郜永娟,李克华,苏鸿良,刘权势,史林峰,韩雪,赵秀香
(郑州磨料磨具磨削钻研悉数限公司,河南郑州)
纲要：文章钻研了硼酸铝晶须、铝粉含量对陶瓷贯串剂、陶瓷金刚石砂轮的物理本能及磨削本能的影响。钻研发觉,增加剂的引入会消沉贯串剂的起伏性,5wt%铝粉使贯串剂的起伏性抬高了15.6%;增加剂的引入使贯串剂抗折强度显露先增长再减小的形势,当晶须或铝粉增加量为3wt%时,贯串剂的抗折强度抬高10%～20%;5wt%硼酸铝晶须使金刚石砂轮的抗折强度抬高11%,且砂轮磨削更犀利。
关键词：贯串剂;金刚石砂轮;增加剂
陶瓷贯串剂超硬磨具在磨削历程中,贯串剂强度低会形成贯串剂桥过早断裂,从而引发磨具耐费用低、寿命低等题目。坚固贯串剂强度始终是各大专院校、钻研院所及企业的钻研方位。
暂时,国表里许多学者曾经钻研了多种增加剂对贯串剂本能的影响[1-11]。有学者[6]经过转变填充料粒度构成、向贯串剂增加金属铝、铁、铜和对贯串剂举办预烧管教的办法来革新贯串剂的本能,觉得增加金属粉末的含量与品种不同,本能转变有所不同,增加金属铝会使强度增长。亦有学者觉得金属粉的列入会消沉贯串剂强度,存在确定争议。同时,鲜有对砂轮本能举办钻研的详细数据。
本文别离增加1wt%、3wt%、5wt%的硼酸铝晶须、铝粉,检察陶瓷贯串剂及金刚石砂轮本能的转变规律。
1实验历程1.1实验所需材料铝粉:D.μm;硼酸铝晶须:长径比为6金刚石磨料;碳化硅磨料;硼铝硅酸盐陶瓷贯串剂
1.2实验摆设
(1)FEI公司InspectS50扫描电子显微镜,测试所用加快电压为10kV
(2)无锡建工实验仪器摆设有限公司KZJ-5型电动抗折实验机
(3)上海光学仪器厂HR-A型洛氏硬度计(4)向阳机床厂MA立轴圆台磨床
1.3实验环节
首先将不同品种、不同用量的增加剂列入到贯串剂中混杂匀称,别离制成尺寸为D15mm×h15mm的圆柱体测试其起伏性,尺寸为40mm×6mm×6mm的长条测试贯串剂的抗折强度;其次将磨料、贯串剂与不同用量的增加剂根据表1配方举办混料、成型、枯燥、烧成,制成D20mm×h5mm的丸片和40mm×6mm×6mm的长条测试砂轮块硬度及抗折强度,并探测其断面布局描写;着末筛选一种含增加剂的砂轮举办磨削实验,检察解析增加剂对砂轮本能的影响。
表1砂轮配方构成Table1Compositionofgrindingwheel
2实验成绩解析2.1增加剂对陶瓷金刚石砂轮物理本能的影响
2.1.1增加剂对陶瓷贯串剂起伏性和抗折强度的影响
将硼酸铝晶须和铝粉根据1%、3%、5%含量列入到贯串剂中,混杂抑制烧成后在雷同温度下测试其起伏性和抗折强度,成绩如图1所示。
图1不同增加剂对贯串剂起伏性和抗折强度的影响Fig.1Influenceofadditivesonliquidityandbendingstrengthofbinder
经过图1可看出:(1)图1(a)显示,跟着硼酸铝晶须的增长,贯串剂的起伏性有确定水平的下落,且下落趋向基真雷同。阐明此温度下晶须并不影响玻璃网络布局,只是相当于列入第二相,增长熔体黏度,使起伏性下落。但图1(b)显示增加3wt%铝粉后贯串剂的起伏性抬高了15.6%,正常觉得铝粉易生成氧化铝从而对玻璃粉具备助熔影响,也有或者是细粒度铝粉氧化彻底,且低温氧化为多孔性型氧化铝,因而使贯串剂滚动半径增长。(2)跟着增加剂含量的增长,贯串剂抗折强度均显露出先增长后减小的形势,阐明增加剂的含量有一个最优值。增加剂对贯串剂抗折强度抬高水平(℃/℃)别离为硼酸铝晶须(4.3%/10.8%)、铝粉(4.37%/12.38%)。(3)不同烧结温度下,贯串剂起伏性有不同。此境况对增加铝粉的贯串剂本能影响较大,主若是由于铝粉的增加对贯串剂的起伏性影响较大,从而影响其烧结温度规模。综上,两种增加剂均对贯串剂的起伏性和抗折强度有确定影响,因此将其增列入砂轮中检察其详细本能的影响水平。
2.1.2增加剂对金刚石砂轮物理本能的影响
将硼酸铝晶须、铝粉根据1%、3%、5%含量列入到贯串剂中,与金刚石、协助磨料混杂抑制烧成后在雷同温度下测试其强度和布局描写,成绩如图2和图3所示。
图2增加剂对金刚石砂轮抗折强度和洛氏硬度的影响Fig.2InfluenceofadditivesonbendingstrengthandRockwellhardnessofthedimondgrindingwheel
由图2可看出:(1)图2(a)显示,跟着晶须含量的增长,砂轮的抗折强度呈先略减小再增长趋向,且增加5%时,砂轮抗折强度增长约11%。由于增长硼酸铝晶须含量,一方面统制了硼玻璃中方石英的析出,另一方面起了晶须加强影响[9-10]。砂轮洛氏硬度有减小趋向,但转变不大。此处成绩与纯真增加到贯串剂后的本能转变趋向有确定不同,这是由于贯串剂中增加硼酸铝晶须会抬高耐火度,贯串剂的烧结温度规模比砂轮烧结温度规模窄致使雷同温度下晶须含量的增长而削弱贯串剂强度。(2)图2(b)显示跟着铝粉含量的增长,砂轮的抗折强度及洛氏硬度均呈下落趋向,与纯真增加到贯串剂后的本能转变趋向不同。每每,适当金属粉也许起到弥漫坚固增韧的成效,但过多金属粉会致使增长裂纹形核和平添的概率。此处成绩主若是由于砂轮烧结温度＞铝粉熔点,铝粉的熔融削弱收场合剂网络布局强度。
图3不同增加剂的金刚石砂轮SEM图片Fig.3SEMimagesofgrindingwheelswithdifferentadditives
由图3可看出:(1)增加晶须后,磨料包裹较好,磨料间贯串剂气孔较少,并且贯串剂自身强度也有增长,因而坚固了砂轮强度。(2)增加铝粉后,砂轮的布局描写无显然转变,猜度此时贯串剂对磨料操纵力削弱,因而削弱了砂轮强度。
综上,增加晶须有益于抬高金刚石砂轮物理本能,增加铝粉不利于抬高金刚石砂轮物理本能,对其磨削本能的影响还须要考证。
2.2增加剂对砂轮磨削本能的影响
采纳测验砂轮在测验室举办磨削轴承钢材料实验,钻研硼酸铝晶须对砂轮磨削本能的影响规律,测试砂轮的露刃高度和磨削比,成绩见图4。
图4晶须对砂轮露刃高度和磨削比的影响Fig.4InfluenceofWhiskerondueheightandgrindingratioofthegrindingwheel
在磨削历程中发觉:(1)未增加硼酸铝晶须的砂轮(HRB硬度为75)磨削时单次最猛进刀量0.04mm,机床振动较大,砂轮表面磨屑相对较多,工件表面粗拙度Ra为0.;(2)增加5%晶须砂轮(HRB硬度为60)磨削时单次最猛进刀量为0.mm,机床振动正常,砂轮表面磨屑较少,工件表面粗拙度Ra为0.。
从图4也许看出:(1)砂轮增加硼酸铝晶须后,固然露刃高度由27μm降至22μm,不过磨削历程较安稳,工件表面粗拙度增长,阐明砂轮犀利性有较大抬高。(2)砂轮增加硼酸铝晶须后,磨削比由37降至23,主若是由于未增加砂轮黏屑多,且磨削量较少,因而衡量数据有确定过失。
由上述数据看出,砂轮在增加硼酸铝晶须后硬度消沉,利于休整,因而砂轮犀利性更好。其它,贯串剂增加硼酸铝晶须后操纵磨料强度高,不会消沉砂轮的耐费用和寿命。
3论断(1)列入5wt%铝粉会使贯串剂的起伏性抬高15.6%,与材料讲解的引入别的增加剂会消沉贯串剂起伏性的成绩相异。
(2)增加硼酸铝晶须和铝粉后会使贯串剂试样的抗折强度浮现先增长再减小的形势,当硼酸铝晶须和铝粉增加量为3wt%时,贯串剂试样的抗折强度抬高10%～20%。
(3)关于硼铝硅酸盐陶瓷贯串剂金刚石砂轮来讲,增加铝粉会使金刚石砂轮的抗折强度及硬度消沉,不合适坚固增韧陶瓷金刚石砂轮;增加硼酸铝晶须量会使金刚石砂轮的抗折强度慢慢增长,洛氏硬度基础稳固,增加量为5%时砂轮的磨削本能较佳。且增加硼酸铝晶须后,陶瓷金刚石砂轮犀利性更好,利于磨削。
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