(摘要)金剛石具有硬度高、耐磨損、導(dǎo)熱性能好、摩擦系數(shù)小以及較高的化學(xué)情性等優(yōu)異性能,常被制成磨削工具而廣泛應(yīng)用于非金屬材料的加工。其中樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪由于自銳性好、胎體柔性好、易于修正等特點而廣泛用于各種難加工材料的精密加工中。金剛石砂輪在使用過程中的失效行為,不僅會增加設(shè)備零部件的更換量,還會直接破壞加工零件表面質(zhì)量,縮短工具的使用壽命,影響加工效率。因此金剛石砂輪的失效也成為研究者們關(guān)注的重點。以往的研究表明,金剛石磨粒的脫落失效是樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪的主要失效方式。在前期研究中,研究者將此失效形式歸因于樹脂在磨削溫度的作用下產(chǎn)生變質(zhì),而導(dǎo)致金剛石磨粒的脫落。事實上樹脂本身與金剛石磨粒分屬高分子材料和晶體材料,因此在制備過程中,兩者間不可能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。對于樹脂結(jié)合劑而言,主要還是依靠包裹金剛石磨粒來把持金剛石磨粒。但目前關(guān)于樹脂結(jié)合劑對金剛石磨粒把持力的研究并不多見。
通過模擬金剛石砂輪磨削加工過程的實驗,用單顆金剛石磨粒劃擦經(jīng)拋光的銅塊,測量不同樹脂結(jié)合劑對單顆金剛石的把持力,進而研究金剛石在不同出露高度條件下的把持力分布規(guī)律及失效模式,來分析樹脂中添加劑及磨粒出露高度對把持力的影響規(guī)律。實驗發(fā)現(xiàn),(1)、純樹脂、微米氧化鋁填料樹脂結(jié)合劑金剛石磨粒的主要失效模式表現(xiàn)為滑移、松動和脫落;(2)、在相同磨粒出露高度的情況下,添加微米氧化鋁顆粒的樹脂結(jié)合劑可以提高樹脂對金剛石的把持力,當質(zhì)量百分數(shù)為15%時,其效果最佳;(3)、樹脂結(jié)合劑對磨粒的把持以機械包裹為主,所以磨粒的出露高度是影響磨粒把持力的主要因素。出露高度越高,其樹脂的把持力越小。
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