超硬珩磨油石的制備工藝及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題
超硬珩磨油石一般使用金屬結合劑。下面以金屬基金剛石珩磨油石為例, 具體介紹超硬珩磨油石的制作工藝。
金剛石珩磨油石制造一般采用冷壓燒結成型工藝或熱壓燒結成型工藝。冷壓工藝采用金屬模具, 在一定的壓力(350 -550MPa)下, 冷壓成一定密度(7.0 -7.3g/cm3)的半成品, 然后在還原氣氛中高溫燒結成型。該工藝鋼模使用壽命長(cháng), 單位成本磨耗較低, 而且可以大批量壓制成型、燒結, 產(chǎn)品的性能和質(zhì)量較穩定、一致。
而熱壓工藝則采用石墨模具, 在20 -25MPa 的壓力下, 同時(shí)壓制燒結成型, 其燒結溫度低, 成型壓力小、金剛石強度損失少,而且結合劑合金化程度高, 對金剛石把持力強, 但是石墨模具重復使用壽命較短, 模具損耗大。一般熱壓工藝所采用設備有混料機、熱壓機、低溫烘箱。而冷壓工藝常采用100t 液壓機和自行改裝的封閉式硅碳棒燒結爐。
金剛石珩磨油石制造工藝流程如圖1 所示。
一、是金屬基珩磨油石在燒成后易出現彎曲變形、裂紋、磨料層和底料層分離等問(wèn)題。
二、是珩磨油石的修整問(wèn)題。
引起珩磨油石變形、開(kāi)裂、兩層分離的原因主要有兩個(gè)：
一、是磨料層和底料層的配方不同, 使燒成后因熱脹冷縮不均而產(chǎn)生明顯變形;
二、是當珩磨油石長(cháng)度尺寸大而厚度尺寸小時(shí), 如果高溫燒結后脫模過(guò)早, 隨模冷卻時(shí)間不足, 也會(huì )使珩磨油石產(chǎn)生變形。
解決方案如下:
一、是可以通過(guò)在兩層金屬結合劑采用相同或相近配方的前提下, 采用往底層中添加廉價(jià)金剛石或者碳化硅填充料的方案, 能夠防止金剛石層與底層因膨脹系數不一致而造成燒成收縮不均, 避免了彎曲變形、裂紋和分層等廢品的產(chǎn)生。
二、是熱壓燒結時(shí)要等珩磨油石充分冷卻后再卸模,也能減少變形情況。
珩磨油石的修整問(wèn)題是關(guān)鍵, 這是由于珩磨油石、油石座及磨頭體等的制造誤差, 裝配后珩磨頭的珩磨油石不可能形成一個(gè)規整間斷的圓柱面, 保證珩磨油石與被加工面都接觸良好。雖然在珩磨過(guò)程中, 珩磨油石可以和工件互相修整, 但工件留磨量較小, 所以在最初珩磨過(guò)程中可能得不到充分的修整。尤其是超硬磨料的珩磨油石, 由于其本身耐磨, 就更不能得到充分的修整。因而在加工中也不可能得到理想的加工表面, 精度也無(wú)法保證。因此在使用新珩磨油石時(shí), 在加工之前必須對珩磨油石進(jìn)行修整(也稱(chēng)為歸圓)。
超硬珩磨油石可在外圓磨床上用碳化硅砂輪進(jìn)行修整, 也可以利用廢工件或加工余量大的工件孔,在所使用的珩磨機床上直接校正歸圓。用碳化硅砂輪修整時(shí)的修整參數為:砂輪轉速為18-25m/s , 磨頭轉速為1-3m/s , 進(jìn)刀深度一般修磨用0.02-0.04mm/行程, 精修為0.01mm/行程。同時(shí)需要大量冷卻液澆入。
金剛石珩磨油石制造一般采用冷壓燒結成型工藝或熱壓燒結成型工藝。冷壓工藝采用金屬模具, 在一定的壓力(350 -550MPa)下, 冷壓成一定密度(7.0 -7.3g/cm3)的半成品, 然后在還原氣氛中高溫燒結成型。該工藝鋼模使用壽命長(cháng), 單位成本磨耗較低, 而且可以大批量壓制成型、燒結, 產(chǎn)品的性能和質(zhì)量較穩定、一致。
而熱壓工藝則采用石墨模具, 在20 -25MPa 的壓力下, 同時(shí)壓制燒結成型, 其燒結溫度低, 成型壓力小、金剛石強度損失少,而且結合劑合金化程度高, 對金剛石把持力強, 但是石墨模具重復使用壽命較短, 模具損耗大。一般熱壓工藝所采用設備有混料機、熱壓機、低溫烘箱。而冷壓工藝常采用100t 液壓機和自行改裝的封閉式硅碳棒燒結爐。
金剛石珩磨油石制造工藝流程如圖1 所示。
圖1 頁(yè)輪拋光裝置示意圖
制作珩磨油石的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有兩個(gè):一、是金屬基珩磨油石在燒成后易出現彎曲變形、裂紋、磨料層和底料層分離等問(wèn)題。
二、是珩磨油石的修整問(wèn)題。
引起珩磨油石變形、開(kāi)裂、兩層分離的原因主要有兩個(gè)：
一、是磨料層和底料層的配方不同, 使燒成后因熱脹冷縮不均而產(chǎn)生明顯變形;
二、是當珩磨油石長(cháng)度尺寸大而厚度尺寸小時(shí), 如果高溫燒結后脫模過(guò)早, 隨模冷卻時(shí)間不足, 也會(huì )使珩磨油石產(chǎn)生變形。
解決方案如下:
一、是可以通過(guò)在兩層金屬結合劑采用相同或相近配方的前提下, 采用往底層中添加廉價(jià)金剛石或者碳化硅填充料的方案, 能夠防止金剛石層與底層因膨脹系數不一致而造成燒成收縮不均, 避免了彎曲變形、裂紋和分層等廢品的產(chǎn)生。
二、是熱壓燒結時(shí)要等珩磨油石充分冷卻后再卸模,也能減少變形情況。
珩磨油石的修整問(wèn)題是關(guān)鍵, 這是由于珩磨油石、油石座及磨頭體等的制造誤差, 裝配后珩磨頭的珩磨油石不可能形成一個(gè)規整間斷的圓柱面, 保證珩磨油石與被加工面都接觸良好。雖然在珩磨過(guò)程中, 珩磨油石可以和工件互相修整, 但工件留磨量較小, 所以在最初珩磨過(guò)程中可能得不到充分的修整。尤其是超硬磨料的珩磨油石, 由于其本身耐磨, 就更不能得到充分的修整。因而在加工中也不可能得到理想的加工表面, 精度也無(wú)法保證。因此在使用新珩磨油石時(shí), 在加工之前必須對珩磨油石進(jìn)行修整(也稱(chēng)為歸圓)。
超硬珩磨油石可在外圓磨床上用碳化硅砂輪進(jìn)行修整, 也可以利用廢工件或加工余量大的工件孔,在所使用的珩磨機床上直接校正歸圓。用碳化硅砂輪修整時(shí)的修整參數為:砂輪轉速為18-25m/s , 磨頭轉速為1-3m/s , 進(jìn)刀深度一般修磨用0.02-0.04mm/行程, 精修為0.01mm/行程。同時(shí)需要大量冷卻液澆入。
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