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磨具磨料 |
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高效的超硬材料金刚石和立方氮化硼砂轮 |
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| http://cn.newmaker.com
9/26/2012 2:51:00 PM
佳工机电网
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磨削和切削相比有共同点，每一颗磨粒可以看作一个小小的刀头，也具有前刀面后刀面，前角和后角，颗粒之间的空隙构成了容屑槽。但是它有自己的特点而与切削不同：⑴磨粒构成的切刃形状分布不规则，一般具有负前角，经修整后，在磨粒上可出现若干个微刃。⑵磨削厚度较薄，仅数μ，可控制，故可实现精密加工，一般磨削经济精度可高达IT7-IT5级，加工表面粗糙度达Ra0.8-0.02。⑶一般切削速度为200米/分左右。而磨削可高达20-60米/秒。⑷磨削温度高达1000℃左右。注意弗使磨削时，淬硬的表面高温回火，硬度下降，使用性能恶化。即所谓“烧伤”。一般磨削经济加工精度可达IY7-IT5级。表面粗糙度达Ra0.8-0.02，外圆磨削易达高值，内圆，平面磨削偏低些。
一般砂轮材料是刚玉（以三氧化二铝为主）HV2000左右，碳化硅HV3000左右。超硬磨料的立方氮化硼CBN的硬度HV为8000左右，而金刚石硬度高达HV10000左右。超硬磨料的特点是 ：①可加工普通磨料难以加工的高硬材料。②自身磨损小，形状尺寸变化慢，耐用度高。所以磨削效率高，有利于提高加工精度，降低加工表面粗糙度。③超硬磨料磨削温度相对较低。
上海中羽工业钻石公司是日本东洋钻石（ORIENTAL DIAMOND）株式会社工具研究所产品超硬磨料砂轮在中国的独家生产公司。他们的超硬磨料产品有 ：①天然金刚石，②合成金刚石，③带金属镀层的合成金刚石，④立方氮化硼，⑤带金属镀层的立方氮化硼。磨粒只有通过结合剂才能构成一定形状的砂轮。结合剂的性质，结合方法直接影响砂轮的磨削性能和质量。其结合剂和结合方法的种类有：①金属结合剂——即使用金属粉末和金刚石或立方氮化硼磨粒烧结而构成砂轮。它和磨粒结合强度高，耐热耐磨性好，用于磨削玻璃，镜片，陶瓷等这些要求磨削比高，即被磨削材料磨除量与砂轮磨损量之比高时，可选用之。其使用寿命长，但自锐性（即磨损的磨粒，自动脱落露出新磨粒的性能）较差。这类砂轮湿磨干磨都能用。②树脂结合剂——磨粒结合强度较差，但自锐性好。用它结合金刚石的磨具主要用于硬质合金的半精磨与精磨。结合立方氮化硼的磨具用于高速钢刀具，工具钢，不锈钢，耐热钢的半精磨，精磨。湿磨干磨均能用。③陶瓷结合剂——结合强度比树脂结合剂高，寿命长。比金属结合剂自锐性好。更适合超硬磨料加结合剂再烧结构成的聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼及宝石等的磨削。④电镀金属结合剂——通过电镀金属将金刚石，立方氮化硼磨粒固定。结合强度高。刃口锐利，磨削效率高。多用于成形磨削，制作小磨头等。电镀金属立方氮化硼磨具精度好效率高。
超硬磨料的立方氮化硼和金刚石怎样分别选用呢？一般钢铁类硬材，如高速钢，各类工具钢，只用立方氮化硼湿磨和干磨。不锈钢，耐热钢，铸铁除立方氮化硼湿磨干磨外，金刚石湿磨也可以。硬质合金及各类高硬覆涂层，玻璃，陶瓷，有色金属等只用金刚石湿磨和干磨。
超硬磨料的粒度选择；一般由粗磨到精磨，粒度选择由粗粒度到细粒度。研磨抛光则用微粉级超细颗粒。中羽的产品粒度采用日本标准，其样本中有日本，欧洲，美国标准的对照表。郑州磨料，磨具，磨削研究所也有我国和其他国家粒度标准的比较资料。
超硬磨料磨具浓度选择——浓度系指超硬磨具中磨料层每1立方厘米含超硬磨料的重量。浓度越高，其含量也越多。但是并不是浓度愈高，砂轮的磨削性能愈好，相反，浓度过高会降低结合剂对磨粒的结合力，使磨粒过早脱落，造成损耗增大。浓度过低，砂轮工作面上参加磨削的磨粒数少，磨削厚度增加，作用在每颗磨粒上的磨削力会增大，也会导致磨具的损耗加大。浓度直接影响磨削效率和加工成本。选择时应综合考虑磨具的粒度，结合剂，磨削方式，磨具形状及生产率等诸项要求。不同的结合剂对磨粒的结合强度不同，每种结合剂都有各自较佳的浓度范围。一般较宽的磨具，成形磨具要求浓度较高，半精磨，精磨应选细粒度，中浓度，高精度，低粗糙度磨削可采用更细粒度，低浓度 ；抛光选用细粒度和更低的浓度。
超硬磨料磨具形状和尺寸选择-砂轮的形状分：平形砂轮，平形带弧砂轮，薄片砂轮，杯形砂轮。碗形砂轮，碟形砂轮，单端面砂轮，双端面砂轮，单斜边（角）砂轮，双斜边（角）砂轮，切割砂轮，开槽砂轮，无心磨用砂轮等。
使用冷却润滑液的磨削称湿磨。超硬磨料的导热性好，本身又耐热。但是结合剂耐热性能不及超硬磨料，特别是树脂结合剂，在高温下会分解，而造成磨粒脱落。故宜采用湿磨，并合理选择磨削用量以减低磨削温度，一般湿磨可以提高砂轮寿命和加工表面质量。
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