超硬珩磨油石的制備工藝及關(guān)鍵技術(shù)問題

人氣：289發(fā)表時間：2017-12-30【大中小】

超硬珩磨油石一般使用金屬結(jié)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(jié)成型工藝或熱壓燒結(jié)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?zé)Y(jié)成型。該工藝鋼模使用壽命長, 單位成本磨耗較低, 而且可以大批量壓制成型、燒結(jié), 產(chǎn)品的性能和質(zhì)量較穩(wěn)定、一致。
而熱壓工藝則采用石墨模具, 在20 -25MPa 的壓力下, 同時壓制燒結(jié)成型, 其燒結(jié)溫度低, 成型壓力小、金剛石強(qiáng)度損失少,而且結(jié)合劑合金化程度高, 對金剛石把持力強(qiáng), 但是石墨模具重復(fù)使用壽命較短, 模具損耗大。一般熱壓工藝所采用設(shè)備有混料機(jī)、熱壓機(jī)、低溫烘箱。而冷壓工藝常采用100t 液壓機(jī)和自行改裝的封閉式硅碳棒燒結(jié)爐。
金剛石珩磨油石制造工藝流程如圖1 所示。

圖1 頁輪拋光裝置示意圖

制作珩磨油石的關(guān)鍵技術(shù)問題有兩個:
一、是金屬基珩磨油石在燒成后易出現(xiàn)彎曲變形、裂紋、磨料層和底料層分離等問題。
二、是珩磨油石的修整問題。

引起珩磨油石變形、開裂、兩層分離的原因主要有兩個：
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(dāng)珩磨油石長度尺寸大而厚度尺寸小時, 如果高溫?zé)Y(jié)后脫模過早, 隨模冷卻時間不足, 也會使珩磨油石產(chǎn)生變形。

解決方案如下:
一、是可以通過在兩層金屬結(jié)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(shù)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(jié)時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規(guī)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, 精度也無法保證。因此在使用新珩磨油石時, 在加工之前必須對珩磨油石進(jìn)行修整(也稱為歸圓)。
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(jī)床上直接校正歸圓。用碳化硅砂輪修整時的修整參數(shù)為:砂輪轉(zhuǎn)速為18-25m/s , 磨頭轉(zhuǎn)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。同時需要大量冷卻液澆入。

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