Aplicación de rueda de diamante unida con resina

Las herramientas de material superduro aglutinante de resina están hechas principalmente de diamante o CBN como abrasivo, polvo de resina como aglutinante, con el material de relleno apropiado agregado y después del diseño de la formulación, mezcla de peso, prensado en caliente, curado secundario, procesamiento posterior y otros procesos, que son aplicables a diferentes requisitos de molienda.
En comparación con el aglutinante cerámico o el aglutinante metálico, tiene las características de un proceso de fabricación simple, fácil acceso a las materias primas, bajo costo y se puede aplicar a una gran cantidad de abrasivos superduros de baja calidad, los objetos de procesamiento son amplios, como todo tipo de acero difícil de procesar, aleación dura, vidrio, cerámica, piedra, etc.
Las herramientas abrasivas superduras de resina se utilizan ampliamente porque tienen un buen autoafilado y no son fáciles de tapar en el proceso de pulido, y la pieza de trabajo tiene una buena calidad de superficie y la muela abrasiva es fácil de afilar.

El aglutinante de resina utilizado en las herramientas de diamante de resina se puede dividir en dos categorías: resina fenólica y resina de poliimida. La temperatura de trabajo real de las herramientas de diamante de resina fenólica no es superior a 120 grados. La resina de poliimida tiene una mejor resistencia al calor y se puede utilizar durante mucho tiempo a 260 grados.
Con resinas de poliimida relativamente costosas, se han utilizado cada vez más resinas fenólicas, especialmente en los últimos años cuando los científicos modificaron resinas fenólicas para producir una temperatura de trabajo real de más de 200 grados C, como la 939P de Advanced Mixed Limited del Reino Unido.

Este artículo presenta principalmente la idea de diseño y los factores de influencia de las herramientas de diamante de resina.

2. Diseño de herramientas de diamante con aglomerante de resina

El diseño de herramientas de diamante unidas con resina se basa principalmente en los cinco aspectos siguientes:

(1) La adherencia debe ser buena.
El aglutinante se puede distribuir uniformemente sobre la superficie abrasiva, las partículas abrasivas se pueden controlar firmemente en la herramienta abrasiva y se pueden unir firmemente a la matriz, lo que no solo hace que el abrasivo no se caiga fácilmente de manera prematura, sino que también evita que el aglutinante se separe de la matriz, lo que garantiza la seguridad de la producción.

(2) Alta eficiencia de pulido, buena resistencia al desgaste, buen acabado (o rugosidad de la superficie) de procesamiento.
La resina se une debido a su elasticidad y fragilidad, por lo que al rectificar se autoafila, no es fácil de tapar, pero tiene poca resistencia al desgaste.
Por lo tanto, cuando estudiamos y diseñamos la fórmula del aglutinante, debemos considerar bajo la premisa de asegurar los requisitos de suavidad, no solo tener una alta eficiencia de molienda, sino también tener la mayor resistencia al desgaste posible.
La preparación del aglutinante es importante. La proporción del aglutinante debe seleccionarse para lograr una alta eficiencia de molienda y una buena resistencia al desgaste, a fin de garantizar los requisitos de molienda y reducir el costo.

(3) Buena resistencia al calor.
Si la resistencia al calor del aglutinante es pobre, de modo que el abrasivo en el proceso de uso no es resistente a altas temperaturas, consumo rápido e incluso porque el calor de molienda es demasiado alto, de modo que el abrasivo se quema, se agrieta, se anula, etc., así que elija un buen aglutinante resistente al calor y agregue el relleno apropiado, para mejorar su resistencia al calor;
(2) Utilice refrigerante para el rectificado húmedo en la medida de lo posible para mejorar la durabilidad de las herramientas de rectificado;
(3) Si se utiliza rectificado en seco, haga que el avance sea lo más pequeño posible para mejorar la durabilidad de la herramienta de rectificado.

(4) La resistencia del aglutinante debe ser alta.
La resistencia del aglutinante afecta directamente la eficiencia de pulido, el tamaño de la abrasión, la calidad de la pieza de trabajo y el rendimiento de seguridad de la herramienta de pulido en el proceso de uso, por lo que es necesario comprender los factores que afectan la resistencia del aglutinante.
 

Los principales factores que afectan la resistencia del aglutinante son:

(1) La adición de rellenos aumentará o disminuirá la resistencia del aglutinante. La mayoría de los rellenos aumentarán la resistencia mecánica y aumentarán con el aumento de la cantidad de relleno dentro de un cierto rango, pero la relación de desgaste disminuirá.
Algunos rellenos, como el grafito y el disulfuro de molibdeno sólido, después de agregarlos, la resistencia se reduce, por lo que de acuerdo con los requisitos de la selección razonable del relleno;
(2) La densidad de formación del abrasivo (o la porosidad del abrasivo) afectará la resistencia del aglutinante.
La densidad de formación del abrasivo es baja, la porosidad es alta y la resistencia del aglutinante es baja, mientras que la resistencia del aglutinante es alta.
Por lo tanto, es necesario diseñar racionalmente los parámetros de la porosidad de la herramienta abrasiva.
(3) La temperatura de endurecimiento, la temperatura de endurecimiento secundario y la curva de aumento de temperatura del moldeo abrasivo afectarán la resistencia del aglutinante.

La dureza del aglutinante debe ser adecuada y tener buena resistencia al desgaste.
La resistencia del aglutinante debe coincidir con la velocidad de desgaste de las partículas abrasivas de diamante (o CBN). Las partículas abrasivas no deben desprenderse prematuramente debido al rápido desgaste del aglutinante. En ese caso, el abrasivo no se utilizará en su totalidad, lo que provocará desperdicios.

3. Factores que influyen en las herramientas de diamante con aglomerante de resina

Las herramientas de diamante de resina están hechas de aglutinante de resina, relleno y abrasivo de diamante después de ser mezclados y curados mediante prensado en caliente.

Sus propiedades también se ven afectadas directamente por el aglutinante de resina, el relleno y el abrasivo de diamante.

3.1 La influencia del aglutinante incluye principalmente la influencia del tipo y contenido del aglutinante, etc.

(1) Las características comunes de todo tipo de herramientas de diamante con unión de resina es una pobre resistencia al calor, en el proceso de mecanizado, la herramienta de diamante y la pieza de trabajo entre el calor generado por la alta temperatura local fácilmente, una vez alcanzado el valor crítico, la sujeción del aglutinante de resina de diamante, el diamante bajo la condición de no estar completamente desafilado se caerá, por lo que el costo de mecanizado aumenta considerablemente.

En la actualidad, el aglutinante de resina se modifica para mejorar su resistencia al calor.

Resina fenólica modificada de Gao Liangchang con éter de alquilo cuadrado, y su resistencia al calor puede alcanzar más de 180 grados.

Du Yang et al. sintetizaron prepolímero de borosilicona, ácido bórico, fenol y formaldehído como materias primas de la nueva resina fenólica de borosilicona BSP, debido a la introducción del enlace BO y la cadena de silicio orgánico en la estructura de la resina fenólica, la resina BSP tiene una excelente resistencia al calor y tenacidad, pero también mejoró la resistencia al agua y la estabilidad de almacenamiento de la resina.

Xiao Dongzheng et al. [5] utilizaron BMI (bismaleimida) para modificar resina fenólica y obtuvieron resina fenólica modificada con bismaleimida con buena resistencia al calor.

(2) La influencia del contenido de aglutinante de resina.

El contenido de aglutinante de resina tiene una gran influencia en el rendimiento de mecanizado de las herramientas de diamante.

Las láminas de silicio monocristalino se introdujeron en la literatura para adelgazar las muelas abrasivas, el contenido de aglutinante de resina aumentó, la dureza de las muelas abrasivas y la resistencia a la compresión aumentaron gradualmente, cuando el contenido de aglutinante de resina aumentó hasta cierto grado, fue mayor que el de las muelas abrasivas.muela abrasivaEl desgaste tiende a ser lento, la superficie de la muela abrasiva es propensa al fenómeno de bloqueo al mismo tiempo, cuanto mayor es el contenido, más grave es el fenómeno de bloqueo.

(3) La influencia del tamaño del aglutinante de resina.

El tamaño de partícula del polvo de resina utilizado en la producción de abrasivos de diamante en China es en su mayoría de entre 80 y 180 mesh. Existen dos defectos en este rango de tamaño: uno es que afecta las propiedades de formación de los abrasivos y el otro es que puede afectar las propiedades del aglutinante.

En el proceso de supresión, el polvo de árbol se puede calentar para ablandarlo y tener cierta liquidez, logrando el objetivo de abrasivo revestido, pero en el proceso de supresión, los materiales aglutinantes son la presión en el molde, el espacio es limitado, el rango de flujo de resina es limitado, cuando el tamaño de partícula de polvo grueso del árbol, habrá una parte del aglutinante abrasivo no es fuerte, que se caerá demasiado rápido.

3.3 La influencia del diamante abrasivo incluye principalmente la influencia del recubrimiento de diamante, el tipo y el tamaño de partícula, etc.

(1) Después de que la superficie del diamante se recubre con metal, se mejora la resistencia a la compresión de las partículas individuales y se reduce la relación de desgaste, lo que extiende la vida útil.

En comparación con el diamante sin revestimiento, la función específica incluye los siguientes aspectos: (1) el recubrimiento de pulso de calor lento del diamante de unión de resina tiene una conductividad térmica menor que la del diamante, por lo que las herramientas de contacto, los granos de diamante de alta temperatura instantánea después del revestimiento de la resina, protegiendo así las partes abrasivas inmediatas de la resina no se ven afectadas por daños por alta temperatura;

(2) el recubrimiento para mejorar la fuerza de unión del diamante y el aglutinante, el recubrimiento de metal con diamante en el interior, el exterior y el aglutinante de resina pueden tener una buena unión;

(3) el recubrimiento para mejorar la resistencia al aplastamiento de las partículas de diamante, el metal revestido después de que se compensan los defectos de las partículas de diamante, desempeña un papel de refuerzo y el recubrimiento contiene metal dúctil, lo que favorece la mejora de la resistencia al aplastamiento de las partículas;

(4) El recubrimiento de las partículas abrasivas desempeña un papel de protección de aislamiento, aislamiento de oxígeno y otros medios dañinos, al mismo tiempo, en el pulido a alta temperatura, el recubrimiento de la grafitización del cristal de diamante puede desempeñar un efecto de inhibición.

(2) Los fabricantes nacionales y extranjeros de materiales superduros han realizado una clasificación relativamente detallada de los abrasivos superduros, entre los cuales el abrasivo de diamante de baja calidad o el abrasivo de diamante con alta autoafilado y propiedad de microaplastamiento tratado con tecnología especial se utiliza principalmente en la preparación de herramientas de diamante unidas con resina.