Forschungsstand der metallgebundenen Diamantschleifscheibe

Die Diamantschleifscheibe ist das am weitesten verbreitete Bearbeitungswerkzeug in der Schleiftechnik. Je nach Bindungsart kann die Diamantschleifscheibe im Allgemeinen in harzgebundene Diamantschleifscheibe, keramisch gebundene Diamantschleifscheibe und metallgebundene Diamantschleifscheibe unterteilt werden. Die metallgebundene Diamantschleifscheibe hat eine starke Bindekraft und ein Schleifkorn, eine gute Zähigkeit und kann großen Belastungen standhalten. Es wurde in den Bereichen Umformschleifen, Präzisions- und Ultrapräzisionsschleifen von komplexen Oberflächen aus spröden und harten Materialien eingesetzt.

 

Die Haltekraft der metallgebundenen Diamantschleifscheibe ist der Schlüsselfaktor, der die Lebensdauer der metallgebundenen Diamantschleifscheibe beeinflusst. Forschende im In- und Ausland konzentrieren sich daher vor allem auf folgende Aspekte:

(1) Fe-Basis durch Co-Basis als Bindung der metallgebundenen Diamantschleifscheibe ersetzen, um die Produktionskosten zu senken. Beispielsweise untersuchten Han Juan und andere die Wirkung des Kohlenstoffgehalts auf die Eigenschaften von Matrixmaterialien auf Ferritbasis. Wenn der Kohlenstoffgehalt 1 Prozent beträgt, erreicht die Matrixmaterialdichte den Mindestwert von 7,47 g/cm3; Wenn der Kohlenstoffgehalt 0,4 Prozent beträgt, erreicht die Matrixmaterialdichte den Maximalwert von 7,65 g/cm3. Chen Xiaet al. verringerten die Erosion des Bindemittels auf der Diamantoberfläche durch Zugabe einer kleinen Menge Co zum Bindemittel auf Eisenbasis, und aufgrund der Zugabe von Co wurde eine Schicht aus dichtem Matrixmaterial an der Diamantoberfläche angebracht, wodurch das Matrixmaterial hergestellt wurde und Diamant enger kombiniert.

 

Dai Qiulianet al. fanden heraus, dass die mechanischen Eigenschaften von Matrixmaterialien auf Eisenbasis durch geeignete Erhöhung des Gehalts an C, Cu und Ni verbessert werden können. Die Sintertemperatur der Schleifscheibe hat einen wesentlichen Einfluss auf die Härte und Biegefestigkeit von Matrixwerkstoffen auf Eisenbasis. Die geeignete Menge an Zn und Sn ist dem Flüssigphasensintern förderlich;

(2) Ergreifen Sie technologische Maßnahmen, um die Haltefähigkeit der Metallbindung am Schleifmittel zu realisieren. Erstens wird es durch Hinzufügen von aktivem Ti (TiN2), Cr, Seltenerdelementen usw. zu den Sinterrohstoffen erreicht; Zweitens werden die aktiven Metall- oder Legierungsbeschichtungen wie Ti und Cr auf die Oberfläche von Diamant-Schleifpartikeln plattiert, um die Haltefähigkeit der Bindung an dem Schleifmittel zu verbessern;

(3) Verbesserung der Abrichtfähigkeit von metallgebundenen Diamantscheiben. T. Tanaka et al. versuchte, eine Art poröse Diamant-Metallschleifscheibe mit Gusseisen als Bindung zu entwickeln, und führte die Hohlraumstruktur der porösen keramischen Diamant-Schleifscheibe in die Metall-Diamant-Schleifscheibe ein, um eine bessere Schneidfähigkeit und Selbstschärfung zu erzielen Diamant-Schleifpartikel. Später entwickelten H.Tomino und SHTruong aus Japan verschiedene Herstellungsverfahren, wie z. B. heißisostatisches Presssintern, elektrisches Sintern und Vakuumsintern.

 

Durch die vergleichende Untersuchung des Herstellungsprozesses, der Porosität und verschiedener Schleifeigenschaften haben wir ein weiteres Verständnis für den neuen Typ der porösen metallgebundenen Diamantscheibe. Inländische Forscher schlagen vor, die Selbstschärffähigkeit von metallgebundenen Diamantschleifscheiben zu verbessern, indem die Formel von metallgebundenem Diamant geändert wird, um seine Verschleißrate an die Verschleißrate von Diamantschleifmitteln anzupassen. Dieses Verfahren ist jedoch durch die Eigenschaften der verarbeiteten Materialien, unterschiedliche Diamantqualitäten und den begrenzten Bereich der einstellbaren Rezepturzusammensetzung von metallgebundenem Diamant begrenzt. Liao Cuijiaoet al. fügte der Metallbindung eine bestimmte Menge Porenbildner hinzu, um eine Diamantsegmentprobe mit poröser Metallbindung mit einer bestimmten Porosität zu erhalten.

Derzeit werden metallgebundene Diamantscheiben in drei Typen eingeteilt: galvanische Diamantscheiben, gesinterte Diamantscheiben und einlagig gelötete Diamantscheiben. Galvanisierte Diamantschleifscheiben können nur bei geringer Schleifbelastung verwendet werden, und gesinterte Diamantschleifscheiben sind weit verbreitet, während sich einschichtige gelötete Diamantschleifscheiben in China noch in der Entwicklungsphase befinden.

Galvanisierte Diamantschleifscheibe wird durch elektrochemisches Verfahren hergestellt. Galvanisierte Diamantschleifscheibe hat viele Vorteile, wie z. Präzisions-, Hochgeschwindigkeits- und Ultrahochgeschwindigkeitsschleifen. Die Mängel der galvanisierten Diamantschleifscheibe sind wie folgt: Die Diamant-Schleifkörner in der galvanisierten Diamantschleifscheibe sind nur mechanisch mit dem beschichteten Metall und dem Substrat eingebettet, und die Verbindungsoberfläche bildet keine feste chemisch-metallurgische Bindung, also ihren Halt Kraft ist klein. Die Arbeitsfläche der Schleifscheibe ist leicht blockiert, mit schlechter Wärmeableitung, hoher Schleiftemperatur und leichtem Verbrennen der Werkstückoberfläche.

Um die Probleme wie unzureichende Haltekraft der Schleifkörner der galvanisierten Diamant-Schleifscheibe und leichtes Blockieren der Werkzeuge zu lösen und die Vorteile des superharten Schleifmittels voll auszuspielen, begann das Ausland mit der Entwicklung des Single- schichtgelötete Diamantschleifscheibe mit dem Hochtemperatur-Lötverfahren in den frühen 1990er Jahren. Insbesondere beim Hochtemperaturlöten von Diamantschleifscheiben wurden gewisse Fortschritte gemacht.

 

Bei einschichtig gelöteten Diamantschleifscheiben ist die Bindungsfestigkeit an der durch Hochtemperaturlöten bereitgestellten Grenzfläche hoch; Da die Dicke der Bindungsschicht sehr gering ist, wird gleichzeitig der Spanraum zwischen den Schleifkörnern stark erweitert und ist nicht leicht zu blockieren. Die effektive Schleifschneide ist mehr und schärfer und die Schleiftemperatur wird stark reduziert, wodurch Schleifverbrennungen wirksam verhindert werden können, insbesondere beim effizienten Schleifen, das seine unvergleichlichen Vorteile zeigen kann. Gegenwärtig wird es zur Herstellung von Diamantdrahtsägen, einschichtig gelöteten Diamantschleifscheiben und verschiedenen Schleifköpfen und -scheiben verwendet. Derzeit gibt es jedoch nur wenige gelötete Superabrasiv-Einschicht-Schleifmittel auf dem Markt.

Die gesinterte Diamantschleifscheibe wird durch Mischen von superhartem Schleifmittel und Bindepulver und Sintern durch Pulvermetallurgie gebildet, wodurch ein Sinterkörper mit Mehrschichtstruktur gebildet wird. Die gesinterte Diamantschleifscheibe hat die Vorteile einer hohen Bindungsfestigkeit, einer guten Formbarkeit, einer hohen Temperaturbeständigkeit, einer guten Wärmeleitfähigkeit und Verschleißfestigkeit, einer langen Lebensdauer und kann große Lasten tragen. Für gesinterte Diamantscheiben haben einige Gelehrte in den letzten Jahren Forschungen zum Abrichten von gesinterten Diamantscheiben mit speziellen Bearbeitungsverfahren durchgeführt, hauptsächlich einschließlich elektrolytischem Abrichtverfahren, Elektrofunken-Abrichtverfahren und Verbund-Abrichtverfahren.