂金刚石砂轮究工作做一简单的综述，为今后通过改进陶瓷结合剂、金属结合剂及树脂结合剂的优以综合，开发新刚石砂轮奠定基础。【关键词】树脂结合剂金刚石砂轮：陶瓷结合剂金刚石砂轮：金属结合剂金刚石砂轮刚石砂轮赴磨削加工技术中使刚最为广泛的加工工具，按结合剂为树脂结合剂金刚石砂轮、陶瓷结合剂金刚石砂轮和金属结合剂金刚石砂轮。树脂结合剂金刚石砂轮多采用热固性树脂，具有固化温度低、制备相对简便等优势，主要用于刃磨及平面磨。金属结合剂金刚石砂的结合力强，韧性好，能承受较大载，已经在脆硬材料复杂型面的成型磨削、精密和超精磨削领域得到了应用。陶瓷结合剂金刚石砂轮具有较脂结合剂金刚石砂轮自锐性优于金属结合剂金刚石砂‘泛应用于加工复合片、硬质合金、玻璃、陶瓷材料。水文旨在对近年来囤内外对树脂结合剂金刚石砂轮、陶瓷结合剂金刚石砂轮以及金属结合剂金刚石砂的研究工作做一简单的综述究现状树脂结合剂金刚石砂轮以树脂粉为粘结材料，加入填充材料，通过热压、硬化及机加工等工艺制成具有削工具。内川做树脂结合剂金刚石砂轮合剂主要有酚醛树脂、环氧栩脂和聚酰亚胺等同问题是耐热性差，磨削过程中产生的磨削导致树脂软化、分解及对料的粘结力下降削过程中金刚石磨料没有发挥很好的作用就容易大。树脂(PF)_足世界上最早实现工业化的合成树脂，在树脂结合剂金刚石砂轮中的应用十分普遍，但是普通酚醛树脂作为砂轮稳定使用，若超过200，其酚羟基和亚甲基便会发生氧化，影响其耐热性和抗氧化性：化后的酚醛树脂问仅有亚甲基相连而显脆性，因此传统未改性的酚醛树脂脆性大，韧性差，耐热性不足，限制了树脂结合剂金刚石砂轮的应用。因此制备高性能的酚醛树脂非常必要近年来，国内外十分重视酚醛树脂的改性及其复合材料的增强发出一系列具有优的耐热和阻的高机械强度的酚醛树脂品种改性酚醛，其热分解温度为522F失重率仍为17．5％，川典制成的摩擦材料的高温摩擦系数稳定恢复性好：熊雪梅等用熔融共混的方法将聚砜引入酚醛树脂以剑麻纤维作改性酚醛树脂的增强体，采用加压成型技术制成f【学擦复合材料，结果表日Jj聚砜的引入可使得酚醛树脂的耐热性能提高，且复合材料的摩擦桐油改性酚醛树脂的聚合过程中添加经过分散热固性酚醛树脂，将其用于摩擦材料中，其抗热衰退性和摩阻性能具有明显的改善等。2、金属结合剂金刚石砂轮的研究现状金属结合剂对金刚石磨料的把持力的强弱是影响金属结合剂金刚石砂轮寿命的关键因素，因此对金属结合剂金刚石砂轮的研究主要集中在以下几个方面Fe基取代Co用作金属结合剂金刚石砂轮的结合剂，降低生产成本。如韩jffj等考察了碳含料密度达到最小值7．47g／cm3；含碳髓0．4％2015年第1期昆明民族干部学院学报料密度达到最大值7．65g／cm3。陈霞等通过向铁基结合中加入少量Co减少了结合剂对金刚石表面的侵蚀由于Co的加入使得金刚石表面附着一层致密材料，从而使胎体材料与金刚石结合得更加紧密。戴秋莲等研究发现适当增加、Cu、Ni的含量可以提高铁基胎体材料的机械性能，砂轮烧结温度对铁基胎体材料的硬度、抗弯强度有显著的影响，适量的znsn有利于液相烧结采取工艺措施实现金属结合剂对磨料的把持力。一是通过向烧结原材料添加活性Ti(TilCr、稀土元素等来实现：二是在金刚石磨粒表面镀附Ti、c等活性金属或者合金镀层，提高结合剂对磨料的把持能力改善金属结合剂金刚石砂轮修整能力T．Tanaka等尝试开发了一种以铸铁为结合剂的多孔金刚石金属砂轮，将多孔陶瓷的金刚石砂轮的空隙结构引入到金属金刚石砂轮，以获得金刚石磨粒较好的出刃能力和自锐性。其后日本H．Tomino与s．H．Truong等人发展了热等静压烧结、通电烧结、真空烧结种制备方法，通过对制备工艺、孔隙率和各种磨削性能的对比研究，对该新型多孔金属结合剂金刚石砂轮有了更进一步的认识。国内研究者提出通过改变金属结合剂配方使其磨损速率与金刚石磨料的磨损速率相匹配，以提高金属结合剂金刚石砂轮能力，但该方法受被加工材料本身性能、不同金刚石品级以及金属结合剂可调控配方成分范围有限的影响，该工艺的应用具有局限性。廖翠姣等通过向金属结合剂中加入一定量造孔剂，获得具有一定孔隙率的多孔金属结合剂金刚石节块试样目前，金属结合剂金刚石砂轮分为三种：电镀金刚石砂轮、烧结金刚石砂轮、单层钎焊金刚石砂轮。电镀金刚石砂轮只能用于磨削负荷较小的场合，烧结金刚石砂轮使用较普遍刚石砂轮目前国内还处制开发阶段。电镀金刚石砂轮电化学法制作的砂轮。电镀金刚石砂轮具有如电镀工艺简单、投资少、制造方便、无需修整、工作效率高、使用寿命长等优点。目前，电镀金刚石砂轮在高精度、高速、超高速磨削中占有无可争议的主导地位。电镀金刚石砂轮存在的缺陷如：电镀金刚石砂轮中的金刚石磨粒与镀层金属及基体之间只是普通的机械包埋镶嵌，其结合面没有形成牢固化学冶金结削温度高，容易烧伤工件表面了解决电镀金刚石砂轮磨粒把持力不够，工具容易发生堵塞等问题，也为了更充分的发挥超硬磨料的优，国外二十世纪90年代初开始以高温钎焊工艺发了单层钎焊金刚石砂轮。尤其是在高温钎焊金刚石砂轮方面取得了一定的进展。对单层钎焊金刚石砂轮来说由于高温钎焊所提供的界面上的结合强度高：同时因为结合层厚度很薄多、更锋利，磨削温度大大降低可有效防止磨削烧伤，尤其在高效磨削中更能显示出其无可比拟的优势。目前已应用于金刚石绳锯、单层钎金刚石砂轮与各种磨头及砂盘等工具的制备中。但现阶段工业化规模的单层钎焊超硬磨料磨具还是少有面市烧结金刚石砂轮磨料与结合剂粉末混合通过粉末冶金的方法烧结而成成多层结构的烧结体烧结金刚石砂轮具有结合强度高，成型性好，耐高温导热性和耐磨性好，使用寿命长，可承受较大的负荷等优点。针对烧结型金刚石砂轮，近年来部分学者开展了应用特种加工方法修整烧结型金刚石砂轮的研究、陶瓷结合剂金刚石砂轮的研究现状陶瓷结合剂金刚石砂轮具有较高的弹性模越和较低的断裂韧性，其结合强度高于树脂结合剂金刚石砂轮自锐性优于金属结合剂金刚石砂轮。陶瓷结合剂金刚石砂轮近年来广泛用于复合片、硬质合金、玻璃、陶瓷材料的加工国内外研究的热点俄罗斯等东欧国家研制了陶瓷结合剂金刚石砂轮热成型工艺，减轻刚石砂轮在高温烧结过程化现象。这种工艺的优点在于烧结温度低，保温时间短 刚石的热破坏小 ，烧结后砂轮整体性能得到很大提高 日本的桥本充 出了用MgO 、K20 、B20 3雷竞技RAYBET、SiO2、 Na20 、A120 等为原料制备陶瓷结合 烧成温度为680，保温 4-5 小时制备低温陶瓷结合剂 刚石砂轮，该砂轮可用 于工程 陶瓷和铁氧体 (Noritake)公司在 R20B20 3一A120 3一SiO2 系玻璃为基础结合剂 中添加 ZnO 制备微晶玻璃结合剂金刚石砂轮 ，该砂轮中微晶 玻璃结合剂 力学性能好 京大学采用溶胶 一凝胶技术研制 出以微粉金刚石和 立方氮化硼作为磨料的陶瓷结合剂砂轮 ，可加工出精度 为纳米级的产品。奥地利 Tyrolit 公司、美国的Norton 63 ational cademy公司采用 Li20 ．A120 3．SiO2 结温度800～900，且对烧结后的磨具进行专门的热处 理工艺 ，成功地应用于 聚晶金刚石刀具 KrebsRiedel DeBeers ABN800作为磨料 出一种新型大气孔陶瓷砂轮 ，这种新型陶瓷砂轮可 通过控制自然形成气孔与人工合成气孔的结构来达到减 少结合剂 的用最及实现磨粒规则排布的 目的。俄罗斯研 发了一种新型闭口多气孔陶瓷砂轮，这种新型陶瓷砂轮 用不可燃的发泡剂作为造孔剂 ，采用 SiC ，开辟了绿色环保砂轮制备工艺 的新途径 ，可用 于加工耐热钢 、银合金、淬火钢、磁 性材料 等。瑞士温 (WINTHERTHUR)公司生产的大气孔缓进给陶 瓷砂轮 、陶瓷结合剂 CBN 砂轮及微晶烧结陶瓷磨料砂 ，这些砂轮主要用于精密磨削，如大气孔缓 进给陶 瓷砂轮可用于涡轮叶片的磨削 ，并且可 采用滚 分滚磨法和成型磨削方法来加工精密齿轮。法围圣戈班开发 了一种 Vortex 技术 ，制备 出一种新型 陶瓷 CBN ，同时还利用Carbon Cool技术制 备了一种新型 多孔 结束语综上所述 ，虽然近年来 国内外对树脂结合剂金 刚石 砂轮 、陶瓷结合剂金刚石砂轮 以及金属结合剂金 刚石砂 定的进展，但是这 三类砂 由于磨粒形状 及其分布的随机性 ，并且磨粒只是机械包埋 、镶嵌在结 合剂层 ，把持力不大 ，在磨削过程中磨粒容易脱落 ，特别足超硬磨料 砂轮磨粒利用率不高，造成资源的大量浪费；同时为了 证结合剂层对磨粒的有效包埋 ，磨粒一般 出露高度不
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