レジンボンド研磨工具における超硬砥粒のコーティング技術の応用

Published: 2020-07-28 ソース: Funik

レジンボンドダイヤモンド/ CBN研磨工具の使用寿命と使用効率は、選択された超硬砥粒に関連があるほか、砥粒とボンドの間の接着能力にも依存します。ただし、実際には、ダイヤモンドとCBNはどちらも脆性材料に属しており、製造と加工の原因により、砥粒表面と内部には一定の結晶欠陥や介在物などがよく存在しています。上記の欠陥は、レジンボンドによる選択された砥粒に比較的多くあり 、衝撃強さがより低くなり、研削過程で極めて粉碎しやすく、研削機能が失われることになります。一方、ダイヤモンドとCBNの緊密な共有結合構造により、高い表面エネルギーが得られ、レジンボンドにうまく浸透することが難しく、砥粒とボンドの間に化学的(または冶金学的)結合がほとんどなく、その結果、砥粒の大部分はボンドと機械的に嵌め込み、ボンドの砥粒に対する結合力が弱いです。上記の問題はレジンボンド超硬研磨工具の性能に大きな影響を与えますので、砥粒自体の強度を高めて超硬研削材の利用率を上げることも、砥粒とボンドの結合力を高めることも、砥粒表面の物理的および化学的性質を改善する必要があります。

表面コーティング技術は一般に、表面処理技術を利用することにより超硬砥粒の表面に他の材料をめっき、堆積、コーティングし、砥粒の表面の状態、形状、または物理的および化学的変化を発生させる方法を指し、通常は、超硬砥粒の表面コーティングと呼ばれます。コーティングの材料としては、通常、銅、ニッケル、チタンなどの金属です;コーティング層の厚さは数十ナノメートルからミリメートルまで可能です;現在のより成熟したコーティング技術は、化学電気メッキと電気メッキ技術です。コーティングされた超硬砥粒の表面は、コーティング材料の一般的性質を備えています。コーティング層および超硬砥粒の表面は、化学的に結合されてもよく、または物理的に堆積または接着されてもよいです。表面コーティングの目的は、超硬材料粒子に特別な物理的および化学的性能を与え、それによってその使用効果を改善することです。

工業実験と理論分析によると、表面に被覆金属コーティングを施したものは、被覆金属コーティングを施していない超硬砥粒と比較して、次の利点があります:

(1)砥粒の強度は、20%から60%増加可能。超硬砥粒の化学メッキと電気メッキ後、一方ではレジンダイヤモンドとCBNの脆性が改善され、大きな外力の衝撃に耐えることができます。他方では、コーティング過程中に、めっき液が砥粒の表面の亀裂、気孔、ボイドに浸透し、これによって欠陥が修復され、レジンダイヤモンドとCBN粒子を強化することになります。

(2)粒表面へのレジンボンドの浸潤性を改善する。超硬砥粒の表面は、表面化学メッキと電気メッキ後、同類の金属の性能を持ち、金属と樹脂の結合強度は砥粒と樹脂の結合強度よりも高くなり、砥粒の接着性能を高め、 研磨工の耐久性を高めました。研究によると、超硬合金を乾式粉砕する場合、砥粒の約70%が十分に利用されず、直接に脱落したことがわかっています。金属コーティングを施したレジンダイヤモンドとCBNを使用すると、この状況は大きく変わります。

(3)金属コーティングのレジンダイヤモンドとCBNは、良好な熱伝導性と電気伝導性を持っている。研削過程で発生する研削熱は、最初に金属製の布に伝達され、金属製の布を介して周囲のボンドにすばやく伝達され、金属製の布は優れた熱障壁の役割を果たすため、研削熱の蓄積が少なく、 レジンダイヤモンドとCBNの周囲のレジンボンドが炭化温度に達して分解する確率は相対的に少なくなり、砥粒へのボンドの結合能力が確保され、砥粒の研削作用を十分に発揮します。

銅メッキレジンダイヤモンドとCBN砥粒の表面は、ニッケルメッキよりめっき層の硬度が柔らかく、耐食性は低く、熱伝導率は優れています;レジンボンド研磨工具には2つの異なるコーティングを使用できます。ニッケルめっきの強度は銅よりもはるかに高いため、低強度の砥粒に対して強力なサポートと強化作用があります。 特に有刺鉄線めっき層は、レジンボンド研磨工具の使用寿命に非常に有利です。

表面コーティング処理された超硬砥粒は多くの優れた特徴を持っていますが、コーティングされた砥粒にもいくつかの欠点があることを指摘しておく必要があり、主にダイヤモンド及びCBNの自生発刃能力が影響されているため、研削過程で工作機械の動力消費が増加しました(約10%〜20%増加)。したがって、メッキ処理の超硬砥粒を採用する場合、レジンボンドの配合も適切に調整する必要があり、そうでないと、砥石がでない、閉塞または工作物のやけどを引き起こします。

 

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