金刚石磨料磨具行业的三大改进剂突破
磨料磨具行业一个基础行业,但机械加工始终占据着极其重要地位。就磨料磨具而言,有三方面改进与突破意义非凡。
一,磨具物理结构改进,如使单位时间内作用工件磨粒数增多、使磨削平均长度增长、使磨削接触面增大,这些都改变了单位时间磨除量,有效提升了效率;
二,超硬磨具应用,主要指以金属粉末、金属氧化物或CBN等超硬材料作为填充物,以树脂、陶瓷或金属结合剂制成磨具应用。目前,由超硬磨具带来、磨削效果已被广泛认可。
三,新型磨料磨具出现,如微米级多晶组成陶瓷微晶磨料、含微细金刚石锯片磨粒球壳磨料、超精抛光用聚酯薄膜带等。这些新型磨料磨具所具有特点,使其磨削加工优势得到淋漓尽致展现。
纵观磨削领域发展,未来磨削加工将对磨料磨具提出更高要求,从目前现状来判断,超硬制品恰恰满足这些新磨削需要。如CBN磨料具有良好热稳定性、硬度高、耐磨性好等特性,故其磨具磨削加工时线速度高、磨削、磨具寿命也高,特别适宜加工高速钢、轴承钢、不锈钢、冷激铸铁等黑色金属材料。
此外,满足各种需要陶瓷结合剂砂轮、大气孔高速砂轮以及不同加工面不同磨粒砂轮、金刚石锯片等都将随着技术进步而扩大应用范围,成为磨削加工主要产品。
金刚石磨片基体热处理工艺特点及存在的问题从金刚石磨片基体的技术标准要求可以看出,要达到基体的弹性极限和硬度指标,对于65Mn用作基体材料的金刚石磨片,其热处理方式应采用淬火+中温回火。
但金刚石磨片基体淬火有个非常突出的特点,那就是淬火变形量和开裂倾向性大。
产生变形的原因有:
(1)加热无论是空气还是盐浴,热的对流或多或少都会对片基产生冲击而造成加热变形。
产生裂纹的因素诸多,如钢的化学成分、原材料缺陷、原始组、加热因素、冷却因素、锯片特有的结构特点导致片端面分布各种应力聚集,尤其是周边的拉应力大增加等都是形成裂纹的潜在因素。
由于基体是薄片件,面积大而厚度薄,其直径从300mm-1600mm,而厚度一般只有2-4mm,这么大的薄片件淬火时的热处理变形和开裂正是基体热处理的难点。因此,如何减少淬火变形和开裂的控制以满足基体平面度和硬度的要求是金刚石磨片基体热处理的关键。
目前,我国很多生产厂家对金刚石磨片基体的热处理采用自由淬火+加压回火的工艺。在加压回火中,平面度和硬度是两个相互矛盾的因素,为纠正淬火变形,回火后以达到平而度的要求,势必升高回火温度或增加回火次数,但较高的回火温度和多次回火,必定造成基体硬度的下降,同时往往得不到需要的回火屈氏体使用组织,而是回火索氏体。
因此采用普通自由淬火+加压回火的工艺,很难达到基体平面度和硬度两个技术参数的统一,即使宏观上的技术指标能达到要求,往往微观上的金相组织不完全是回火屈氏体,夹杂有一般屈氏体组织,因金相组织的原因,也很难达到使用性能的要求。往往造成产品质量不稳定,废品率高,质量档次低。因此,热处理技术不合理或不太过关,是导致目前我国很多厂家金刚石磨片基体生产水平和产品质量不高的主要原因。
金刚石磨片刀片的合理切削参数助力数控机床实现加工数控机床加工速度高于普通机床,为了更好的满足数控机床高速切削,其切削刀具以金刚石磨片刀片为主,可有效避免因高速切削而产生高温及严重摩擦而导致的刀具快速磨损。金刚石磨片刀片目前主要以焊接式和整体式为主,根据不同工件信息选择不同的金刚石磨片刀片结构。金刚石磨片刀片其性能优势给数控机床加工提供了良好的条件。但金刚石磨片刀片在使用过程中,需要合理选择以下几个条件,才能保证立方氮化硼刀具的率长寿命,反之则适得其反。1、合理选择切削用量:切削速度要根据被加工材料进行选择,一般要大大高于金刚石磨片磨料刀具,不然就不能发挥出金刚石磨片刀片的性能优势。如金刚石磨片刀片加工硬度HRC58-62之间的淬火件,粗加工工序的切削速度为50-150m/min,精加工工序的切削参数为60-250m/min,而且可承受断续切削工况。2、合理选择刀具几何参数:由于金刚石磨片刀片的韧性高于陶瓷,低于金刚石磨片磨料,因此刀具几何参数的选择主要考虑的就是保证刃口强度,刀具前角一般选择(0°—-10°),后角选择较小,为10°左右。除特殊要求外,为保证刀尖强度,刀尖角一般不要小于90°;刃口要磨出负倒棱,一般取为0.2mm×(-15°—-30°),使用前要用30~50倍放大镜对刀具进行检查,确保刃口无崩刃。3、对机床的工艺系统:由于金刚石磨片刀片多用于淬硬钢及耐磨铸铁等难加工材料的切削加工,且刀具有负倒棱,因而径向力较大,这就要求机床刚度和精度要好,系统振动要小。目前,虽然金刚石磨片刀片材料的价格相对传统刀具来讲较高些,但它所能完成的加工效果却是显而易见的,比国外的涂层刀片加工效果更高,这对用户来说也是物超所值的。"