Ερευνητική κατάσταση του τροχού λείανσης διαμαντιών με μεταλλικό δεσμό

Ο τροχός λείανσης διαμαντιών είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο εργαλείο επεξεργασίας στην τεχνολογία λείανσης. Σύμφωνα με τα διαφορετικά είδη δεσμού, ο τροχός λείανσης διαμαντιών μπορεί γενικά να χωριστεί σε τροχό λείανσης διαμαντιών με δεσμό ρητίνης, τροχό λείανσης διαμαντιών με κεραμικό δεσμό και τροχό λείανσης διαμαντιού με δεσμό μετάλλου. Ο τροχός λείανσης με μέταλλο έχει ισχυρή δεσμευτική δύναμη και λειαντικό κόκκο, καλή σκληρότητα και μπορεί να αντέξει μεγάλα φορτία. Έχει εφαρμοστεί στους τομείς της μορφοποίησης λείανσης, ακριβείας και υπερακρίβειας λείανσης πολύπλοκων επιφανειών εύθραυστων και σκληρών υλικών.

 

Η ισχύς συγκράτησης του λειαντικού δεσμού μετάλλου με διαμάντι είναι ο βασικός παράγοντας που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής του τροχού λείανσης με μεταλλικό δεσμό διαμαντιών. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές στο εσωτερικό και στο εξωτερικό εστιάζουν κυρίως στις ακόλουθες πτυχές:

(1) Αντικαταστήστε τη βάση Fe για τη βάση Co ως δεσμό του τροχού λείανσης διαμαντιού συνδεδεμένου με μέταλλο για να μειώσετε το κόστος παραγωγής. Για παράδειγμα, ο Han Juan και άλλοι ερεύνησαν την επίδραση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στις ιδιότητες των υλικών μήτρας που βασίζονται σε φερρίτη. Όταν η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι 1 τοις εκατό, η πυκνότητα του υλικού της μήτρας φτάνει την ελάχιστη τιμή των 7,47 g/cm3. Όταν η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι 0,4 τοις εκατό , η πυκνότητα του υλικού της μήτρας φτάνει τη μέγιστη τιμή των 7,65 g/cm3. Οι Chen Xia et al. μείωσε τη διάβρωση του συνδετικού στην επιφάνεια του διαμαντιού προσθέτοντας μια μικρή ποσότητα Co στο συνδετικό με βάση το σίδηρο και λόγω της προσθήκης Co, ένα στρώμα πυκνού υλικού μήτρας προσαρτήθηκε στην επιφάνεια του διαμαντιού, το οποίο έκανε το υλικό της μήτρας και το διαμάντι πιο στενά συνδυασμένα.

 

Οι Dai Qiulian et al. διαπίστωσε ότι οι μηχανικές ιδιότητες των υλικών μήτρας με βάση το σίδηρο μπορούν να βελτιωθούν αυξάνοντας σωστά την περιεκτικότητα σε C, Cu και Ni. Η θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης του τροχού λείανσης έχει σημαντικό αντίκτυπο στη σκληρότητα και την αντοχή σε κάμψη των υλικών μήτρας με βάση το σίδηρο. Η κατάλληλη ποσότητα Zn και Sn ευνοεί τη σύντηξη υγρής φάσης.

(2) Λήψη τεχνολογικών μέτρων για την πραγματοποίηση της ικανότητας συγκράτησης του μεταλλικού δεσμού σε λειαντικό. Πρώτον, επιτυγχάνεται με την προσθήκη ενεργού Ti (TiN2), Cr, στοιχείων σπάνιων γαιών κ.λπ. στις πρώτες ύλες πυροσυσσωμάτωσης. Δεύτερον, οι επιστρώσεις ενεργού μετάλλου ή κράματος όπως Ti και Cr επιστρώνονται στην επιφάνεια λειαντικών σωματιδίων διαμαντιού για να βελτιώσουν την ικανότητα συγκράτησης του δεσμού με το λειαντικό.

(3) Βελτιώστε την ικανότητα ντυσίματος του τροχού διαμαντιού με μεταλλικό δεσμό. T Tanaka et al. προσπάθησε να αναπτύξει ένα είδος πορώδους τροχού λείανσης μετάλλων διαμαντιού με χυτοσίδηρο ως δεσμό και εισήγαγε την κενή δομή του πορώδους κεραμικού τροχού λείανσης διαμαντιών στον τροχό λείανσης μετάλλων διαμαντιών, προκειμένου να αποκτήσει καλύτερη ικανότητα κοπής και αυτο-τρόνισμα του λειαντικά σωματίδια διαμαντιών. Αργότερα, η H.Tomino και η SHTruong της Ιαπωνίας ανέπτυξαν διάφορες μεθόδους προετοιμασίας όπως η θερμή ισοστατική πυροσυσσωμάτωση, η ηλεκτρισμένη πυροσυσσωμάτωση και η πυροσυσσωμάτωση κενού.

 

Μέσα από τη συγκριτική μελέτη της διαδικασίας παρασκευής, του πορώδους και των διαφόρων ιδιοτήτων λείανσης, έχουμε μια περαιτέρω κατανόηση του νέου τύπου τροχού διαμαντιού με πορώδη μέταλλο. Οι εγχώριοι ερευνητές προτείνουν να βελτιωθεί η ικανότητα αυτο-ακονίσματος των τροχών λείανσης διαμαντιών με μεταλλικά κολλημένα διαμάντια, αλλάζοντας τη φόρμουλα του διαμαντιού με μέταλλο, ώστε να ταιριάζει με το ρυθμό φθοράς του με τον ρυθμό φθοράς του λειαντικού διαμαντιού. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος περιορίζεται από τις ιδιότητες των επεξεργασμένων υλικών, τις διαφορετικές ποιότητες διαμαντιών και το περιορισμένο εύρος της ρυθμιζόμενης σύνθεσης φόρμουλας διαμαντιού με μεταλλικά κολλήματα. Οι Liao Cuijiao et al. πρόσθεσε μια ορισμένη ποσότητα παράγοντα σχηματισμού πόρων στον μεταλλικό δεσμό για να ληφθεί ένα δείγμα τμήματος διαμαντιού πορώδους μεταλλικού δεσμού με ορισμένο πορώδες.

Προς το παρόν, οι τροχοί διαμαντιού με μεταλλική κόλληση χωρίζονται σε τρεις τύπους: τροχούς με ηλεκτρολυμένο διαμάντι, τροχούς από πυροσυσσωματωμένο διαμάντι και τροχούς με συγκολλημένο διαμάντι μονής στρώσης. Ο ηλεκτρολυμένος τροχός λείανσης διαμαντιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε περιπτώσεις με μικρό φορτίο λείανσης και ο τροχός λείανσης από πυροσυσσωματωμένο διαμάντι χρησιμοποιείται ευρέως, ενώ ο τροχός λείανσης με συγκολλημένο διαμάντι μονής στρώσης βρίσκεται ακόμα στο στάδιο ανάπτυξης στην Κίνα.

Ο ηλεκτρολυμένος τροχός λείανσης διαμαντιών κατασκευάζεται με ηλεκτροχημική μέθοδο. Ο ηλεκτρολυμένος τροχός λείανσης διαμαντιών έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως απλή διαδικασία επιμετάλλωσης, χαμηλή επένδυση, βολική κατασκευή, μη ανάγκη επισκευής, υψηλή απόδοση εργασίας, μεγάλη διάρκεια ζωής κ.λπ. λείανση ακριβείας, υψηλής ταχύτητας και εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας. Τα ελαττώματα του τροχού λείανσης με ηλεκτρολυμένο διαμάντι είναι τα εξής: οι λειαντικοί κόκκοι διαμαντιού στον τροχό λείανσης με ηλεκτρολυμένο διαμάντι είναι μόνο μηχανικά ενσωματωμένοι με το επικαλυμμένο μέταλλο και το υπόστρωμα και η επιφάνεια της άρθρωσης δεν σχηματίζει στερεό χημικό μεταλλουργικό δεσμό, επομένως η συγκράτηση του η δύναμη είναι μικρή. Η επιφάνεια εργασίας του τροχού λείανσης μπλοκάρεται εύκολα, με κακή απαγωγή θερμότητας, υψηλή θερμοκρασία λείανσης και εύκολη καύση της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας.

Προκειμένου να λυθούν προβλήματα όπως η ανεπαρκής δύναμη συγκράτησης των λειαντικών κόκκων του ηλεκτρολυμένου τροχού λείανσης με διαμάντια και η εύκολη απόφραξη των εργαλείων και για να δοθεί πλήρης σημασία στα πλεονεκτήματα του υπερσκληρού λειαντικού, οι ξένες χώρες άρχισαν να αναπτύσσουν το ενιαίο Τροχός λείανσης διαμαντιού με συγκολλημένο στρώμα με τη διαδικασία συγκόλλησης σε υψηλή θερμοκρασία στις αρχές της δεκαετίας του 1990. Συγκεκριμένα, έχει σημειωθεί κάποια πρόοδος στη συγκόλληση τροχών λείανσης διαμαντιών σε υψηλή θερμοκρασία.

 

Για τροχό λείανσης με συγκολλημένο διαμάντι μονής στρώσης, η αντοχή συγκόλλησης στη διεπαφή που παρέχεται από τη συγκόλληση σε υψηλή θερμοκρασία είναι υψηλή. Ταυτόχρονα, επειδή το πάχος του στρώματος συγκόλλησης είναι πολύ λεπτό, ο χώρος των τσιπς μεταξύ των λειαντικών κόκκων διευρύνεται πολύ και δεν είναι εύκολο να μπλοκάρει. Το αποτελεσματικό λειαντικό κοπτικό άκρο είναι όλο και πιο αιχμηρό και η θερμοκρασία λείανσης μειώνεται σημαντικά, γεγονός που μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά τα εγκαύματα λείανσης, ειδικά στην αποτελεσματική λείανση, η οποία μπορεί να δείξει τα ασύγκριτα πλεονεκτήματά της. Προς το παρόν, έχει χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή πριονιού συρμάτινου διαμαντιού, τροχού λείανσης με μονό στρώμα συγκολλημένου διαμαντιού και διαφόρων κεφαλών και δίσκων λείανσης. Ωστόσο, σε αυτό το στάδιο υπάρχουν λίγα λειαντικά λειαντικά με συγκολλήσεις μονής στρώσης στην αγορά.

Ο τροχός λείανσης με πυροσυσσωματωμένο διαμάντι σχηματίζεται με ανάμειξη υπερσκληρού λειαντικού και συγκολλητικής σκόνης και πυροσυσσωμάτωσης με μεταλλουργία σκόνης, σχηματίζοντας ένα πολυστρωματικό πυροσυσσωματωμένο σώμα. Ο τροχός λείανσης με πυροσυσσωματωμένο διαμάντι έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής αντοχής συγκόλλησης, καλής μορφοποίησης, αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία, καλής θερμικής αγωγιμότητας και αντοχής στη φθορά, μεγάλης διάρκειας ζωής και μπορεί να αντέξει μεγάλα φορτία. Για τον τροχό πυροσυσσωματωμένου διαμαντιού, ορισμένοι μελετητές έχουν διεξαγάγει έρευνα σχετικά με την επίδεση του τροχού πυροσυσσωματωμένου διαμαντιού με ειδικές μεθόδους κατεργασίας τα τελευταία χρόνια, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου ηλεκτρολυτικής επίδεσης, της μεθόδου επικάλυψης με ηλεκτρικό σπινθήρα και της σύνθετης μεθόδου επίδεσης.