ELID镜面磨削技术金属结合剂砂轮的研制
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技术综合
1 新型金属结合剂超硬砂轮的研制
图1 砂轮磨块的烧结工艺
1、TJ2,主要作用是降低烧结温度,其与Fe、Cu形成的合金对砂轮的电解起抑制作用,同时它们的溶解度是有限的。所有的金属添加剂含量控制在8%左右。过量的添加剂会使合金组织发生偏析,结合剂性质变脆,磨削时容易碎裂,烧结时也容易溢出液体。 附表 砂轮磨块结合剂配方比(粉末粒度200#,单位:重量%)序号铜铁铸铁TJ1TJ2TJ3192 43125042 25134547 25144054 5153554 55162072 25171082 25185032102519452720251104022302511120195055112102260521
1、TJ2在500℃左右时就已先期熔化,填充在铜、铁、铸铁粉末的空隙中,将整个粉末颗粒包裹起来,铜、铁和铸铁颗粒的高部位不断大量溶解于液相中,这样使铜、铁和铸铁等高熔点金属粉末的界面上在很低温度时就开始了熔化溶解的过程,在它们的界面处形成合金。这不仅使结合剂的熔点大大降低,也使熔化过程大大加快,合金化过程更充分;同时粉末空隙中的空气也被液相排出,保护了金属粉末不被氧化。在这个过程中,TJ1和TJ2起着诱导剂作用,诱导铜粉快速充分溶解融化,诱导铁、铸铁局部溶解形成均匀熔融的塑性体,使其冷却收缩后对金刚石产生牢固的镶钳力量。TJ3用于提高合金的耐磨性。
2 新砂轮磨块的试验
图2 2~7号磨块的磨损率变化曲线
图3 8~12号磨块的磨损率变化曲线
图4 磨块生成氧化膜硬度与Cu含量的关系度
图5 磨块电解生成氧化膜厚度与Cu含量的关系
图6 磨块电解生成钝化膜枯附强度与Cu含量的关系
图7 7号磨块的电解活化钝化曲线
图8 自制砂轮加工表面祖糙度的测量值
图9 商品砂轮加工表面祖糙度的测量值
3 实际应用效果
a分别<0.03µm、<0.032µm,如图8、9所示。
4 结论
- 磨块中铜粉的含量决定着砂轮的电解速度,铁粉的含量影响着生成钝化膜的性能,两者的配比决定着砂轮在ELID磨削中性能的好坏。实验得出,当砂轮中铜粉和铁粉的重量比为10:82时,砂轮的ELID磨削性能最好。
- 在现有的烧结设备和工艺水平下,铸铁粉的含量不宜过多。当采用性能较高的设备和工艺时,可适当地增加结合剂中铸铁粉的含量,相应地减少铁粉、铜粉的含量,可使砂轮的ELID磨削性能有更好的提高。
- 砂轮电解活化与钝化性能的好坏取决于生成钝化膜致密性,而与钝化膜的硬度、厚度等关系不大。
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