雙立磨具知識——超硬樹脂磨具常見填料介紹
2018-09-29

山東雙立磨具有限公司(以下簡稱雙立磨具)成立于2014年6月,并于2018年7月25日與臺灣嘉寶自然工業股份有限公司總裁許芳榮先生合資。公司位于山東省淄博市國家高新技術開發區,是一家具有國內領先的專業磨具制造和技術研發能力,以磨削應用著稱的生產經營型企業。公司產品定位為:起步就與世界同步。公司注重研發、節能,環保,綠色。具有完善的各類必備資質。產品注冊品牌為“雙立”和“卡寶”。

在超硬材料樹脂磨具中,填充料也是不可缺少的組成部分,其作用主要是用來改善結合劑的耐熱性、硬度、強度,最終目的是提高砂輪的耐用度。填充料的種類繁多,對于金剛石樹脂磨具,酚醛樹脂結合劑所用填料,國內常用的是Cr2O3,ZnO和Cu粉;聚酰亞胺結合劑所用填料,除Cu粉外,國外用于干磨時加Zr、Co、CaCO3等;用于濕磨時,可加石英粉(SiO2)、鋁氧粉(Al2O3)等陶瓷材料。對于立方氮化硼樹脂磨具,結合劑中的填充料常用金屬粉、金屬氧化物粉末,如Cu、Cr2O3等。使用TL(GC)、GB(WA)磨料中作填料干磨效果較好,但不便于CBN回收。國外使用的填料還有電鍍的MoS2,一些金屬鹽,如BaSO4,MgSO4.磨料用量對磨削效果,特別是干磨削時的磨削效果有很明顯影響。加入填料的目的主要是為了改善磨具的磨削性能和機械性能。在磨料含量一定的前提下,填料還起到充填單位體積中的不足部分。金屬粉作為填料,可使磨具的硬度和強度得到提高,有利于磨削熱的傳導和擴散。但填充過多會使磨具的結合劑脫落困難,磨料不易出刃,嚴重時會造成堵塞,燒傷工件,磨具表面金剛石燒毀,消耗增大;氧化物類作為填料,除改善磨具強度、硬度、導熱性外,還可使用磨具獲得拋光性能,改善磨具的吸水性。

另外,為了改善磨具的磨削性能和機械性能,還可以適當加入一些固體潤滑劑材料,特別是干磨,其作用尤其突出,它可起到減摩作用。填料的用量過大,會降低磨具的強度。

下面簡要介紹幾種 填料的特性及其作用。

1.Cu粉

Cu本身熔點高(1083℃),導熱性好。磨削過程中產生的瞬間高溫可通過Cu迅速傳給磨具的基體;熱量散失快,從而減輕了磨削區的局部過熱現象,提高了結合劑的耐熱性能。Cu與樹脂發生化學吸附,粘合性很好,而且Cu的熱脹系數與聚酰亞胺很接近,以Cu本身耐磨性也很好。以上性能都利于提高砂輪的耐磨性。使用Cu粉比不使用Cu粉的砂輪,壽命可提高數倍。但是Cu是韌性材料,延展性大,用量過多,砂輪容易膩塞,磨削能力下降。一般選用15%~20%。

Cu粉(或與石墨粉混合)作填料,用于制造電解磨削砂輪,電解磨削可以縮短加工時間,提高工作效率,而且可用較粗粒度的砂輪磨出較高粗糙度的工件。這在普通樹脂磨具中也有應用。

2.Cr2O3與ZnO

Cr2O3是深綠色六角晶體,密度5.1~5.2g/cm3,熔點2435℃。ZnO是白色六角晶體或粉末,密度5.6g/cm3,熔點1975℃,兩性化合物。這些金屬氧化物具有較高的熔點和機械性能,能夠顯著提高砂輪的強度、硬度和耐熱性。試驗表明:Cr2O3比用ZnO的砂硬度和強度稍高,磨耗比稍小,二者效果很接近,常混合使用。一般Cr2O3:ZnO=1:1~2:1。前者用于外磨、內磨與刃磨,后者用于干磨與精拋磨。

Fe2O3也有類似上述的提高強度和硬度的作用,但效果明顯低于Cr2O3與ZnO。Fe2O3一般用于過渡層。

3.其它填充料

加入石英粉、鋁氧粉、WA、GC等磨料類填料,均可改善磨削性能,但由于這些物質不容易與金剛石及CBN分離,不便于回收金剛石,因此國內外目前不常使用。

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