יישום של גלגל יהלום מלוכד שרף

כלי חומר סופר-קשה של שרף עשויים בעיקר מיהלום או CBN כחומר שוחק, אבקת שרף כחומר קלסר, בתוספת חומר מילוי מתאים, ולאחר עיצוב הפורמולה, ערבוב משקל, כבישה חמה, אשפרה משנית, עיבוד אחר כך ותהליכים אחרים, החלים על דרישות טחינה שונות
בהשוואה לקלסר קרמי או קלסר מתכת, יש לו את המאפיינים של תהליך ייצור פשוט, גישה קלה לחומרי גלם, עלות נמוכה, וניתן ליישם על מספר רב של חומרים שוחקים סופר קשיחים באיכות נמוכה, חפצי עיבוד רחבים, כגון כל מיני סוגים. של פלדה קשה לעיבוד, סגסוגת קשה, זכוכית, קרמיקה, אבן וכו'.
כלים שוחקים סופר-קשים של שרף נמצאים בשימוש נרחב מכיוון שהם בעלי חדות עצמית טובה ואינם קלים לחיבור בתהליך השחזה, ולחומר העבודה איכות פני השטח טובה וגלגל השחזה קל ללבוש.

קלסר שרף המשמש בכלי יהלום שרף ניתן לחלק לשתי קטגוריות: שרף פנולי ושרף פוליאמיד. טמפרטורת העבודה בפועל של כלי יהלום שרף פנולי אינה עולה על 120 מעלות. לשרף פוליאמיד יש עמידות טובה יותר בחום וניתן להשתמש בו לאורך זמן ב-260 מעלות.
עם שרפים פולימידיים יקרים יחסית, נעשה שימוש הולך וגובר בשרף פנולי, במיוחד בשנים האחרונות עם מדענים ששינו שרפים פנוליים כדי לייצר טמפרטורת עבודה בפועל של יותר מ-200 מעלות צלזיוס, כגון 939P מבית Advanced Mixed Limited בבריטניה.

מאמר זה מציג בעיקר את רעיון העיצוב ואת גורמי ההשפעה של כלי יהלום שרף.

2. עיצוב כלי יהלום מלוכדים בשרף

העיצוב של כלי יהלום מלוכדים בשרף מבוסס בעיקר על חמשת ההיבטים הבאים:

(1) ההדבקה חייבת להיות טובה.
ניתן לפזר את הקלסר באופן שווה על פני השטח השוחקים, ניתן לשלוט בחוזקה על חלקיקי השוחקים בכלי השוחקים, וניתן לקשר אותם היטב למטריצה, מה שלא רק הופך את החומר השוחק לא קל ליפול בטרם עת, אלא גם מונע את הקלסר. מהפרדה מהמטריצה, הבטחת בטיחות הייצור.

(2) יעילות שחיקה גבוהה, עמידות בפני שחיקה טובה, עיבוד גימור טוב (או חספוס פני השטח).
קשר שרף בגלל גמישות ושבירות, אז בשחזה חידוד עצמי, לא קל לסתום, אבל עמידות בלאי גרועה.
לכן, כאשר אנו לומדים ומעצבים את נוסחת הקלסר, עלינו לשקול תחת הנחת היסוד של הבטחת דרישות החלקות, לא רק כדי שתהיה יעילות השחזה גבוהה, אלא גם שתהיה עמידות בפני שחיקה גבוהה ככל האפשר.
הכנת קלסר חשובה. יש לבחור את היחס בין קלסר כך שיעמוד ביעילות טחינה גבוהה וגם בעמידות טובה בפני שחיקה, כדי להבטיח את דרישות הטחינה ולהפחית את העלות.

(3) עמידות בחום טובה.
אם עמידות החום של הקלסר ירודה, כך שהחומר השוחק בתהליך השימוש אינו עמיד בפני טמפרטורה גבוהה, צריכה מהירה, ואפילו בגלל שחום הטחינה גבוה מדי, כך שהחומר השוחק נשרף, נסדק, מצלצל וכו'. ., אז בחרו בקלסר טוב עמידות חום והוסיפו את חומר המילוי המתאים, על מנת לשפר את עמידות החום שלו;
(2) השתמש בנוזל קירור לטחינה רטובה ככל האפשר כדי לשפר את העמידות של כלי השחזה;
(3) אם נעשה שימוש בטחינה יבשה, הפוך את ההזנה לקטנה ככל האפשר כדי לשפר את העמידות של כלי השחזה.

(4) חוזק הקלסר חייב להיות גבוה.
חוזק הקלסר משפיע ישירות על יעילות השחזה, גודל השחיקה, איכות חומר העבודה וביצועי הבטיחות של כלי השחזה בתהליך השימוש, ולכן יש צורך להבין את הגורמים המשפיעים על חוזק הקלסר.
 

הגורמים העיקריים המשפיעים על חוזק הקלסר הם:

(1) הוספת חומרי מילוי תגדיל או תקטין את חוזק הקלסר. רוב חומרי המילוי יעלו את החוזק המכני ויגדלו עם עליית כמות המילוי בטווח מסוים, אך יחס הבלאי יקטן.
חומר מילוי מסוים, כגון גרפיט ומוליבדן דיסולפיד מוצק, לאחר הוספת החוזק מופחת, כך לפי הדרישות של בחירה סבירה של חומר מילוי;
(2) צפיפות היווצרות של החומר השוחק (או הנקבוביות של החומר השוחק) תשפיע על חוזק הקלסר.
צפיפות היווצרות של חומר השוחקים נמוכה, הנקבוביות גבוהה וחוזקו של הקלסר נמוך, ואילו חוזק הקלסר גבוה.
לכן, יש צורך לתכנן באופן רציונלי את הפרמטרים של נקבוביות הכלי השוחק.
(3) טמפרטורת ההתקשות, טמפרטורת ההתקשות המשנית ועקומת עליית הטמפרטורה של התבנית השוחקת ישפיעו על חוזק הקלסר.

קשיות הקלסר חייבת להיות מתאימה, עמידות בפני שחיקה טובה.
חוזק הקלסר חייב להתאים למהירות הבלאי של חלקיקי היהלום (או cBN) שוחקים. החלקיקים השוחקים לא אמורים ליפול בטרם עת עקב בלאי מהיר של הקלסר. במקרה זה, החומר השוחק לא ישמש במלואו, וכתוצאה מכך בזבוז.

3. גורמים משפיעים של כלי יהלום מלוכדים בשרף

כלי יהלום שרף עשויים מחומר קלסר שרף, חומר מילוי וחומר שוחק יהלומים לאחר ערבוב ונרפא בכבישה חמה.

תכונותיו מושפעות ישירות גם מקלסר שרף, חומר מילוי וחומרי שיוף יהלומים.

3.1 השפעת הקלסר כוללת בעיקר את השפעת סוג ותוכן הקלסר וכו'

(1) המאפיינים הנפוצים של כל מיני כלי יהלום קשרי שרף הם עמידות בחום ירודה, בתהליך העיבוד, כלי היהלום וחומר העבודה בין החום שנוצר על ידי הטמפרטורה הגבוהה המקומית בקלות, ברגע שהגיע לערך הקריטי, החזקת קלסר השרף של יהלום, יהלום במצב לא משעמם לחלוטין ייפול, כך שעלות העיבוד תגדל מאוד.

כיום, קלסר השרף שונה כדי לשפר את עמידות החום שלו.

שרף פנולי שונה בגאו ליאנגצ'אנג עם אתר אלקיל מרובע, ועמידות החום שלו יכולה להגיע מעל 180 מעלות.

דו יאנג וחב'. פר-פולימר בורוסליקון מסונתז, חומצה בורית, פנול ופורמלדהיד כחומרי גלם של שרף הפנולי החדש של בורוסליקון BSP, עקב החדרת קשר BO ושרשרת סיליקון אורגנית במבנה השרף הפנולי, לשרף BSP יש עמידות חום וקשיחות מעולה, אך גם משופרת. עמידות המים ויציבות האחסון של השרף.

Xiao Dongzheng et al. [5] השתמש ב-BMI (bismaleimid) כדי לשנות שרף פנולי, והשיג שרף פנולי שונה ל-bismaleimid עם עמידות טובה בחום.

(2) השפעת תכולת קלסר שרף.

לתכולת קלסר השרף יש השפעה רבה על ביצועי העיבוד של כלי יהלום.

פרוסות סיליקון מונו-גבישיות הוצגו בספרות גלגל שחיקה דליל, תכולת קלסר שרף גדלה, קשיות גלגל השחזה, חוזק הלחיצה עולה בהדרגה, כאשר תכולת קלסר השרף גדלה במידה מסוימת, גבוהה מזו שלגלגל שחיקהבלאי נוטים להיות איטי, משטח גלגל השחזה נוטה לתופעת חסימה בו-זמנית, התוכן גבוה יותר באותו זמן, ככל שתופעת החסימה חמורה יותר.

(3) השפעת גודל קלסר שרף.

גודל החלקיקים של אבקת שרף המשמשת לייצור חומרי שיוף יהלומים בסין הוא לרוב בין 80 ~ 180 mesh. ישנם שני פגמים בטווח הגדלים הזה, האחד הוא שהוא משפיע על תכונות היווצרות של חומרים שוחקים, השני הוא שהוא עשוי להשפיע על תכונות הקלסר.

בתהליך הדיכוי ניתן לחמם אבקת עצים לריכוך, ובעלת נזילות מסוימת, להשיג את המטרה של חומר שוחק מצופה, אך בתהליך הדיכוי, חומרי קשירה הם הלחץ בתבנית, המקום מוגבל, טווח זרימת השרף הוא מוגבל, כאשר העץ עבה בגודל חלקיקי אבקה, יהיה חלק מקלסר שוחק אינו חזק, אשר נופל מהר מדי.

3.3 השפעת היהלום השוחק כוללת בעיקר את השפעת ציפוי היהלום, סוג וגודל החלקיקים וכו'.

(1) לאחר שמשטח היהלום מצופה במתכת, חוזק הלחיצה של חלקיקים בודדים משתפר, ויחס הבלאי פוחת, מה שמאריך את חיי השירות.

בהשוואה ללא יהלום, פונקציה ספציפית כוללת את ההיבטים הבאים: (1) ציפוי דופק חום איטי של ציפוי יהלום קשר שרף מוליכות תרמית קטנה מהיהלום, כך שכלי מגע, גריסי יהלום בטמפרטורה גבוהה מיידית לאחר הציפוי לשרף, ובכך הגנה על חלקים שוחקים מיידית של השרף אינה מושפעת מנזק בטמפרטורה גבוהה;

(2) הציפוי כדי לשפר את חוזק המליטה של ​​יהלום וקלסר, ציפוי מתכת עם יהלום בפנים, קלסר חיצוני ושרף יכול להיות קשר טוב;

(3) הציפוי לשיפור חוזק ריסוק חלקיקי היהלום, מתכת מצופה לאחר מורכבות פגמי חלקיקי היהלום, שיחק תפקיד מחזק, והציפוי מכיל מתכת רקיעה, תורם לשיפור חוזק ריסוק החלקיקים;

(4) הציפוי על החלקיקים השוחקים ממלא תפקיד הגנה על בידוד, בידוד של חמצן ותפקידי מדיה מזיקים אחרים, באותו זמן בשחיקה בטמפרטורה גבוהה, הציפוי על גרפיטיזציה של גביש יהלום יכול לשחק אפקט מעכב.

(2) יצרני חומרי סופר קשיחים מקומיים וזרים ביצעו סיווג מפורט יחסית של חומר שוחק סופר קשיח, ביניהם שוחקים יהלומים באיכות נמוכה או חומר שוחק יהלומים עם חדות עצמית גבוהה ותכונות מיקרו-ריסוק המטופלים בטכנולוגיה מיוחדת משמשים בעיקר בהכנת כלי יהלום מלוכדים בשרף.