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Polymorphismus der kubischen Bornitrid-Radaufbereitungstechnologie (Teil I)

Feb 15, 2019

Kubisches Bornitrid wurde wegen seiner hohen Härte, guten Verschleißfestigkeit, guten Wärmebeständigkeit und keiner chemischen Reaktion mit Eisenwerkstoffen bei hoher Temperatur in verschiedenen Schleifwerkzeugen verbreitet verwendet. Als eine Art Hochleistungs-Schleifmittel mit hoher Geschwindigkeit, hoher Effizienz, hoher Präzision, niedrigen Kosten und geringer Umweltverschmutzung hat sich die keramisch gebundene CBN-Schleifscheibe in den letzten Jahren zum weltweiten Fokus der Schleifmittelforschung und -entwicklung entwickelt.



1. CBN-Schleifscheibe mit nanokeramischer Bindung

Die Entwicklung und Erforschung der keramischen Verbindung ist die Grundvoraussetzung für die Herstellung von keramischen CBN-Schleifscheiben. Hochleistungskeramikbindung ist der Schlüssel zur Herstellung von Hochleistungskeramik-CBN-Schleifscheiben. Das herkömmliche keramische Bindemittel weist die Nachteile einer hohen Sintertemperatur und einer geringen Festigkeit auf. Eine nanokeramische Bindung hat die Vorteile einer kleinen Teilchengröße, einer großen spezifischen Oberfläche, einer niedrigen Sintertemperatur, einer hohen Festigkeit und einer guten Zähigkeit. Es wird erwartet, den Widerspruch zwischen der Sintertemperatur und der Festigkeit herkömmlicher Keramikverbindungen zu lösen, die Leistung der Keramik-CBN-Schleifscheibe zu verbessern und den Anwendungsbereich der CBN-Schleifscheibe weiter zu erweitern. Nanokeramikbindung ist eine neue Art von superhartem Schleifmittelbindung. Neben den Vorteilen der traditionellen Keramikverbindung hat die Nanokeramikverbindung die folgenden einzigartigen Eigenschaften:


(1) Nanokeramikbindungen können nicht nur bei der Herstellung ultrafeiner CBN-Schleifscheiben verwendet werden, sondern lösen auch die Probleme der ungleichmäßigen Verteilung herkömmlicher Keramikbindungen und geringer Haftkraft auf CBN-Schleifmittel. Sie können auch die Probleme der geringen Werkzeugfestigkeit und der ungenügenden Kornhaltekraft von groben CBN-Schleifscheiben lösen.

(2) Das Einbringen eines nanokeramischen Bindemittels in Nanopartikel, Schichtkristalle, Whisker und Fasern verringert nicht nur die Keramiktemperatur von CBN-Schleifmitteln, sondern verbessert auch stark die Zähigkeit des Bindemittels, wodurch das Problem der Grenzflächenspannung effektiv gelöst wird CBN-Schleifmittel und traditionelle keramische Bindemittel verbessern die Festigkeit von grobkörnigen Werkzeugen erheblich.


(3) Das nanokeramische Bindemittel hat eine niedrigere Erweichungstemperatur und eine bessere Zähigkeit als gewöhnliches Bindemittel. Eine niedrige Erweichungstemperatur macht das Sintern von Nanokeramikbindungen kompakter als das von gewöhnlichen Bindungen, und eine gute Zähigkeit verbessert die Dauerbeanspruchungsgrenze von Nanokeramikbindungen.


Im Vergleich zu herkömmlichen keramischen Verbindungen haben nanokeramische Verbindungen viele Vorteile, wie hohe Festigkeit, gute Zähigkeit und niedrige Sintertemperatur. Aufgrund ihrer geringen Teilchengröße und großen spezifischen Oberfläche gibt es jedoch noch einige Probleme bei der Herstellung der CBN-Schleifscheibe, die sich in den folgenden Aspekten manifestieren:


(1) Aufgrund der feinen Teilchengröße, der großen spezifischen Oberfläche, des voluminösen Aussehens und der geringen Dichte des nanokeramischen Bindemittels kann es zu Schwierigkeiten bei der Herstellung von Schleifwerkzeugen kommen.


(2) Die Herstellung von Einkomponenten-Nanokeramikbindepulver ist relativ einfach, aber das Problem ist, wie man eine gute Dispersion und gleichmäßige Verteilung in dem nachfolgenden Kugelmahlen-Mischverfahren gewährleistet.


(3) Aufgrund der hohen Aktivität von Nanopartikeln können das abnormale Wachstum der Körner und die Schwierigkeit der Verdichtung im Sinterprozess leicht auftreten.


2.Cast Iron-basierte CBN-Schleifscheibe, hergestellt durch Lost Foam Casting


Vacuum Lost Foam Casting ist eine flüssige Umformtechnologie zur Herstellung hochfester CBN-Schleifscheiben auf Gusseisenbasis. Aufgrund des Schrumpfens des flüssigen Metalls während der Verfestigung ist es vorteilhaft, den mechanischen Halteeffekt der Matrix auf CBN-Schleifkörnern zu erhöhen, und es kann auch vorteilhaft sein, eine feste metallurgische Verbindung zwischen Bindemittel und Schleifkörnern zu bilden, wodurch das Halten verbessert wird Wirkung der Matrix auf Schleifkörner. Eine der Schlüsseltechnologien für das Gießen von Gusseisen-basierten CBN-Schleifscheiben durch EPC ist die Herstellung qualifizierter CBN / EPS-Verbundmuster.


Das CBN / EPS-Verbundmuster ist eine Schaumform mit C BN-Schleifpartikeln, die durch Mischen von CBN-Partikeln und reifen Schaumperlen in einem bestimmten Verhältnis und anschließendem Schäumen hergestellt wird. Expansionsfähiges Polystyrol (EPS) mit einer Teilchengröße von 0,4 mm wurde vorbereitet und ausgereift, und dann wurden sie und CBN-Schleifmittel entsprechend der erforderlichen Teilchengröße gesiebt. Die CBN-Schleifpartikelgröße beträgt 300 um und die Konzentration beträgt 25%. Eine Schicht aus organischem Klebstoff PVB wurde gleichmäßig auf die Oberfläche von EPS-Perlen und CBN-Schleifmitteln aufgetragen, um sie vollständig zu vermischen und anschließend in der Form aufzuschäumen. Das gebildete Verbundmuster wurde getrocknet und zurückgehalten.


Die Ergebnisse zeigen, dass die Gleichmäßigkeit der CBN-Schleifmittelverteilung in der Verbundform hauptsächlich durch die Vorschäumungszeit von EPS-Perlen und die Massenkonzentration von organischem Klebstoff PVB beeinflusst wird und die Größenverkleinerung der Verbundform hauptsächlich durch die Trocknungszeit beeinflusst wird der Form. Die Oberflächenrauheit des Musters wird hauptsächlich durch die Vorschäumzeit der Perlen beeinflusst, und die Vorschäumzeit der Perlen und die Reifezeit der Perlen sind die wichtigsten Faktoren, die die Dichte des Musters beeinflussen.