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超硬磨粒结合剂基础知识


磨料:是制造砂轮的主要原料,它担负着切削工作。因此,磨料必须锋利,并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。


结合剂:在砂轮中用以粘结磨料的物质称为结合剂,砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力主要决定于结合剂的性能。


金刚石磨粒:具有极高的硬度,莫氏10,颗粒尖锐锋利,是地球上最硬的、具有优良热传导率的物质,有良好的磨削作用,是很理想的抛光磨料。工业用途上几乎100%使用人造金刚石。


CBN磨粒:(立方氮化硼磨粒 Cubic Boron Nitride)是由硼和氮组成的人造物质,具有仅次于金刚石的硬度、热传导率。硬度略低于金刚石,为HV72000~98000兆帕,常用作磨料和刀具材料。立方氮化珊的热稳定性和化学惰性却远远优于金刚石。CBN 砂轮与普通砂轮相比,具有磨削效率高,表面光洁度好,磨削质量高等特点。CBN 砂轮是使用结合剂将CBN 磨粒粘结起来并制成具有一定强度和形状的磨具,可以对各种金属和合金进行高精度、高效率的磨削加工。随着工业快速发展的需要以及材料科学的不断突破和创新,各种高强度、高硬度、抗腐蚀和耐高温的新型材料应运而生,这些材料比较难加工,特别是在精密磨削加工过程中,数控磨床对CBN砂轮轮的性能要求更高,要求砂轮的切削力好,锋利:又要求砂轮的形状保持'↑生好,能持续加工:同时要求砂轮能够耐强力挤压等。

日本の技術資料
中文技术资料
超砥粒砥石
金刚石砂轮
金刚石工具
超砥粒锯切工具
磨粒
结合剂
特点
金刚石
陶瓷结合剂

以粘土、长石、玻璃等为原材料。烧成温度在1200℃左右。磨粒保持能力强,适用于碳素钢、合金钢等多种工件材质。主要适用于精密磨削。破碎性好、锋利度高的磨粒,具有韧性的坚硬磨粒。陶瓷结合剂的特点是高的化学稳定性,几乎能在各种冷却介质中工作,弹性变形小,脆性大,可以制成各种硬度等级的磨具,以适应各种硬度工件的加工,有较好的自锐性,其缺点是废品回收困难。

树脂结合剂

以酚醛树脂等合成树脂为原材料,以200℃左右的温度使其硬化。因其具有弹性,可以缓和砂轮对工件接触及磨削时的冲击。主要适用于粗加工,半精加工。主要用于无心磨削,平面研磨、轧辊磨削、强力磨削、切割等。适用作业内容:与陶瓷结合剂的作业范围有部分重复。高锋利度的磨粒,对于陶瓷、金属陶瓷材料,是锋利度很高的磨粒,是强韧且具有耐久性的磨粒,对硬质合金/钢的同时磨削效果好。

橡胶( Rubber )是以橡胶为主体的结合剂,用于无心磨削的导轮。

环氧(塑料)型是环氧系浇注型结合剂,具有保持力均一且强固的特点。在对未经热处理钢材的高效磨削方面,不容易出现烧伤、裂纹,能够获得极高的加工精度。

金属结合剂
多以青铜等金属作为结合剂,用高温烧结法制造,其结合强度高,成型性好,耐高温,导热性和耐磨性好,使用寿命长,可承受较大的负荷,高锋利度磨粒,具有不规则形状的强韧磨粒,强韧的磨粒,在非金属材料的磨削中具有耐久性。一般适用于粗磨,用于玻璃、陶瓷等硬脆材料的磨削,在精密磨削中也可实现高效率,高品位加工。
电镀
是以镍为主要成分的结合剂,通过电镀将磨粒固定在基体上。磨粒突出量大、在重视锋利度的粗磨作业中发挥优越性能。还可以制造成形磨削砂轮。
金属单层(钎焊)用金属结合剂在基体上固定单层磨粒。磨粒突出量比电镀大,特别是在磨削容易发生气孔堵塞的材料时可发挥优越性能。金刚石、结合剂、基体三者就能通过钎焊实现牢固的化学冶金结合,从而实现真正的金刚石表面金属化。钎焊法制作金刚石(或立方氮化硼)工具已开始成为热点技术。
●  CBN系列
●  金刚石研磨液
柔性抛光材料
研磨工具の應用
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磨粒
结合剂
特点
CBN
陶瓷结合剂

陶瓷结合剂CBN 砂轮磨削能力强、磨削温度低、自锐性强、锋利性好,但是耐磨性差,难修整

树脂结合剂

树脂结合剂CBN 砂轮锋利性好,自锐性好,砂轮磨削效率高,并且可以改善工件表面的粗糙度,但是耐热性低,对CBN 磨料把持力低, CBN 磨粒易于脱落;同时其耐磨性不足,而且由于树脂结合剂是有机材料,受树脂本身性能限制,砂轮耐热性、耐磨性较差,不能进行精密成型磨削。

金属结合剂
多以青铜等金属作为结合剂,用高温烧结法制造,其结合强度高,成型性好,耐高温,导热性和耐磨性好,使用寿命长,可承受较大的负荷,高锋利度磨粒,具有不规则形状的强韧磨粒,强韧的磨粒,在非金属材料的磨削中具有耐久性。一般适用于粗磨,用于玻璃、陶瓷等硬脆材料的磨削,在精密磨削中也可实现高效率,高品位加工。
电镀
是以镍等金属为主要成分的结合剂,通过电镀将磨粒固定在基体上。磨粒突出量大、在重视锋利度的粗磨作业中发挥优越性能。还可以制造成形磨削砂轮。
金属单层(钎焊)用金属结合剂在基体上固定单层磨粒。磨粒突出量比电镀大,特别是在磨削容易发生气孔堵塞的材料时可发挥优越性能。强韧且具有耐久性的磨粒,对大负荷磨削效果好。CBN、结合剂、基体三者就能通过钎焊实现牢固的化学冶金结合,钎焊法制作CBN立方氮化硼工具已开始成为热点技术。

砂轮的定义

砂轮又称固结磨具,砂轮是由结合剂将普通磨料固结成一定形状(多数为圆形,中央有通孔) ,并具有一定强度的固结磨具。其一般由磨料、结合剂和气孔构成,这三部分常称为国结磨具的兰要素。按照结合剂的不同分类,常见的有陶瓷砂轮、金属砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种,使用时高速旋转,可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。


砂轮特性影响因素

砂轮是在磨料中加入结合剂,经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同,砂轮的特性差别很大,因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。


砂轮的硬度

砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱落的难以程度。砂轮的硬度软,表示砂轮的磨粒容易脱落,砂轮的硬度硬,表示磨粒较难脱落。


砂轮的硬度和磨料的硬度是两个不同的概念。同一种磨料可以做成不同硬度的砂轮,它主要决定于结合剂的性能、数量以及砂轮制造的工艺、磨削与切削的显著差别是砂轮具有"自锐性"选择砂轮的硬度,实际上就是选择砂轮的自锐性。


砂轮的组织

砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。通常以磨粒所占砂轮体积的百分比来分级。


砂轮生产工艺


陶瓷结合剂金刚石/CBN砂轮

生产工艺:原料包括磨粒和结合剂混合、压制成型、干燥、烧成、固化、加工、修整、产品检验、标示包装。


树脂结合剂金刚石/CBN砂轮

生产工艺:原料包括磨粒和结合剂混合、压制成型、固化、加工、修整、产品检验、标示包装。


金属结合剂金刚石/CBN砂轮

生产工艺:原料包括磨粒和结合剂混合、压制成型、烧结、加工、修整、产品检验、标示包装。


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