聚晶金剛石研磨工藝
發(fā)布日期:2013-09-10 蘭生客服中心 瀏覽:4167
聚晶金剛石(PCD)具有接近天然金剛石的硬度、耐磨性以及與硬質(zhì)合金相當(dāng)?shù)目箾_擊性,是一種被廣泛應(yīng)用于有色金屬和非金屬材料精密加工的新型刀具材料。為充分發(fā)揮PCD刀具的優(yōu)良性能,提高加工零件的表面質(zhì)量,刀具前刀面(PCD表面)需加工成鏡面。
目前,PCD鏡面通常采用樹脂基金剛石砂輪進(jìn)行研磨加工,但由于PCD與所用的金剛石磨料硬度、性質(zhì)相近,因而與傳統(tǒng)的研磨加工有著很大的不同,其研磨機(jī)理、研磨工藝具有自身的變化規(guī)律。
一、冷卻液對(duì)去除率及表面粗糙度的影響
圖1所示為PCD干研磨(研磨前砂輪修整10秒鐘,冷卻液未加在研磨區(qū))和濕研磨(研磨前砂輪修整10秒鐘,冷卻液加在研磨區(qū))兩種條件下材料去除量隨研磨時(shí)間的變化情況。試驗(yàn)時(shí)作用在試件夾頭上的法向載荷為20N。
圖1 PCD材料去除量與研磨時(shí)間的關(guān)系
由圖1可知,干研磨材料去除率Q干與濕研磨材料去除率Q濕的關(guān)系為:研磨初期Q干=2.54Q濕;中期Q干=1.6Q濕;穩(wěn)態(tài)期Q干=1.68µm/min,Q濕≈O。用干涉儀觀察、測(cè)量PCD表面形態(tài)及粗糙度:濕研磨時(shí)PCD表面上存在許多深凹坑,研磨130分鐘后其表面干涉條紋仍呈斷續(xù)狀態(tài),即Rz>0.3µm,達(dá)不到鏡面要求;干研磨時(shí)表面粗糙度Rz隨研磨時(shí)間的延長而降低,其關(guān)系曲線如圖2所示。由圖2可知,研磨20分鐘時(shí),PCD表面達(dá)鏡面(Rz≯0.05µm),且再延長研磨時(shí)間表面粗糙度基本無變化,但根據(jù)表面形態(tài)觀察結(jié)果可知,其平面度有所提高。因此,PCD鏡面加工應(yīng)采用干研磨工藝,在試驗(yàn)條件下,研磨20~30分鐘其表面可達(dá)鏡面;若對(duì)研磨表面的平面度要求較高,可適當(dāng)延長研磨時(shí)間。
圖2 干研磨PCD表面粗糙度與研磨時(shí)間的關(guān)系
二、法向載荷對(duì)去除率的影響
圖3所示為PCD干研磨時(shí)作用在試件夾頭上的法向載荷F與材料去除率Q的關(guān)系。由圖3可知,材料去除率Q隨著法向載荷F的增大而增加,且存在一個(gè)折點(diǎn)A(F=15N),當(dāng)≤15N時(shí),其去除率Q以較小的幅度隨著F的增大而增加,當(dāng)F>15N時(shí),其去除率O隨著F的增大而大幅度增加。
圖3 PCD干研磨去除量d與法向載荷F的關(guān)系
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