单层钎金刚石滚轮修整概述

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    1. 单层钎金刚石滚轮修整概述

 

按传统意义,单层滚轮使用方便,且无需修整[45],单层钎焊金刚石滚轮虽然可以做到磨粒的单层有序排布,实现难加工材料的高效加工,然而,由于钎焊金刚石滚轮基体制作存在一定的圆度误差,钎焊工艺过程中钎料熔化流动造成钎料结合剂层厚度不均匀,同时钎焊前的磨粒形状各不相同,且相同形状磨粒排布铺展方向也不尽相同,金刚石长短轴必然会存在一定的差异,所以制作的单层金刚石钎焊滚轮磨粒的最顶端到基体表面的高度难以控制得完全一致,高低不平,使得金刚石颗粒在滚轮圆周方向上的等高性不理想[25]。这样单层钎焊金刚石滚轮难以用于陶瓷等硬脆材料的精密或延性加工。因此,为了提高滚轮金刚石磨粒高度的一致性,适应精密磨削的应用,有必要对其进行精密修整,使修整后的钎焊滚轮的轮廓圆度得到明显改善, 动态有效磨粒数大大增加,同时保持金刚石磨粒的微刃性,保证滚轮的磨削性能,尽可能的在不增加磨削能的条件下滚轮能够实现对陶瓷等硬脆材料的精密磨削。

单层钎焊金刚石滚轮的修整与传统滚轮修整有所不同,这是由钎焊滚轮本身结构决定的, 只须对滚轮金刚石磨粒微修整,去除磨粒突出部分,修整不能使磨粒脱落,不能去除有效钎料结合剂,达到滚轮整形的目的。通过上述超硬磨粒滚轮的修整情况,总的可以看出钎焊节块修整有较高的效率,氧化铝板修整效率差,D 杯形滚轮修整精度较高,但效率太低[46]。原因在于金刚石本身为自然界中最硬的物质,接触式机械对磨修整一般修整工具的硬度大于被修整的滚轮,即使选用金刚石的滚轮作为修整工具,但其硬度决定于其结合剂的种类,磨损严重。如果选用钎焊的金刚石板修整钎焊滚轮,也就是金刚石去修整金刚石,必然碰撞冲击较为严重, 滚轮磨粒的破碎就越严重,或有可能造成磨粒的脱落。以上方法皆为物理的碰撞、对磨,使金刚石磨损或破碎,因金刚石良好的力学性能,给修整带来巨大的困难。一方面,金刚石有优良的物理性质,另一方面,其在一定条件下可以和其它物质发生化学反应,如果寻找避开金刚石的硬度,而应用其化学性质的修整方法,则可能会在修整效率和效果上大大提高。所以该方法要尽可能的满足金刚石发生化学反应的条件:

      1. 金刚石在 600oC~840oC 空气环境中会和氧气反应:

2C金刚石 + O2  = 2CO

 

 

2CO+C金刚石 ® CO2 + 2C石墨

      1. 某些金属液相状态可以作为溶剂溶解金刚石,生成相应的固溶体,对金刚石热腐蚀。
      2. 在高温下与 C 原子相互亲合扩散,发生反应生成难容稳定化合物。
      3. 是金刚石石墨化转变的良好触媒,在高温下诱使金刚石石墨化。

铁元素极好的满足金刚石发生的上述化学反应条件,且相比钛等元素与C 原子反应更强烈。故单层钎焊金刚石滚轮的修整尝试了机械化学修整法的试验研究,以低碳钢做为主要修整工具, 油石作为辅助修整工具,克服了金刚石本身高硬度带来的修整困难。

2020年3月26日 08:11
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