Estado de investigación de la muela abrasiva de diamante con aglomerante metálico

La muela abrasiva de diamante es la herramienta de procesamiento más utilizada en la tecnología de rectificado. De acuerdo con los diferentes tipos de aglomerante, la muela abrasiva de diamante generalmente se puede dividir en muela abrasiva de diamante con aglomerante de resina, muela abrasiva de diamante con aglomerante cerámico y muela abrasiva de diamante con aglomerante metálico. La muela abrasiva de diamante con aglomerante metálico tiene una fuerte fuerza de unión y un grano abrasivo, buena tenacidad y puede soportar grandes cargas. Se ha aplicado en los campos de rectificado de conformado, rectificado de precisión y ultraprecisión de superficies complejas de materiales frágiles y duros.

 

El poder de retención de la unión metálica al abrasivo de diamante es el factor clave que afecta la vida útil de la muela abrasiva de diamante con unión metálica. Por lo tanto, los investigadores nacionales y extranjeros se centran principalmente en los siguientes aspectos:

(1) Sustituya la base de Fe por la base de Co como enlace de la muela abrasiva de diamante con aglomerante metálico para reducir los costos de producción. Por ejemplo, Han Juan y otros investigaron el efecto del contenido de carbono en las propiedades de los materiales de matriz a base de ferrita. Cuando el contenido de carbono es del 1 por ciento, la densidad del material de la matriz alcanza el valor mínimo de 7,47 g/cm3; Cuando el contenido de carbono es 0,4 por ciento, la densidad del material de la matriz alcanza el valor máximo de 7,65 g/cm3. Chen Xia et al. redujo la erosión del aglutinante en la superficie del diamante al agregar una pequeña cantidad de Co al aglutinante a base de hierro y, debido a la adición de Co, se adhirió una capa de material de matriz denso a la superficie del diamante, lo que hizo que el material de matriz y el diamante más estrechamente combinados.

 

Dai Qiulian et al. encontraron que las propiedades mecánicas de los materiales de matriz a base de hierro se pueden mejorar aumentando adecuadamente el contenido de C, Cu y Ni. La temperatura de sinterización de la muela abrasiva tiene un impacto significativo en la dureza y la resistencia a la flexión de los materiales de matriz a base de hierro. La cantidad apropiada de Zn y Sn conduce a la sinterización en fase líquida;

(2) Tomar medidas tecnológicas para darse cuenta de la capacidad de sujeción de la unión del metal al abrasivo. Primero, se logra agregando Ti activo (TiN2), Cr, elementos de tierras raras, etc. a las materias primas de sinterización; En segundo lugar, los recubrimientos de aleación o metal activo, como Ti y Cr, se depositan en la superficie de las partículas abrasivas de diamante para mejorar la capacidad de sujeción de la unión al abrasivo;

(3) Mejorar la capacidad de preparación de la rueda de diamante con aglomerante metálico. T Tanaka et al. trató de desarrollar una especie de muela abrasiva de metal diamantado poroso con hierro fundido como enlace, e introdujo la estructura vacía de la muela abrasiva de diamante cerámico poroso en la muela abrasiva de diamante metálico, para obtener una mejor capacidad de corte y autoafilado del partículas abrasivas de diamante. Más tarde, H.Tomino y SHTruong de Japón desarrollaron varios métodos de preparación, como la sinterización por prensado isostático en caliente, la sinterización por electrificación y la sinterización al vacío.

 

A través del estudio comparativo del proceso de preparación, la porosidad y varias propiedades de rectificado, tenemos una mayor comprensión del nuevo tipo de disco de diamante poroso con aglomerante metálico. Los investigadores nacionales proponen mejorar la capacidad de autoafilado de las muelas abrasivas de diamante con aglomerante metálico cambiando la fórmula del diamante con aglomerante metálico para que coincida con su tasa de desgaste con la tasa de desgaste del abrasivo de diamante. Sin embargo, este método está limitado por las propiedades de los materiales procesados, los diferentes grados de diamantes y el rango limitado de composición de fórmula ajustable del diamante con aglomerante metálico. Liao Cuijiao et al. agregó una cierta cantidad de agente formador de poros al enlace metálico para obtener una muestra de segmento de diamante de enlace metálico poroso con una cierta porosidad.

En la actualidad, las ruedas de diamante con aglomerante metálico se dividen en tres tipos: ruedas de diamante galvanizadas, ruedas de diamante sinterizadas y ruedas de diamante soldadas de una sola capa. La muela abrasiva de diamante galvanizado solo se puede usar en ocasiones con una carga de rectificado pequeña, y la muela abrasiva de diamante sinterizado se usa ampliamente, mientras que la muela abrasiva de diamante soldada de una sola capa aún se encuentra en la etapa de desarrollo en China.

La muela abrasiva de diamante galvanizado se fabrica mediante un método electroquímico. La muela abrasiva de diamante electrochapada tiene muchas ventajas, como un proceso de galvanoplastia simple, baja inversión, fabricación conveniente, sin necesidad de reparación, alta eficiencia de trabajo, larga vida útil, etc. En la actualidad, la muela abrasiva de diamante electrochapada juega un papel líder indiscutible Rectificado de precisión, alta velocidad y ultra alta velocidad. Los defectos de la muela abrasiva de diamante electrochapada son los siguientes: los granos abrasivos de diamante en la muela abrasiva de diamante electrochapada solo se incrustan mecánicamente con el metal recubierto y el sustrato, y la superficie de la junta no forma un enlace metalúrgico químico sólido, por lo que su sujeción la fuerza es pequeña. La superficie de trabajo de la muela abrasiva se bloquea fácilmente, con una disipación de calor deficiente, alta temperatura de rectificado y fácil de quemar la superficie de la pieza de trabajo.

Con el fin de resolver problemas como la fuerza de sujeción insuficiente de los granos abrasivos de la muela abrasiva de diamante galvanizada y el fácil bloqueo de las herramientas, y para aprovechar al máximo las ventajas del abrasivo superduro, los países extranjeros comenzaron a desarrollar la sola- muela abrasiva de diamante soldada en capas con el proceso de soldadura fuerte a alta temperatura a principios de la década de 1990. En particular, se han realizado ciertos progresos en la soldadura fuerte a alta temperatura de muelas abrasivas de diamante.

 

Para la muela abrasiva de diamante soldada de una sola capa, la fuerza de unión en la interfaz proporcionada por la soldadura fuerte a alta temperatura es alta; Al mismo tiempo, debido a que el grosor de la capa de unión es muy delgado, el espacio de viruta entre los granos abrasivos se expande mucho y no es fácil de bloquear. El filo de corte abrasivo efectivo es más y más afilado, y la temperatura de molienda se reduce considerablemente, lo que puede prevenir eficazmente las quemaduras por molienda, especialmente en la molienda eficiente, que puede mostrar sus ventajas incomparables. En la actualidad, se ha utilizado en la preparación de sierras de hilo diamantado, muelas abrasivas de diamante soldadas de una sola capa y varios cabezales y discos abrasivos. Sin embargo, hay pocos abrasivos superabrasivos soldados de una sola capa en el mercado en esta etapa.

La muela abrasiva de diamante sinterizado se forma mezclando abrasivo superduro y polvo adhesivo y sinterizando por pulvimetalurgia, formando un cuerpo sinterizado de estructura multicapa. La muela abrasiva de diamante sinterizado tiene las ventajas de una alta fuerza de unión, buena formabilidad, resistencia a altas temperaturas, buena conductividad térmica y resistencia al desgaste, larga vida útil y puede soportar grandes cargas. Para la rueda de diamante sinterizado, algunos académicos han llevado a cabo investigaciones sobre el revestimiento de la rueda de diamante sinterizado con métodos de mecanizado especiales en los últimos años, que incluyen principalmente el método de revestimiento electrolítico, el método de revestimiento por chispa eléctrica y el método de revestimiento compuesto.