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03
高级工程师王光伟为磨澳新人培训金刚石知识!
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高级工程师王光伟指导工作
 
问答篇
 
 

1、金属结合剂的浓度问题,切割片,砂轮。有切割片技术说浓度都不高,30%左右,请王工给我们科普一下。

  答:金属结合剂浓度不高,切割片砂轮手动工具较多,功率小,(粒度越细浓度越低,粒度粗的浓度会高一些)。

 

 

2、树脂金刚石砂轮的磨削硬质合金工件,例如树脂金刚石砂轮D300*T25*H127*X10,粒度120#,湿磨硬质合金,建议砂轮的转速多少,进给量,进给速度。还有修整,建议用白刚玉砂轮,还是绿色碳化硅砂轮?

  答:砂轮转速低于35,一般30左右,进给量一般都是1丝到2丝,根据不同磨削条件。修整一般用绿色碳化硅较多,一般粒度是120#用的修磨比它粗用80/100,60#都可以,中软1或中硬1、中软2 中软3都可以,.但是中软1的硬度是最好的,太硬的话速度太慢。

 

 

3、国外客户有问胶木基体的,英文名称Bakelite, 这种胶木基体,对比铝基体,钢基体有什么优势?希望王工也可以给我们普及一下。

  答:胶木基体就是酚醛树脂跟铝硬化以后形成的,有弹性导热好。

 

 

4、金属结合剂的砂轮,已经知道的用电加工修整,是否也可以用刚玉油石开刃?

  答:可以,其实加工的方式有很多种,电加工、磨加工、电解磨、自由研磨等,一般是刚玉油石都可以,不要太硬,修整都不能做的太硬,还有被修整的砂轮一定要转速低。

 

5、金属烧结钻头,玻璃开孔用,建议浓度做多少?

  答:这个跟粒度有关系。烧结钻头80/100的,如果是钻岩层的浓度要求比较高,越硬的钻头浓度越高,越软浓度越低,一般来说是50-70之间。

 

 

6、树脂,陶瓷,金属,不同的结合剂适合用什么类型的料呢?

  答:树脂结合剂把持力比较弱,易脱落,一般是用1型料(RVD料)或者是树脂多晶金刚石(合成时间短,形成的聚集体要多)。陶瓷的一般用一型好些的料、一型半或二型,正常的话就是二型黄料,但是不是太耐用,最好是用二型料。金属结合剂一般是用2.3.4型,金属结合剂的配方有铜基钴基镍基、碳化钨基还有复合基,它的类别比较多。总的来说把持力越强的结合剂用的金刚石品级越高。金属结合剂分为金属烧结、还有青铜结合剂(青铜结合剂就是8515、8020铜锡合金)硬度比较低,再往上去就是铁基、镍基、钴基,再往上就是碳化钨基。

  

7、砂轮的线速度对砂轮使用效果的影响?

  答:砂轮的线速度有一个最佳值,一般来说速度太低磨削也很大,结合剂磨损快;太高了对机床振动大,对金刚石也不好,适当最好。一般金刚石砂轮大概35米

 

 

8、金属砂轮的制作工艺流程。

 

 

图片1.png

 

9、最开始的粗加工铸铁/钢件的时候可以用金刚石的来替代CBN的,还有金刚石磨加工发动机气缸想知道在什么样的加工条件下,可以实现用金刚石替代CBN加工铁族金属

  答:金刚石可以加工非金属硬脆材料(大理石、花岗岩、陶瓷、耐磨材料、砂岩、宝石、半导体、玻璃等)。就是非金属的,除了铁钴镍它不能加工,其他的都可以加工。因为金刚石是碳,加工钢材容易产生铁三碳反应,就是金刚石强度会急剧下降,因为铁钴镍是它的触媒和溶剂。铸铁和铁本身是两个不同的概念,不锈钢的含碳量最低,铸铁的含碳量2.46%,铁与碳已经饱和了,就不会再和金刚石反应了,所以金刚石是可以加工铸铁模具的,金刚石(耐用)和CBN(锋利)都是可以用来加工铸铁的。珩磨为啥要用金刚石加工?因为金刚石晶形完整,加工表面纹理比较好。

加工钨钢:确切的说钨钢不是钢是硬质合金

 

 

10金刚石是怎么分型的?

  答:可以做TI(冷冲)TTI(热冲),比较标准的就是冷冲、热冲。

  TI(冷冲):金刚石的TI值表征其冲击韧性,取一定量的金刚石试样连同钢球一起装入试样管中经额定冲击次数冲击后倒入检验筛进行筛分测其未破碎率。

  TTI(热冲):表征其热冲击韧性,去一定量的金刚石在加热炉中加热至1100℃保温20分钟后,再冲击并检验其未破碎率。

  现在业内人士认为单纯测量TI值或TTI值并不能全面反映金刚石的性能,TI与TTI差值更能表征其稳定性。低品级金刚石由于内部杂质缺陷较多,经过1100℃煅烧后晶体内部出现大量“黑斑”,单晶整体颜色变深,说明煅烧后晶体内部已经造成“内伤”。经冲击后大部分单晶会发生破碎。而高品级金刚石由于其内部杂质缺陷较少,经过1100℃煅烧后只有少部分单晶内部出现小面积的“黑斑”,大部分单晶煅烧前后没有发生变化

(如:中南2120  2110:21就是触媒牌号,20代表冲击后未碎的占20%)

 

 

11、金刚石的晶型:

  答:晶型:粒度组成分成五块:基本粒、粗粒、最粗粒、细粒、最细粒。微粉一般不超2倍,破碎料不超2.5倍,再长就不行了,会划伤。

一型料:针片状,树枝状,晶型不完整,(可检测堆积密度、粒度组成,一般不对强度检测)

二型料:等积形,有部分完整晶面。

三型料:完整晶面占70-80%,个别少量的晶面有缺损。

四型料:六八面体,完整晶型,透度好。

 

 

12、金刚石刀具砂轮选择原料一般选什么料?

  答:刀具砂轮既要有强度又要有厚度,还要适当的集中,如果太多尖的表面就磨坏了,强度太高的话会顶着不下太低的话金刚石一磨就碎了,一般就是二型料,粒度适当集中。韩国(新韩)磨刀具的砂轮,晶型感觉也一般,但是金刚石比较厚实。

 

 

金刚石

 
 

  金刚石的主要成分是碳,石墨是碳的同素异形体,石墨是层状、六方结构;金刚石是立方结构,石墨转化成金刚石需要5-10万个大气压,1300-1500℃,(六方氮化硼是层状结构,是白石墨,硬度非常低,立方氮化硼硬度都比较高。)

  天然金刚石是无色透明,浅黄色是含氮,绿色是含铁镍,含杂质多呈灰绿色,金刚石密度3.52g/cm3,立方氮化硼3.48 g/cm3。人工合成的金刚石大部分都是六八面体。

 

 

图片2.png

矩形框中的面是最脆弱的

 
金刚石与立方氮化硼性质比较
 

图片3.png

CBN不耐碱,不能用水溶性的、碱性的研磨液。

滑(滑石)石(石膏)方(方解石)萤(萤石)磷(磷灰石)长(长石)黄玉刚玉金刚石(莫氏硬度1-10)

 

 

金刚石在不同气氛下的热稳定性

 

 

  做青铜结合剂砂轮一般会通惰性气体或氢气,若没有保护气体易出现掉环现象。也有即耐温强度又高的金刚石,含硼的金刚石,但加入硼之后容易引起晶格激变,所以含硼金刚石的晶型一般都不好。

  中南料发黄就是因为含氮,(Ia型金刚石淡黄色,含片状氮,一般是天然的,电绝缘体;Ib型是黄色含弥散氮(均匀的混在里面),人造;IIa型天然的比较多,导电导热性非常好;IIb型淡蓝色,含氮极少,导电导热性非常好,半导体)。

 

 

各国人造金刚石品种牌号对照表

 

 

图片5.png

树脂结合剂易脱落,一般用一型料

粗糙度:工件加工以后工件的表面质量。一般用Ra表示。

 

图片6.png
网孔尺寸大概是15000除以筛网号=网孔尺寸。
如:加工R0.05
→▽12→W5(3-6),R0.8→▽8100/120

网孔尺寸大概是15000除以筛网号=网孔尺寸。
如:加工R0.05
→▽12→W5(3-6),R0.8→▽8100/120

 

粒度

对应粒度号

粒度

对应粒度号

45/50

46

140/170

150

50/60

60

170/200

180

60/70

70

200/230

200

80/100

80

230/270

240

100/120

100

270/325

280

120/140

120

325/400

32

 

 

相邻粒度一般不会造成划伤
但是树脂砂轮对应的光洁度选粒度一般要选粗一点
因为树脂易脱落
所以树脂砂轮选粒度不要选太细,选细了不锋利

 

*金刚石原料图片分析

 

图片7.png
中南料,高强工艺黄料,比较透,集中度比较好。
树脂砂轮要求锋利。

 

图片8.png
绿料,铁镍触媒的料比较绿
不透明的就是强度低的,就是黑料

 

图片9.png

一号为 ,六八面体聚形。
二号为,正十二面体与两个平面的聚形

 

 

图片10.png
破碎料,有棱角,且没有过多的大颗粒
比较锋利,粗粒度一般需要这样的晶型

 

图片11.png
3型完整晶型料和2型微整料

 

图片12.png
破碎料 比较锋利 长宽比约为2:1

 

图片13.png
中南一型,属于一型好一些的料,耐磨,有尖。

 

 以上就是王工为磨澳新同事培训的全部内容,未来最终我们会持续跟王工以及海内外的磨料磨具专家更多的交流,加强合作,把金刚石CBN砂轮和其他金刚石CBN工具做的更好,为中国制造和世界制造贡献一份力量。

 

 

 

 
 
 
 

 

 

 

 

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