关于多孔金属结合剂金刚石砂轮的成孔机理及制备方法的介绍

2017-12-02 09:37阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/5608805035

金属结合剂 金刚石砂轮与树脂结合剂金刚石砂轮和陶瓷结合剂金刚石砂轮相比，具有成型密度高，组织致密，韧性好，耐磨性好等特点，多用来加工金属间化合物、高温合金、工程陶瓷、硬质合金和宝石等难加工材料。粉末冶金法制备的金属结合剂 金刚石砂轮中的气孔按照生成机理可分为间隙孔和生成孔。间隙孔是烧结过程中由于原子迁移、烧结颈的形成与长大、闭孔球化之后，通过延长烧结时间也无法完全消除的少量闭孔隙；生成孔是添加成孔剂后，在烧结过程中成孔剂分解、挥发、溶解而形成的孔或者是在使用过程中成孔剂溶解或破碎而形成的孔。故生成孔取决于成孔剂的类型、颗粒形状和加入量等。而在多孔金属结合剂 金刚石砂轮的成孔方法大多借鉴多孔 陶瓷结合剂砂轮和多孔金属材料的成孔方

法。目前常用的制备方法有以下几种：
（一）高温分解或挥发物造孔
J.B.Mao等用白砂糖做成孔剂制备 陶瓷结合剂CBN砂轮，研究表明糖含量不仅影响孔隙率还影响孔的形状、大小和分布。糖含量从3%增加到5%，孔隙率从26.1%增加到31.9%，试样抗弯强度从51MPa降低到22MPa。糖含量在1%~3%时，生成孔小而且分布均匀；糖含量在5%~7%时，生成孔大且不均匀，产生大量孔隙通道，强度大大降低。糖含量达到9%时，节块严重变形或开裂。X.F.Lv等用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）做成孔剂制备陶瓷结合剂CBN砂轮。PMMA的热分解温度在250℃到400℃之间，PMMA做成孔剂成的孔比用活性炭做成孔剂成的孔更均匀，孔的形状也更接近于球形。PMMA做成孔剂试样的抗弯强度和洛氏硬度均比用活性炭高。PMMA的含量从0增加到8%，试样孔隙率从36.5%增加到43.5%，抗弯强度从90MPa减小到59.7MPa，而加8%活性炭的试样抗弯强度仅为38.6MPa。原因是活性炭成孔不规则产生缺陷，易造成应力集中，导致强度下降。这种方法的缺点是孔大小、形状、分布不易控制，易导致磨具膨胀、开裂。李养帅等在铝青铜胎体中添加2%的TiH2之后，铝青铜胎体的力学性能显著提高。TiH2高温分解之后能起到造孔剂的作用，同时TiH2分解之后产生的Ti原子具有较高的活性，能与Cu形成固溶体，也能与金刚石反应生成碳化物，提高磨具强度。
（二）可溶（熔）性盐类物质造孔
侯永改等使用一种可溶性盐类做成孔剂制备陶瓷结合剂CBN磨具。这种成孔剂在磨具磨削过程中可溶解于水溶性冷却液中，而在自身占据的位置形成气孔。这种方法的缺点是砂轮吸水后容易变形，影响砂轮的质量。贾宝强采用熔（溶）盐-脱盐法制备金属通孔材料，将模压成型块860~880℃预烧结保温2h，在950℃~1000℃保温0.5h将BaCl2熔融脱掉，在1150℃保温烧结0.5h，制备出多孔镍材料；将模压成型块在720~730℃预烧结保温2h，在950℃保温烧结1h后随炉冷却至室温，再经100℃蒸馏水中煮沸1h将NaCl溶解脱掉，制备出多孔铜镍合金多孔材料。这种方法过程繁琐，并且熔（溶）盐不容易完全脱去。
（三）超临界萃取成孔剂造孔
TimothyD.Davis等用超临界CO2萃取成孔剂联二苯制备多孔 陶瓷金刚石砂轮。使用此方法不会损伤磨具的微观结构，避免了传统成孔剂在烧结过程中易造成磨具膨胀、开裂等缺陷。萃取温度295~338K，压力8.8~27.6MPa，CO2流量3.4´10-5KgS-1和7.5´10-5KgS-1。实验结果表明：萃取效果受温度和CO2流量影响较大，基本不受压力和成孔剂颗粒大小的影响。萃取制备的多孔砂轮与传统砂轮性能相似，但在高金属切除率环境下，萃取多孔砂轮表现出更好的性能，并且孔径大的砂轮比孔径小的砂轮性能好。这种方法的缺点是过程复杂，成本较高。
（四）陶瓷空心球造孔
W.F.Ding等用Al2O3空心球作成孔剂，石墨作添加剂，在真空度小于1´10-2、压力440MPa、烧结温度880℃条件下保温30min制备了以Cu-Sn-Ti合金为结合剂的多孔CBN砂轮。使用高温分解的物质作成孔剂制得的多孔 金属结合剂砂轮，孔的大小、形状、分布不易控制，而用Al2O3空心球作成孔剂便可有效克服以上问题。在磨削过程中，Al2O3空心球破碎，形成孔隙，使砂轮具有更大的容屑空间。当节块的孔隙率从8%增加到45%时，节块的抗弯强度从103MPa减小到51MPa。考虑到孔隙率对容屑能力和抗弯强度的影响，孔隙率的最佳范围为8~28%，Al2O3空心球的质量分数在5~20%之间。选取难磨材料镍高温合金做磨削试验，结果发现在相同条件下，多孔 金属结合剂CBN砂轮比 陶瓷结合剂砂轮具有更高的抗弯强度、低的磨削力和磨削能。刘明耀等采用铜粉、锡粉、钴粉、镀钛金刚石为原料，以陶瓷空心球做成孔剂制备多孔金属结合剂 金刚石砂轮，可避免以水溶性盐类物质做造孔剂时易吸水影响砂轮质量，以低熔点物质做造孔剂压制压力小使强度低等缺点。添加适量的陶瓷空心球的多孔砂轮在磨削YG8硬质合金时表现出很好的锋利性和自锐性。添加3.75%质量分数的陶瓷空心球砂轮的磨削效率最高，比致密砂轮提高了43%。
金刚石砂轮，金刚石工具，陶瓷砂轮找广州金锐：http://www.jrdiamondtools.com/

举报/Report

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳