金刚石滚轮的分类、特点及应用

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      1. 金刚石滚轮的分类、特点及应用

 

金刚石滚轮在结构上与普通磨料滚轮有所不同,一般的是由金刚石磨料层、过度层与基体组成。金刚石磨料层起切削作用,包括金刚石磨粒及结合剂;基体起支撑作用,由陶瓷或金属等组成;过度层则连接金刚石磨料层与基体,由树脂、金属或陶瓷等结合剂组成。

  1. 金刚石滚轮的分类

1  按结合剂分为:树脂结合剂金刚石滚轮、陶瓷结合剂金刚石滚轮和金属结合剂金刚石砂

轮。

2  按生产工艺分:烧结式金刚石滚轮、电镀金刚石滚轮与钎焊金刚石滚轮

3  按形状分:杯形滚轮、碗形滚轮和碟形滚轮等。

还可以按磨削方式等其它分类方式把金刚石滚轮分为不同的几种。

  1. 金刚石滚轮的特点

金刚石滚轮是属于超硬磨粒滚轮,与普通磨料滚轮相比,具有非常明显的特点和优势[7-9]

1  金刚石磨料的硬度决定了金刚石滚轮的主要特性,其可对硬质合金、玻璃、陶瓷等难加工材料进行高效磨削,且磨削工具有着最长时间的使用寿命。

2  金刚石具有高的抗磨性,滚轮磨损较小,使用时间就越长,在磨削加工中,金刚石磨粒的尺寸、形状和形貌变化小,这样更适合高精密的加工,且生产效率高,金刚石滚轮是可以同

时满足高效和精密加工的工具。

3  修锐后的金刚石滚轮能够保持磨粒长时间的微刃性,良好的切削性能保证了磨削过程中较小的磨削力,从而降低了磨削功率,节约了能量。

4  金刚石的导热性非常好,有利于热量的疏散,避免工件烧伤、裂纹及掉块等现象,大大提高了工件表面加工的质量。

单层钎焊金刚石滚轮是一种新型的超硬磨粒滚轮,利用钎焊技术,实现金刚石磨粒、钎料结合剂和金属基体界面化学冶金结合,从根本上打破了传统滚轮结合剂对磨粒物理包裹的束缚, 提高了钎焊金刚石滚轮磨粒把持强度,钎料结合剂的爬升高度维持在 20%~30%即可实现对磨粒的高强度结合,足以满足滚轮在大负荷的高速或超高速高效磨削过程。金刚石滚轮磨粒出露度高达 70%~80%,使滚轮变的更锋利,切削性能大大提升,磨削过程产生的磨削力、磨削温度、磨削功率和磨削比能大大降低,极大地提高了加工效率及钎焊滚轮的寿命。钎焊滚轮的容屑空间更加充足,不易堵塞,避免了切屑对工件的损伤,同时容屑空间可以容纳更多的冷却液,有效降低磨削工件温度,避免烧伤等现象[10]。另外单层钎焊金刚石滚轮还具有以下的特点[10-12]

1  磨粒有效利用率高,具有更高的加工效率。磨粒结合牢固,可以达到所谓的永不脱落,单颗有效磨粒利用率达其本身的 70%~80%

2  容易实现磨粒的优化排布。钎焊金刚石滚轮可根据材料特性和加工条件设计滚轮地貌,

实现滚轮工作面的有序排布,最优利用金刚石磨粒,减少重复磨削,降低能耗,充分发挥钎焊滚轮的磨削性能。

3  单层钎焊金刚石滚轮磨粒的有序排布,可以准确控制滚轮表面的磨粒间距,理论上可以

在给定的磨削参量下大致计算出单颗磨粒最大切削深度,改进磨削工艺条件使单颗磨粒切厚就会控制在一定范围内,小于工件的临界切削厚度,便可实现硬脆材料工件的延性加工。

4  钎焊金刚石滚轮制作过程不产生废气或废水,更有利于环保。

  1. 金刚石滚轮的应用

由于金刚石磨料所具有的特性和优势,使金刚石滚轮成为玻璃、陶瓷、宝石、石材等硬脆材料及硬质合金磨削加工的理想首选工具。随着时代的进步,科学的发展,社会的需要, 新型材料的研制,磨削加工向高质量、高精度、高效率、自动化方向不断发展,金刚石滚轮起的作用越来越明显,金属结合剂金刚石滚轮对磨粒的把持强度高,寿命长,磨耗少,使的金刚石滚轮在高速和超高速高效高精度磨削加工中充分发挥其耐磨性切削能力强的特点,尤其在硬脆难加工材料更显其明显优势,应用广泛。

金刚石滚轮在工业各部门各领域几乎都有应用,航空航天、模具制造业、半导体制造业、光学加工制造业等。目前,陶瓷材料、光学材料、航空发动机涡轮叶片、硅片制品等都多用金刚石滚轮磨削[4]

2020年3月26日 08:07
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