陈卫东，涂俊群
苏州赛力精密工具有限公司
摘要：砂轮中具有适量的气孔可以在磨削的过程中起良好的冷却、容屑排屑及促使砂轮自锐的作用。选用四种不同的造孔剂,在相同的试验条件下,通过添加不同含量的造孔剂,对比和分析了造孔剂的种类与用量对结合剂强度及砂轮性能的影响。试验结果为:添加4种不同的造孔剂均对结合剂的强度有一定的影响,造孔剂的含量越高,结合剂的强度下降幅度越大。氧化铝空心球及空心玻璃微球造出的气孔比较均匀,且孔隙率比较容易控制,制备出的砂轮在磨削的过程中容易产生较多的气孔,兼顾了砂轮的强度与锋利性。以硫酸铵为造孔剂制备的砂轮气孔比较细小而均匀,而且气孔之间是连通的,但硫酸铵对结合剂的强度影响较大,不宜过多添加。以碳粉为造孔剂制备的砂轮中有轻微的碳粉残留,对砂轮的强度影响较大。
1前言精密磨削的过程中,砂轮表面容易堵塞而导致粘屑甚至工件烧伤,尤其是加工韧性较大的材质,如高速钢、CF55#钢等。砂轮堵塞类型有嵌入型、粘着型、混合型[1]。嵌入型堵塞是由于工件脱落的磨屑机械地嵌在砂轮工作表面气孔处所造成的堵塞;粘着型堵塞是指工件上脱落的磨屑熔结在磨粒及结合剂的表面上所造成的堵塞;混合型堵塞是指砂轮表面上既有嵌入型堵塞,又有粘着型堵塞。砂轮中具有适量的气孔可以在磨削的过程中起良好的冷却、容屑排屑及促使砂轮自锐的作用[2]。如果砂轮有足够大的容屑及排屑空间,砂轮的嵌入型堵塞就会大大减少。相应的,砂轮的磨削力小、磨削效率也更高,砂轮的粘着型和混合型堵塞也减少,整个磨削过程将处在一个良性的循环之中。另外,如果气孔为开孔(串通孔或半串通孔),冷却液通过开孔不断地渗入到砂轮里,甚至渗到磨削区域里面,会使砂轮和工件得到更充分的冷却,从而减少工件磨削烧伤的机会。
为了使砂轮具有良好的容屑及排屑空间,减少精密磨削的过程中砂轮堵塞,需要开发气孔多且均匀的砂轮。刘振江等[3]以炭黑、PMMA微球及PS微球为造孔剂制备Al2O3多孔陶瓷,以炭黑为造孔剂的多孔陶瓷比以PS微球与PMMA微球为造孔剂的多孔陶瓷的强度大,但气孔率的稳定性差且不易控制。
本文选用四种不同的造孔剂,分别为硫酸铵、碳粉、氧化铝空心球、空心玻璃微球,在相同的试验条件下,测试各种造孔剂的不同添加量对结合剂的抗折性能及砂轮性能的影响。
2试验部分2.1原材料
陶瓷结合剂:硼铝硅酸盐体系,具体成分参见表1;粒度-目;
造孔剂:
(1)碳粉:黑色颗粒,/目
(2)硫酸铵:无色立方结晶,粉状,/目
(3)氧化铝空心球:白色球状颗粒,/目
(4)空心玻璃微球:白色球状粉末,半透明,/目。
磨料:
cBN,黑色颗粒,/目
表1试验陶瓷结合剂的化学成分Table1Chemical