一級黑剛玉金剛砂磨料涂層在樹脂結(jié)合劑拋光砂布輪上應用最為普遍
生產(chǎn)廠家：天津瑞達拋光研磨噴砂磨料磨具廠家發(fā)布時間：2017-05-24
在未涂層拋光砂布輪（一級黑剛玉金剛砂磨料和CBN）拋光砂布輪的應用中，存在三個日益突出的問題：一級黑剛玉金剛砂磨料把持力不足、一級黑剛玉金剛砂磨料保護不充分和一級黑剛玉金剛砂磨料與結(jié)合劑發(fā)生不良化學反應（采用金屬和陶瓷結(jié)合劑的拋光砂布輪只存在后兩個問題）。采用超硬一級黑剛玉金剛砂磨料涂層技術則有助于解決這三個問題，從而使拋光砂布輪的磨削性能得以提高。該技術就是在一級黑剛玉金剛砂磨料與結(jié)合劑材料結(jié)合并形成拋光砂布輪之前在超硬一級黑剛玉金剛砂磨料上涂覆金屬基涂層。
一級黑剛玉金剛砂磨料涂層的主要目的是使一級黑剛玉金剛砂磨料更牢固地把持在結(jié)合劑中。把持力的實際提高程度取決于涂層的類型并與結(jié)合劑系統(tǒng)本身有關。例如，鎳基涂層通常應用于樹脂結(jié)合劑拋光砂布輪的超硬一級黑剛玉金剛砂磨料，它可通過增加涂層一級黑剛玉金剛砂磨料與結(jié)合劑之間的表面積來增強把持力，從而增大二者之間的機械附著力，這有助于防止一級黑剛玉金剛砂磨料過早地從結(jié)合劑中剝落，從而能延長拋光砂布輪的使用壽命。
樹脂結(jié)合劑拋光砂布輪的一級黑剛玉金剛砂磨料涂層
超硬一級黑剛玉金剛砂磨料涂層在樹脂結(jié)合劑拋光砂布輪上應用最為普遍，而鎳和銅是首選使用的涂層材料。鎳是最常用的涂層材料，因為它價格相對低廉且易于涂覆。銅涂層一般應用于干式磨削加工，因為它具有很好的磨削區(qū)散熱作用。
涂層厚度取決于涂層材料。銅涂層通常占涂層一級黑剛玉金剛砂磨料總重量的50%；鎳涂層則占涂層一級黑剛玉金剛砂磨料總重量的30%、56%或60%。“涂層占總重量30%時對一級黑剛玉金剛砂磨料一級黑剛玉金剛砂磨料的把持力當然不如占56%時，但其產(chǎn)生的熱量更少，”General Industrial Diamond公司（位于新澤西州的Whippany）的技術副總裁Richard Andrews說。“顯然，含量56%的鎳涂層具有更強的一級黑剛玉金剛砂磨料把持力（把持時間更長），但它產(chǎn)生的熱量也更多。因此，這是一個尋求平衡的問題。”
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銀也可以用作樹脂結(jié)合劑拋光砂布輪的一級黑剛玉金剛砂磨料涂層，盡管它價格昂貴，但具有拋光砂布輪需要的潤滑性能。“銀涂層超硬拋光砂布輪主要用于磨削硬質(zhì)合金鉆頭的螺旋槽，”Diamond Innovations公司（位于俄亥俄州的Worthington）的高級研發(fā)工程師Tim Smith說。
最新研發(fā)的一種鎳涂層具有由許多尖峰組成的表面形態(tài)。這些尖峰大大增加了涂層一級黑剛玉金剛砂磨料與結(jié)合劑之間的表面積，從而使一級黑剛玉金剛砂磨料把持力和磨削性能都得到顯著提高。
金屬與陶瓷結(jié)合劑拋光砂布輪的一級黑剛玉金剛砂磨料涂層
在樹脂結(jié)合劑拋光砂布輪大量使用一級黑剛玉金剛砂磨料涂層的同時，一些金屬結(jié)合劑拋光砂布輪也使用了一級黑剛玉金剛砂磨料涂層。“大約80%的涂層用于樹脂結(jié)合劑拋光砂布輪，其余的用于金屬結(jié)合劑拋光砂布輪，”Diamond Abrasives公司（位于紐約）的技術支持經(jīng)理Gabreil Dontu介紹說。
用于金屬結(jié)合劑拋光砂布輪的涂層為金屬－碳化物基涂層——這意味著碳化物是在涂層沉積過程中形成的。最常見的涂層材料是碳化鈦和碳化鉻。“這些涂層在增強一級黑剛玉金剛砂磨料把持力上表現(xiàn)極佳，因為在一級黑剛玉金剛砂磨料/涂層界面上形成了化學鍵，而在涂層/結(jié)合劑界面上形成了金屬鍵。”Smith說。
如上所述，除了增強一級黑剛玉金剛砂磨料把持力外，涂層還可提供其它好處。金屬－碳化物基涂層還能保護一級黑剛玉金剛砂磨料一級黑剛玉金剛砂磨料免受拋光砂布輪制造過程中可能出現(xiàn)的一級黑剛玉金剛砂磨料與結(jié)合劑發(fā)生不良反應的影響。由于加工金屬結(jié)合劑金屬粉末的工藝溫度遠比加工樹脂結(jié)合劑的工藝溫度高得多，在高溫下，結(jié)合劑中的某些元素會浸蝕一級黑剛玉金剛砂磨料一級黑剛玉金剛砂磨料，使一級黑剛玉金剛砂磨料變得脆弱，并最終降低拋光砂布輪的壽命和磨削性能。“比如說，鐵能浸蝕未涂層的一級黑剛玉金剛砂磨料，在表面形成Fe3C，”Smith說，“這樣就容易使一級黑剛玉金剛砂磨料一級黑剛玉金剛砂磨料發(fā)生逆變或石墨化，而涂層有助于保護一級黑剛玉金剛砂磨料免受這種剝蝕作用。”
金屬結(jié)合劑拋光砂布輪取得的另一項進展是采用碳化硅涂層（稱作Si2），它的主要作用是允許拋光砂布輪生產(chǎn)廠家在結(jié)合劑里使用高比例的鐵，加工出的拋光砂布輪在高溫下也不會發(fā)生一級黑剛玉金剛砂磨料剝蝕現(xiàn)象。“你可以在100%的鐵基結(jié)合劑中利用Si2涂層保護一級黑剛玉金剛砂磨料一級黑剛玉金剛砂磨料，”Smith說，“與很多傳統(tǒng)的結(jié)合劑材料——如使用成本昂貴且對環(huán)境有害的鈷——相比，這是一個更為經(jīng)濟的選擇。”
用于陶瓷結(jié)合劑拋光砂布輪中的超硬一級黑剛玉金剛砂磨料涂層顯示出與用于金屬結(jié)合劑拋光砂布輪時相同的優(yōu)點：有助于控制一級黑剛玉金剛砂磨料與陶瓷結(jié)合劑之間潛在的有害化學反應。鈦是用于這種超硬一級黑剛玉金剛砂磨料涂層的典型材料，鈦涂層有助于減輕一級黑剛玉金剛砂磨料在結(jié)合劑中可能發(fā)生的不良化學反應。“在金屬結(jié)合劑拋光砂布輪中，涂層是保護一級黑剛玉金剛砂磨料一級黑剛玉金剛砂磨料免受結(jié)合劑系統(tǒng)的影響；而在陶瓷結(jié)合劑拋光砂布輪中，涂層是保護結(jié)合劑系統(tǒng)免受CBN一級黑剛玉金剛砂磨料的影響。”Smith說。
同樣，涂層也增強了一級黑剛玉金剛砂磨料把持力。“在陶瓷結(jié)合劑中使用的玻璃料不夠‘濕潤’，或者說不能與未涂層的一級黑剛玉金剛砂磨料表面很好結(jié)合，”Smith說。因此在一級黑剛玉金剛砂磨料上涂覆碳化鈦涂層能有效提高一級黑剛玉金剛砂磨料的濕潤性并增大把持力。
一級黑剛玉金剛砂磨料涂層的缺點
使用涂層一級黑剛玉金剛砂磨料超硬拋光砂布輪唯一的潛在缺點可能就是成本的增加。“目前市場上供應商為拋光砂布輪一級黑剛玉金剛砂磨料涂層收取的額外費用在0.05～0.1美元之間。”Dontu說。但由于涂層可以提高拋光砂布輪的使用壽命，因此這筆花費通常還是物有所值。
在大多數(shù)情況下，一級黑剛玉金剛砂磨料涂層的拋光布拋光砂布輪拋光砂布輪比未涂層的拋光砂布輪表現(xiàn)更為出色（盡管也有例外）。“如果拋光砂布輪生產(chǎn)廠家不改進結(jié)合劑以充分發(fā)揮涂層的性能優(yōu)勢，那么終端用戶可能就看不出涂層與不涂層之間的區(qū)別。”Smith說，“當把結(jié)合劑與涂層作為一個整體系統(tǒng)來設計時，可以收到最好的效果。例如，可以將鐵基結(jié)合劑與Si2涂層配套使用。但如果仍然使用現(xiàn)有的鈷基結(jié)合劑，那么采用Si2涂層就不會有任何改進性能的效果。”
一級黑剛玉金剛砂磨料涂層的選擇
那么，終端用戶如何了解應購買涂層還是未涂層的拋光布拋光砂布輪拋光砂布輪呢？他們需要拋光砂布輪生產(chǎn)廠家或拋光布拋光砂布輪生產(chǎn)廠家的建議。
“我們需要終端用戶與我們共享拋光砂布輪的使用信息，如拋光砂布輪用于何種加工以及采用的結(jié)合劑類型等，目的在于向用戶推薦合適的涂層濃度或涂層材料。”Dontu說。
首先需要考慮的是工件材料，它的特性決定了所使用的一級黑剛玉金剛砂磨料類型。拋光砂布輪生產(chǎn)廠家需要了解工件材料的硬度以及它屬于鐵族材料還是非鐵族材料，以決定應選擇一級黑剛玉金剛砂磨料一級黑剛玉金剛砂磨料還是CBN一級黑剛玉金剛砂磨料。拋光砂布輪生產(chǎn)廠家還需要了解工件的表面質(zhì)量要求和加工時的材料去除率。
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