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树脂结合剂金刚石工具的影响因素

树脂结合剂金刚石工具的影响因素
经混合后热压固化而成。

其性能也直接受树脂结合剂、填料和金刚石磨料的影响。

1 结合剂的影响,主要包括结合剂种类和含量的影响等
(1)各种树脂结合剂金刚石工具的共同特点是耐热性较差,在加工工件的过程中,金刚石工具和工件之间产生的热量容易使局部温度过高,一旦达到临界值,树脂结合剂对金刚石的把持失效,金刚石在没有完全磨钝的条件下就会脱落,从而使加工费用大幅提升。

目前主要是通过对树脂结合剂进行改性来提高其耐热性能的。

高良倡采用方烷基醚改性酚醛树脂,其耐热性能够达到180℃以上。

杜杨等以有机硅预聚合物、硼酸、苯酚和甲醛为原料合成的新型含硼硅酚醛树脂BSP,由于酚醛树脂结构中引入B—O 键和有机硅链,BSP 树脂具有优良的耐热性和韧性,同时也改善了树脂的耐水性和储存稳定性。

肖东政等采用BMI( 双马来酰亚胺) 改性酚醛树脂获得了耐热性较好的双马来酰亚胺改性酚醛树脂。

(2)树脂结合剂含量的影响。

树脂结合剂含量对金刚石工具加工性能有较大的影响。

文献介绍了在单晶硅片减薄砂轮中,树脂结合剂含量增加,砂轮的硬度、抗压强度逐渐增大,当树脂结合剂含量增加到一定程度时,砂轮磨耗比的提高趋于缓慢,同时砂轮表面容易出现堵塞现象,同时含量越高,堵塞现象越严重。

(3)树脂结合剂粒度的影响。

国内用作金刚石磨具生产的树脂粉粒度大多在80~180目之间,这样的粒度范围存在两个缺陷,一是影响磨具的压制成形性能,二是可能影响结合剂的性能。

在压制过程中,树脂粉虽可受热软化,并有一定流动性,达到包覆磨粒的目的,但在压制过程中,结合剂料是在模具内受压的,空间有限,树脂的流动范围也有限,当树脂粉粒度粗时,就会有部分磨料粘结不牢固,从而过快脱落。

有研究表明当树脂粒度细化后,可改善成形料的流动性,有利于磨具的热压成形。

2填充料的影响,主要包括填料种类和含量的影响等
填充料是金刚石磨具的一个重要组成部分,加入适量的填充料不仅可以大大降低成本,还可提高磨具的机械强度,延长使用寿命。

填充料种类较多,加入不同种类的填料对磨具的影响也不同。

按性质和用途可分为四类:
1①不活泼填充料。

用于可塑工艺,目的是降低磨具成本;2②活泼填充料。

增塑吸附效应,使磨粒与结合剂粘合能力增强;3③补强填料。

如玻
(1)金刚石表面镀覆金属后,单颗粒抗压强度都有所提高,同时磨耗比下降,即延
长了使用寿命。

与不镀覆的金刚石相比,具体作用还包括以下几个方面:
1①镀层减缓对树脂结合剂的热脉冲,金刚石镀层的导热率比金刚石小,因此金刚石磨粒接触工具时,产生的瞬时高温经过镀层后传给树脂,从而保护紧接磨料部位的树脂不受高温损伤;2②镀层提高金刚石与结合剂的结合强度,金属镀层内包金刚石,外部与树脂结合剂能良好粘结;3③镀层提高金刚石颗粒抗破碎强度,镀覆金属后金刚石颗粒的缺陷得到弥补,起到了补强作用,且镀层含有韧性金属,有利于提高颗粒抗破碎强度;4④镀层对磨粒起隔离保护作用,隔绝外界氧及其它有害介质的作用,同时在磨削高温下,镀层对金刚石晶体的石墨化能起抑制作用。

(2)国内外超硬材料厂家对超硬磨料进行了较为细致的分类,其中低品质的金刚石
磨料或通过特殊工艺处理的具有高自锐性和微破碎性的金刚石磨料,主要用于树脂结
合剂金刚石工具的制备。

如E6 公司提供的PDA433,PDA321,PDA311,PDA211 等牌号的金刚石,具有高自锐性和微破碎性。

目前国内树脂模具普遍使用RVD 型金
刚石磨料,其颗粒多为针片状,晶型不规则,强度低、脆性大、表面粗糙但磨削锋利,
与树脂结合剂结合良好; 近年来国内开发的多晶CSD 型金刚石磨料用于树脂结合剂
磨具,显著提升了树脂金刚石工具的锋利度。

4修整对树脂结合剂金刚石砂轮的影响
修整过程是砂轮制备中不可或缺的因素,通过整形能够获得各种形状的树脂金刚石砂轮,通过砂轮修锐使树脂结合剂金刚石砂轮表面金刚石出刃,合适的修整加工直接影
响砂轮的使用性能。

邹大程设计了一种新型树脂结合剂金刚石砂轮修整方法,并用白
刚玉、碳化硅、碳化硼、钼、钼铁合金等方法分别进行砂轮修整实验,通过对比分析
各种方法的修整力、表面形貌精度、砂轮修锐效果以及磨削性能,以此对比不同修整
方法对树脂结合剂金刚石砂轮的修整效果。

选用适合于实际应用的修整技术将有助于
提高树脂金刚石砂轮的使用性能。

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