Die Anwendung von kubischem Bornitrid in Ultrahochgeschwindigkeits-Keramikschleifscheiben

1. Merkmale der Ultrahochgeschwindigkeitsschleiftechnologie

Um die Anforderungen moderner Industrietechnologie und Hochleistungstechnologieprodukte an mechanische Teile hinsichtlich Verarbeitungsgenauigkeit, Oberflächenqualität, Verarbeitungseffizienz usw. vollständig zu erfüllen, wurden in den letzten Jahren kontinuierlich einige fortschrittliche Schleifverarbeitungstechnologien vorgeschlagen. Die Entwicklung der Ultrahochgeschwindigkeits-Schleiftechnologie, bei der die lineare Geschwindigkeit der Schleifscheibe und der ultraharten Schleifscheibe die wichtigsten technischen Merkmale sind. Der VS der gewöhnlichen Schleifscheibe beträgt im Allgemeinen weniger als 50 m / s. Wenn der VS größer als 50 m / s ist, handelt es sich um Hochgeschwindigkeitsschleifen. Wenn der VS größer als 150 m / s ist, wird er als Ultrahochgeschwindigkeitsschleifen angesehen.

Die Ultrahochgeschwindigkeitsschleiftechnologie genießt den Ruf der "höchsten Spitze der modernen Schleiftechnik". Sie gehört zur Internationalen Gesellschaft für Produktionstechnik (CIRP) und bestimmt die Ultrahochgeschwindigkeitsschleiftechnologie als zentrale Forschungsrichtung für das 21. Jahrhundert. Im Vergleich zum allgemeinen Schleifen ist die Hochgeschwindigkeitsschleiftechnologie Die großen Vorteile des Schleifens und des Ultrahochgeschwindigkeitsschleifens sind: ① die Schleifleistung erheblich verbessern, die Anzahl der verwendeten Schleifmaschinen verringern und die Kosten senken; ② geringe Schleifkraft, niedrige Schleiftemperatur, gute Präzision und Integrität der bearbeiteten Oberfläche; ③Verbesserung der Haltbarkeit der Schleifscheibe, Unterstützung bei der Automatisierung der Schleifverarbeitung; ④Kann die Schleifverarbeitung von schwer zu bearbeitenden Materialien (hitzebeständige Legierung auf Nickelbasis, Hochtemperaturlegierung, Aluminium- und Aluminiumlegierung usw.) realisieren.

2. Die Vorteile von CBN beim Ultrahochgeschwindigkeitsschleifen

Kubische Bornitrid- und Diamantschleifscheiben werden wiederum als ultraharte Schleifscheiben definiert, die ein effizientes und schnelles Schleifen gewährleisten. Im Vergleich zu Diamantschleifmitteln können kubische Bornitrid (CBN) -Schleifmittel bei hohen Temperaturen immer noch eine höhere Wärmestabilität, Wärmebeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit aufweisen, und es ist nicht einfach, mit Eisengruppenelementen zu reagieren. Hohe chemische Stabilität, Ölbeständigkeit, Wärmebeständigkeit, Säure- und Alkalibeständigkeit, breiter Anwendungsbereich der Mahlflüssigkeit. Die resultierende CBN-Schleifscheibe mit Keramikbindung weist eine Porosität auf, die den Spanraum vergrößern und die Wärmeableitungsleistung der Schleifscheibe verbessern kann, wodurch die CBN-Schleifscheibe mit Keramikbindung bei hoher Temperatur immer noch stabil und hochhärt ist und nicht nur scharf schneidet , Geringe Schleifkraft, hohe Produktionseffizienz, lange Lebensdauer, einfaches Formen und Schärfen usw. Dank der geringen spezifischen Schleifenergie von CBN kann das Werkstück wirksam geschützt und Verbrennungen des Werkstücks beim Entfernen großer Metalle vermieden werden Dies bedeutet, dass die Vorschubgeschwindigkeit auf der Grundlage der Sicherung der Mahlqualität erhöht werden kann, was die Produktionseffizienz erheblich verbessern kann. Aus diesem Grund ist die Keramik-CBN-Schleifscheibe die erste Wahl für das schnelle, energiesparende und hochpräzise Ultrahochgeschwindigkeitsschleifen.

3.CBN-Anforderungen für Ultrahochgeschwindigkeits-Keramikschleifscheiben

1. Anforderungen an die CBN-Qualität

CBN-Schleifpartikel werden in keramischen Bindemitteln verwendet. Während des Sinterprozesses verursachen die Schleifwerkzeuge aufgrund verschiedener Komponenten wie alkalischer Oxide (Na2O, K2O, Li20), die im Bindemittel eine Rolle spielen, einen gewissen Erosionsgrad. Der kristalline CBN-Einkristall mit guter Kristallinität und scharfen Kanten wird erodiert und verdünnt und hat keine qualifizierte Schneidfähigkeit mehr, was die Festigkeit des CBN beeinträchtigt. Die Eigenschaften von gutem Sex und hoher Kraft.

2. Anforderungen an die CBN-Granularität

Die Partikelgröße des CBN-Schleifmittels bezieht sich auf die geometrische Größe des Schleifkorns, die der Hauptkennlinienindex der Schleifscheibe ist. Bei der Auswahl der Partikelgröße des Schleifmittels müssen die Hauptanforderungen an die Oberflächenrauheit und die Verarbeitungseffizienz des zu verarbeitenden Werkstücks berücksichtigt werden. Für die Ultrahochgeschwindigkeitsveredelung sollten feinere Schleifmittel oder polykristalline oder mikrokristalline Schleifmittel ausgewählt werden. Wenn die Partikelgröße zu fein ist, ist die Schleifkraft auf jedes Schleifpartikel zu gering, was es schwierig macht, die Schleifpartikel in das Werkstück zu schneiden, und letztendlich die Schleifleistung beeinflusst. Aus diesem Grund wird die gröbere Partikelgröße im Allgemeinen unter der Voraussetzung ausgewählt, dass die Verarbeitungsanforderungen erfüllt werden. Manchmal werden zur Verbesserung der Haltbarkeit der Schleifscheibe auch gemischte Schleifmittel (CBN mit Zähigkeit, Sprödigkeit und unterschiedlichen Partikelgrößen) verwendet. Tabelle 1 zeigt die Entsprechungstabelle zwischen Partikelgröße und Mahlverfahren bei normaler Geschwindigkeit. Es hat eine bestimmte Referenz für das Ultrahochgeschwindigkeitsschleifen. Aufgrund der Besonderheit des Ultrahochgeschwindigkeitsschleifens muss die entsprechende Beziehung, die in der Tabelle gezeigt ist, noch weiter bestimmt werden.

Tabelle 1 Auswahl der Partikelgröße beim Schleifverfahren

Hinweis: Quelle "Moderne Schleiftechnik" von Li Bomin und Zhao Bo.

3. Anforderungen an die CBN-Konzentration

Ein weiteres wichtiges Merkmal von CBN-Schleifscheiben ist ihre Konzentration, die einen großen Einfluss auf die Effizienz des Ultrahochgeschwindigkeitsmahlens und die Verarbeitungskosten hat. Im Allgemeinen können CBN-Schleifscheiben mit zu geringer Konzentration nicht ausgewählt werden, da sonst die Schleifleistung beeinträchtigt wird. Eine hohe Konzentration kann zu einem hohen Mahlgrad führen. Wenn die Konzentration jedoch zu hoch ist, fallen viele Schleifpartikel vorzeitig ab und verursachen Abfall. Bei der Auswahl der geeigneten CBN-Radkonzentration müssen die Hauptfaktoren wie die Art des Bindemittels und die Partikelgröße des Schleifmittels berücksichtigt werden. Das derzeitige Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungsschleifen verwendet höhere Konzentrationen. Die Konzentration der CBN-Schleifscheibe mit Keramikbindung wird im Allgemeinen mit mehr als 125% gewählt. Beispielsweise haben einige importierte CBN-Keramikschleifscheiben normalerweise eine Konzentration von 175% bis 200%.

Als Schlüsselwerkzeug im Ultrahochgeschwindigkeitsschleifprozess spielt die Ultrahochgeschwindigkeitsschleifscheibe aus Keramikbond CBN eine sehr wichtige Rolle bei der Erforschung und Anwendung der Ultrahochgeschwindigkeitsschleiftechnologie. Darüber hinaus gehört die Herstellungstechnologie von Ultrahochgeschwindigkeits-CBN-Schleifscheiben aus Keramik zu einem hochintegrierten Prozesssystem, das die Konstruktion und Herstellungstechnologie der Schleifscheibenmatrix, die Auswahl- und Verarbeitungstechnologie von CBN-Schleifmitteln, die Herstellungstechnologie von Keramikbindemitteln, die Formulierung und Größengestaltung von Schleifwerkzeugen und die Umform- und Brenntechnik, Nachbearbeitungs- und Inspektionstechnik der Schleifscheibe etc. Zusammenfassend kann die Auswahl geeigneter Eigenschaften von CBN-Schleifscheiben aus Ultrahochgeschwindigkeitskeramik die Ultrahochgeschwindigkeitsschleifleistung, die Schleifgeschwindigkeit, die Schleifqualität usw. direkt und grundlegend beeinflussen.