Reçine bağlı Elmas tekerleğin uygulanması

Reçine bağlayıcı süper sert malzeme aletleri, aşındırıcı olarak elmas veya CBN'den, bağlayıcı olarak reçine tozundan, uygun dolgu malzemesi eklenerek ve formülasyon tasarımı, ağırlık karıştırma, sıcak presleme, ikincil kürleme, sonraki işleme ve farklı öğütme gereksinimlerine uygulanabilir diğer işlemlerden sonra yapılır.
Seramik bağlayıcı veya metal bağlayıcı ile karşılaştırıldığında, basit üretim süreci, hammaddelere kolay erişim, düşük maliyet özelliklerine sahiptir ve çok sayıda düşük kaliteli süper sert aşındırıcıya uygulanabilir, işleme nesneleri geniştir, her türlü işlenmesi zor çelik, sert alaşım, cam, seramik, taş vb. gibi.
Reçine süper sert aşındırıcı aletler, iyi bir öz keskinliğe sahip olmaları ve taşlama işleminde kolayca takılmamaları, iş parçasının iyi yüzey kalitesine sahip olması ve taşlama tekerleğinin kolayca işlenebilmesi nedeniyle yaygın olarak kullanılır.

Reçine elmas aletlerde kullanılan reçine bağlayıcı iki kategoriye ayrılabilir: fenolik reçine ve poliimid reçine. Fenolik reçine elmas aletlerinin gerçek çalışma sıcaklığı 120 dereceden fazla değildir. Poliimid reçine daha iyi ısı direncine sahiptir ve 260 derecede uzun süre kullanılabilir.
Nispeten pahalı poliimid Reçineler ile birlikte, fenolik Reçineler giderek daha fazla kullanılmaya başlandı; özellikle son yıllarda bilim insanları fenolik Reçineleri, İngiltere'den Advanced Mixed Limited'in 939P'si gibi 200 santigrat derecenin üzerinde gerçek bir çalışma sıcaklığı üretecek şekilde modifiye ettiler.

Bu makalede esas olarak reçine elmas takımların tasarım fikri ve etki faktörleri tanıtılmaktadır.

2. Reçine bağlı elmas aletlerin tasarımı

Reçine-bağlı elmas takımların tasarımı esas olarak aşağıdaki beş hususa dayanmaktadır:

(1) Yapışma iyi olmalıdır.
Bağlayıcı, aşındırıcı yüzeye eşit olarak dağıtılabilir, aşındırıcı parçacıklar aşındırıcı alet içinde sıkıca kontrol edilebilir ve matrise sıkıca bağlanabilir, bu da aşındırıcının erken düşmesini kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda bağlayıcının matristen ayrılmasını da önleyerek üretim güvenliğini sağlar.

(2) Yüksek taşlama verimliliği, iyi aşınma direnci, iyi son işlem (veya yüzey pürüzlülüğü) işleme.
Reçine bağı elastikiyeti ve kırılganlığı nedeniyle, taşlamada kendiliğinden keskinleşir, tıkanması kolay değildir, ancak aşınma direnci düşüktür.
Bu nedenle bağlayıcı formülünü incelerken ve tasarlarken, sadece yüksek öğütme verimine sahip olmayı değil, aynı zamanda mümkün olduğunca yüksek aşınma direncine sahip olmayı da göz önünde bulundurarak, pürüzsüzlük şartlarını sağlamayı amaçlamalıyız.
Bağlayıcının hazırlanması önemlidir. Bağlayıcı oranı, hem yüksek öğütme verimliliğini hem de iyi aşınma direncini karşılayacak şekilde seçilmelidir, böylece öğütme gereklilikleri sağlanır ve maliyet düşürülür.

(3) İyi ısı direnci.
Bağlayıcının ısı direnci zayıfsa, aşındırıcı kullanım sürecinde yüksek sıcaklığa, hızlı tüketime dayanıklı değilse ve hatta öğütme ısısı çok yüksek olduğu için aşındırıcı yanıyor, çatlıyor, halka oluşturuyor vb. ise, iyi ısı direncine sahip bağlayıcı seçin ve ısı direncini artırmak için uygun dolgu maddesini ekleyin;
(2) Taşlama takımlarının dayanıklılığını artırmak için ıslak taşlamada mümkün olduğunca soğutma sıvısı kullanın;
(3) Kuru taşlama kullanılıyorsa, taşlama aletinin dayanıklılığını artırmak için ilerlemeyi mümkün olduğunca küçük yapın.

(4) Bağlayıcı mukavemeti yüksek olmalıdır.
Bağlayıcının mukavemeti, taşlama verimliliğini, aşınma büyüklüğünü, iş parçasının kalitesini ve taşlama takımının kullanım sürecindeki emniyet performansını doğrudan etkilediğinden, bağlayıcı mukavemetini etkileyen faktörlerin anlaşılması gerekir.
 

Bağlayıcının mukavemetini etkileyen başlıca faktörler şunlardır:

(1) dolgu maddelerinin eklenmesi bağlayıcının mukavemetini artıracak veya azaltacaktır. Dolgu maddelerinin çoğu mekanik mukavemeti artıracak ve dolgu maddesi miktarının belirli bir aralıkta artmasıyla artacaktır, ancak aşınma oranı azalacaktır.
Grafit ve katı molibden disülfür gibi bazı dolgu maddeleri eklendikten sonra mukavemet azalır, bu nedenle dolgu maddesinin makul bir şekilde seçilmesi gerekir;
(2) Aşındırıcının şekillendirme yoğunluğu (veya aşındırıcının gözenekliliği) bağlayıcının mukavemetini etkileyecektir.
Aşındırıcının şekillendirme yoğunluğu düşük, gözenekliliği yüksek, bağlayıcının mukavemeti düşük, buna karşın bağlayıcının mukavemeti yüksektir.
Bu nedenle aşındırıcı aletin gözeneklilik parametrelerinin rasyonel olarak tasarlanması gerekmektedir.
(3) Aşındırıcı kalıplamanın sertleştirme sıcaklığı, ikincil sertleştirme sıcaklığı ve sıcaklık artış eğrisi, bağlayıcının mukavemetini etkileyecektir.

Bağlayıcı sertliği uygun, aşınma dayanımı iyi olmalıdır.
Bağlayıcının gücü, elmas (veya cBN) aşındırıcı parçacıkların aşınma hızına uymalıdır. Aşındırıcı parçacıklar, bağlayıcının hızlı aşınması nedeniyle erken düşmemelidir. Bu durumda, aşındırıcı tam olarak kullanılmayacak ve israfa neden olacaktır.

3. Reçine bağlı elmas aletlerin etki eden faktörleri

Reçine elmas aletler, reçine bağlayıcı, dolgu maddesi ve elmas aşındırıcının karıştırılıp sıcak presleme ile kürlenmesiyle üretilir.

Özellikleri reçine bağlayıcı, dolgu maddesi ve elmas aşındırıcıdan da doğrudan etkilenir.

3.1 Bağlayıcının etkisi esas olarak bağlayıcı türü ve içeriği vb.'nin etkisini içerir.

(1) Her türlü reçine bağ elmas aletinin ortak özelliği zayıf ısı direncidir, işleme sürecinde elmas alet ile iş parçası arasında oluşan ısı yerel yüksek sıcaklıktan kolayca etkilenir, kritik değere ulaştığında elmasın reçine bağlayıcısının tutulması, elmas tamamen donuk olmadığında düşecektir, böylece işleme maliyeti büyük ölçüde artacaktır.

Günümüzde reçine bağlayıcı, ısıya dayanıklılığını artırmak için modifiye edilmektedir.

Gao Liangchang, kare alkil eter ile modifiye edilmiş fenolik reçinedir ve ısı direnci 180 derecenin üzerine çıkabilir.

Du Yang ve arkadaşları, yeni borosilikon fenolik reçine BSP'nin hammaddeleri olarak borosilikon prepolimeri, borik asit, fenol ve formaldehit sentezlediler; fenolik reçine yapısına BO bağı ve organik silisyum zincirinin dahil edilmesi nedeniyle, BSP reçinesi mükemmel ısı direnci ve tokluğa sahip olmakla birlikte, reçinenin su direncini ve depolama kararlılığını da iyileştirdi.

Xiao Dongzheng ve diğerleri [5], fenolik reçineyi modifiye etmek için BMI'yi (bismaleimid) kullandılar ve iyi ısı direncine sahip bismaleimid modifiye edilmiş fenolik reçine elde ettiler.

(2) Reçine bağlayıcı içeriğinin etkisi.

Reçine bağlayıcı içeriğinin elmas takımların işleme performansı üzerinde büyük etkisi vardır.

Monokristalin silisyum dilimleri literatüre inceltilmiş taşlama tekerleği ile tanıtıldığında, reçine bağlayıcı içeriği artmış, taşlama tekerleğinin sertliği, basınç dayanımı kademeli olarak artmış, reçine bağlayıcı içeriği belirli bir dereceye kadar arttığında, daha yüksektaşlama tekerleğiaşınma yavaş olma eğilimindedir, taşlama tekerleği yüzeyi aynı zamanda tıkanma olayına eğilimlidir, aynı zamanda içerik ne kadar yüksekse, tıkanma olayı o kadar ciddidir.

(3) Reçine bağlayıcı boyutunun etkisi.

Çin'de elmas aşındırıcıların üretiminde kullanılan reçine tozunun parçacık boyutu çoğunlukla 80 ~ 180 mesh arasındadır. Bu boyut aralığında iki kusur vardır, biri aşındırıcıların şekillendirme özelliklerini etkilemesi, diğeri ise bağlayıcının özelliklerini etkileyebilmesidir.

Bastırma sürecinde, ağaç tozu yumuşatmak ve belirli bir akışkanlığa sahip olmak için ısıtılabilir, kaplanmış aşındırıcının amacına ulaşılabilir, ancak bastırma sürecinde, bağlayıcı malzemeler kalıptaki basınçtır, alan sınırlıdır, reçine akış aralığı sınırlıdır, ağaç kalın toz parçacık boyutu olduğunda, aşındırıcı bağlayıcının bir kısmı güçlü olmayacaktır ve çok hızlı düşecektir.

3.3 Aşındırıcı elmasın etkisi esas olarak elmas kaplamasının, tipinin ve parçacık boyutunun vb. etkisini içerir.

(1) Elmas yüzeyi metal ile kaplandıktan sonra, tek parçacıkların basınç dayanımı iyileştirilir ve aşınma oranı azaltılır, bu da hizmet ömrünü uzatır.

Kaplamasız elmasla karşılaştırıldığında, özel işlevi aşağıdaki hususları içerir: (1) kaplama reçine bağ elmas kaplamanın yavaş ısı darbesi termal iletkenliği elmastan daha küçüktür, bu nedenle temas araçları, reçineye kaplamadan sonra anında yüksek sıcaklıktaki elmas tanecikleri, böylece reçinenin aşındırıcı parçalarının yüksek sıcaklık hasarından etkilenmesini hemen önler;

(2) Elmas ve bağlayıcının bağlanma mukavemetini artırmak için kaplama, elmasın iç, dış ve reçine bağlayıcı ile metal kaplama iyi bir bağ oluşturabilir;

(3) Elmas parçacıklarının ezilme mukavemetini iyileştirmek için kaplama, elmas parçacıklarının kusurları giderildikten sonra kaplanan metal, takviye edici bir rol oynar ve kaplama, sünek metal içerir, parçacık ezilme mukavemetini iyileştirmeye elverişlidir;

(4) Aşındırıcı parçacıklar üzerindeki kaplama, izolasyon koruma rolü oynar, oksijen ve diğer zararlı ortamların izolasyonu rolü oynar, aynı zamanda yüksek sıcaklıkta öğütmede, elmas kristalinin grafitlenmesi üzerindeki kaplama bir inhibisyon etkisi oynayabilir.

(2) Yurt içi ve yurt dışı süper sert malzeme üreticileri, süper sert aşındırıcıların nispeten ayrıntılı bir sınıflandırmasını yapmış olup, bunlar arasında düşük kaliteli elmas aşındırıcılar veya özel teknoloji ile işlenmiş, yüksek öz keskinliğe ve mikro kırma özelliğine sahip elmas aşındırıcılar esas olarak reçine bağlanmış elmas takımların hazırlanmasında kullanılmaktadır.