Roțile de măcinare cu diamante sunt instrumente extrem de eficiente pentru măcinarea materialelor dure și fragile, cum ar fi carbură, sticlă, ceramică și pietre prețioase. În ultimii ani, odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei de măcinare de mare viteză și de măcinare ultra-precizie, au fost puse cereri mai mari pe roțile de măcinare. Roțile de măcinare legate de rășină vitrificată nu mai răspund nevoilor de producție. Roțile de măcinare legate de metal, datorită proprietăților lor remarcabile, cum ar fi rezistența ridicată a legăturii, formabilitate excelentă și durata de viață lungă, au devenit utilizate pe scară largă.
Roțile de măcinare cu diamante legate de metal sunt împărțite în primul rând în două tipuri, sinterizate și electroplate, în funcție de metoda lor de fabricație. Pentru a utiliza pe deplin proprietățile superabrasive, un nou tip de roți de măcinare, roți de măcinare superrabrasive cu un singur strat, a fost dezvoltat la începutul anilor 1990, folosind un proces de brazare la temperaturi ridicate. Acest tip de roată de măcinare este încă în curs de dezvoltare în China.
1. Roți de măcinare cu diamant sinterizat
Roțile de măcinare legate de metale sinterizate sunt de obicei fabricate folosind un proces de sinterizare la temperaturi ridicate folosind metale precum bronzul ca legătură. Acestea oferă o rezistență ridicată a legăturii, o formabilitate excelentă, rezistență la temperatură ridicată, conductivitate termică excelentă, rezistență la uzură, durată de viață lungă și capacitatea de a rezista la sarcini grele. Deoarece roata de măcinare se micșorează inevitabil și se deformează în timpul procesului de sinterizare, trebuie să fie modelată înainte de utilizare. Cu toate acestea, pansamentul este dificil. Metoda obișnuită actuală de a măcinarea roților, folosind role, nu numai că consumă timp și consumator de muncă, dar are ca rezultat și o vărsare semnificativă a particulelor de diamant în timpul procesului de pansament, ceea ce duce la o uzură semnificativă a roților și o precizie scăzută.
2. Roți de măcinare a diamantului electroplate. Avantaje ale roților de măcinare a diamantelor electroplate:
Procesul Procesul de electroplație este simplu, necesitând investiții minime și este ușor de fabricat.
② Nu este necesar un pansament, ceea ce le face ușor de utilizat.
③ Structura cu un singur strat permite viteze de funcționare ridicate, ajungând în prezent la 250-300 m/s în străinătate.
④ În ciuda faptului că au un singur strat de diamant, acestea au încă o durată de viață suficientă.
⑤ Pentru roțile de măcinare cu role care necesită o precizie ridicată, electroplarea este singura metodă de fabricație. Tocmai din cauza acestor avantaje, roțile de măcinare electroplate au o poziție dominantă incontestabilă în măcinarea de mare viteză și ultra-viteză. Roțile de măcinare a diamantului electroplate au dezavantaje: metalul de acoperire nu are o legătură metalurgică chimică puternică cu substratul și suprafețele abrazive. Abrazivul este efectiv doar încorporat mecanic în metalul de acoperire, ceea ce duce la o forță de reținere slabă. Particulele de diamant sunt puternic încărcate, căzând cu ușurință (sau fulgează) în timpul măcinării eficiente, ceea ce duce la eșecul general. Pentru a crește forța de reținere, grosimea acoperirii trebuie crescută, ceea ce reduce înălțimea abrazivă expusă și spațiul cipului, ceea ce face ca roata de măcinare să fie susceptibilă la înfundare, disiparea slabă a căldurii și arsuri pe suprafața piesei de lucru. În prezent, fabricarea de roți de măcinare electroplată internă nu a obținut încă o topografie optimă a roților optimizate pentru condițiile de procesare. Aceste dezavantaje inerente ale roților de măcinare a diamantelor electroplate cu un singur strat își limitează semnificativ aplicarea în măcinarea de înaltă eficiență.
3. Roți de măcinare cu un singur strat cu un strat
Pentru a maximiza eficacitatea diamantului, este necesară creșterea forței de reținere a legăturii pe diamant și îmbunătățirea rezistenței legăturii roții. Roțile de măcinare superabrasive cu un singur strat, cu temperatură ridicată, depășesc deficiențele roților de măcinare electroplate prin realizarea unei legături metalurgice chimice între substratul de diamant, liant și metal, ceea ce duce la o rezistență ridicată la legătura. Menținerea grosimii stratului de legătură la doar 20% până la 30% din înălțimea abrazivă a bobului permite o șlefuire cu sarcină mare, cu viteză mare și eficientă. Cerealele abrazive pot fi păstrate ferm, permițând roților brațate să obțină o înălțime de cereale expusă de 70% până la 80%. Acest lucru crește spațiul cipului, reduce înfundarea roților și maximizează utilizarea abrazivă.
În aceleași condiții de procesare ca roțile de măcinare electroplate, roțile superabrazive cu un singur strat, cu temperaturi ridicate, oferă forțe de măcinare mai mici, pierderi de energie și temperaturi de măcinare, permițând viteze mai mari de funcționare. Acest lucru este deosebit de semnificativ pentru măcinarea cu viteză ultra-înaltă care depășește 300 până la 500 m/s. Roțile de măcinare cu diamante necorespunzătoare cu un singur strat, cu temperatură ridicată, cu brațarea aliajului CR-AG-CU, sunt brațate folosind brațarea de inducție de înaltă frecvență la 780 de grade timp de 35 de secunde, urmată de răcire naturală. Aceasta realizează o legătură puternică între diamant și substratul de oțel. Spectrul energetic cu raze X și analiza difracției cu raze X au relevat faptul că CR3C2 s-a format între CR și Diamond și (Fexcry) C s-a format între CR și matricea de oțel. Experimentele comparative cu lipit fără CR au arătat că acesta a fost principalul factor pentru obținerea unei rezistențe ridicate de legare între stratul de aliaj și atât matricea de diamant cât și din oțel. Experimentele de măcinare au confirmat, de asemenea, că diamantul are o rezistență ridicată.