双立磨具知识——超硬树脂磨具常见填料介绍
2018-09-29

山东双立磨具有限公司(以下简称双立磨具)成立于2014年6月,并于2018年7月25日与台湾嘉宝自然工业股份有限公司总裁许芳荣先生合资。公司位于山东省淄博市国家高新技术开发区,是一家具有国内领先的专业磨具制造和技术研发能力,以磨削应用著称的生产经营型企业。公司产品定位为:起步就与世界同步。公司注重研发、节能,环保,绿色。具有完善的各类必备资质。产品注册品牌为“双立”和“卡宝”。

在超硬材料树脂磨具中,填充料也是不可缺少的组成部分,其作用主要是用来改善结合剂的耐热性、硬度、强度,最终目的是提高砂轮的耐用度。填充料的种类繁多,对于金刚石树脂磨具,酚醛树脂结合剂所用填料,国内常用的是Cr2O3,ZnO和Cu粉;聚酰亚胺结合剂所用填料,除Cu粉外,国外用于干磨时加Zr、Co、CaCO3等;用于湿磨时,可加石英粉(SiO2)、铝氧粉(Al2O3)等陶瓷材料。对于立方氮化硼树脂磨具,结合剂中的填充料常用金属粉、金属氧化物粉末,如Cu、Cr2O3等。使用TL(GC)、GB(WA)磨料中作填料干磨效果较好,但不便于CBN回收。国外使用的填料还有电镀的MoS2,一些金属盐,如BaSO4,MgSO4.磨料用量对磨削效果,特别是干磨削时的磨削效果有很明显影响。加入填料的目的主要是为了改善磨具的磨削性能和机械性能。在磨料含量一定的前提下,填料还起到充填单位体积中的不足部分。金属粉作为填料,可使磨具的硬度和强度得到提高,有利于磨削热的传导和扩散。但填充过多会使磨具的结合剂脱落困难,磨料不易出刃,严重时会造成堵塞,烧伤工件,磨具表面金刚石烧毁,消耗增大;氧化物类作为填料,除改善磨具强度、硬度、导热性外,还可使用磨具获得抛光性能,改善磨具的吸水性。

另外,为了改善磨具的磨削性能和机械性能,还可以适当加入一些固体润滑剂材料,特别是干磨,其作用尤其突出,它可起到减摩作用。填料的用量过大,会降低磨具的强度。

下面简要介绍几种 填料的特性及其作用。

1.Cu粉

Cu本身熔点高(1083℃),导热性好。磨削过程中产生的瞬间高温可通过Cu迅速传给磨具的基体;热量散失快,从而减轻了磨削区的局部过热现象,提高了结合剂的耐热性能。Cu与树脂发生化学吸附,粘合性很好,而且Cu的热胀系数与聚酰亚胺很接近,以Cu本身耐磨性也很好。以上性能都利于提高砂轮的耐磨性。使用Cu粉比不使用Cu粉的砂轮,寿命可提高数倍。但是Cu是韧性材料,延展性大,用量过多,砂轮容易腻塞,磨削能力下降。一般选用15%~20%。

Cu粉(或与石墨粉混合)作填料,用于制造电解磨削砂轮,电解磨削可以缩短加工时间,提高工作效率,而且可用较粗粒度的砂轮磨出较高粗糙度的工件。这在普通树脂磨具中也有应用。

2.Cr2O3与ZnO

Cr2O3是深绿色六角晶体,密度5.1~5.2g/cm3,熔点2435℃。ZnO是白色六角晶体或粉末,密度5.6g/cm3,熔点1975℃,两性化合物。这些金属氧化物具有较高的熔点和机械性能,能够显著提高砂轮的强度、硬度和耐热性。试验表明:Cr2O3比用ZnO的砂硬度和强度稍高,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、内磨与刃磨,后者用于干磨与精抛磨。

Fe2O3也有类似上述的提高强度和硬度的作用,但效果明显低于Cr2O3与ZnO。Fe2O3一般用于过渡层。

3.其它填充料

加入石英粉、铝氧粉、WA、GC等磨料类填料,均可改善磨削性能,但由于这些物质不容易与金刚石及CBN分离,不便于回收金刚石,因此国内外目前不常使用。