Perancangan dan Aplikasi Roda Berikat Resin

1. Pengenalan roda gerinda berlian berikat resin

Alat bahan superkeras pengikat resin terutama terbuat dari berlian atau CBN sebagai abrasif, bubuk resin sebagai pengikat, dengan bahan pengisi yang sesuai ditambahkan, dan setelah desain formulasi, pencampuran berat, pengepresan panas, pengawetan sekunder, pemrosesan selanjutnya dan proses lainnya, yang berlaku untuk persyaratan penggilingan yang berbeda
Dibandingkan dengan pengikat keramik atau pengikat logam, ia memiliki karakteristik proses pembuatan yang sederhana, akses mudah ke bahan baku, biaya rendah, dan dapat diaplikasikan pada sejumlah besar bahan abrasif super keras berkualitas rendah, objek pemrosesannya luas, seperti semua jenis baja yang sulit diproses, paduan keras, kaca, keramik, batu, dll.
Alat abrasif superkeras resin banyak digunakan karena memiliki ketajaman sendiri yang baik dan tidak mudah tersumbat dalam proses penggilingan, serta benda kerja memiliki kualitas permukaan yang baik dan roda gerinda mudah diasah.

Pengikat resin yang digunakan dalam alat berlian resin dapat dibagi menjadi dua kategori: resin fenolik dan resin polimida. Suhu kerja aktual alat berlian resin fenolik tidak lebih dari 120 derajat. Resin polimida memiliki ketahanan panas yang lebih baik dan dapat digunakan untuk waktu yang lama pada suhu 260 derajat.
Dengan Resin polimida yang relatif mahal, Resin fenolik semakin banyak digunakan, terutama dalam beberapa tahun terakhir dengan para ilmuwan memodifikasi Resin fenolik untuk menghasilkan suhu kerja aktual lebih dari 200 derajat C, seperti 939P dari Advanced Mixed Limited di Inggris.

Makalah ini terutama memperkenalkan ide desain dan faktor pengaruh alat berlian resin.

2. Desain alat berlian berikat resin

Desain alat berlian berikat resin terutama didasarkan pada lima aspek berikut:
(1) Daya rekatnya harus baik.
Bahan pengikat dapat didistribusikan secara merata pada permukaan abrasif, partikel abrasif dapat dikontrol dengan kuat di dalam alat abrasif, dan dapat terikat erat pada matriks, yang tidak hanya membuat bahan abrasif tidak mudah terkelupas sebelum waktunya, tetapi juga mencegah bahan pengikat terpisah dari matriks, sehingga menjamin keamanan produksi.
(2) Efisiensi penggilingan tinggi, ketahanan aus yang baik, pemrosesan akhir (atau kekasaran permukaan) yang baik.
Ikatan resin karena elastisitas dan kerapuhannya, sehingga pada saat pengasahan dapat menajamkan sendiri, tidak mudah tersumbat, namun daya tahan ausnya buruk.
Oleh karena itu, ketika kita mempelajari dan merancang formula bahan pengikat, kita harus mempertimbangkan di bawah premis memastikan persyaratan kehalusan, tidak hanya memiliki efisiensi penggilingan yang tinggi, tetapi juga memiliki ketahanan aus yang setinggi mungkin.
Persiapan binder penting. Rasio binder harus dipilih untuk memenuhi efisiensi penggilingan yang tinggi dan ketahanan aus yang baik, sehingga dapat memenuhi persyaratan penggilingan dan mengurangi biaya.
(3) Tahan panas yang baik.
Jika ketahanan panas dari bahan pengikat buruk, sehingga bahan abrasif dalam proses penggunaan tidak tahan terhadap suhu tinggi, konsumsi cepat, dan bahkan karena panas penggilingan terlalu tinggi, sehingga bahan abrasif terbakar, retak, berdering, dll., jadi pilihlah bahan pengikat tahan panas yang baik dan tambahkan pengisi yang sesuai, untuk meningkatkan ketahanan panasnya;
(2) Gunakan cairan pendingin untuk penggilingan basah sejauh mungkin untuk meningkatkan daya tahan alat penggiling;
(3) Jika penggilingan kering digunakan, buat umpan sekecil mungkin untuk meningkatkan daya tahan alat penggiling.
(4) Kekuatan pengikat harus tinggi.
Kekuatan bahan pengikat secara langsung mempengaruhi efisiensi penggilingan, ukuran abrasi, kualitas benda kerja dan kinerja keselamatan alat penggiling dalam proses penggunaan, sehingga perlu dipahami faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan bahan pengikat.
 

Faktor utama yang mempengaruhi kekuatan pengikat adalah:

(1) Penambahan bahan pengisi akan meningkatkan atau menurunkan kekuatan pengikat. Sebagian besar bahan pengisi akan meningkatkan kekuatan mekanis dan meningkat seiring dengan peningkatan jumlah bahan pengisi dalam kisaran tertentu, tetapi rasio keausan akan menurun.
Beberapa pengisi, seperti grafit dan molibdenum disulfida padat, setelah menambahkan kekuatan berkurang, sehingga sesuai dengan persyaratan pemilihan pengisi yang wajar;
(2) Kepadatan pembentukan bahan abrasif (atau porositas bahan abrasif) akan mempengaruhi kekuatan pengikat.
Kepadatan pembentukan bahan abrasif rendah, porositas tinggi, dan kekuatan pengikat rendah, sedangkan kekuatan pengikat tinggi.
Oleh karena itu, perlu dirancang secara rasional parameter porositas alat abrasif.
(3) Suhu pengerasan, suhu pengerasan sekunder dan kurva kenaikan suhu cetakan abrasif akan mempengaruhi kekuatan pengikat.
Kekerasan pengikat harus sesuai, ketahanan aus yang baik.
Kekuatan perekat harus sesuai dengan kecepatan keausan partikel abrasif berlian (atau cBN). Partikel abrasif tidak boleh terlepas sebelum waktunya karena keausan perekat yang cepat. Jika demikian, bahan abrasif tidak akan digunakan sepenuhnya, sehingga menghasilkan pemborosan.

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi alat berlian berikat resin

Perkakas berlian resin terbuat dari pengikat resin, pengisi dan bahan abrasif berlian setelah dicampur dan diawetkan dengan pengepresan panas.

Sifat-sifatnya juga dipengaruhi secara langsung oleh pengikat resin, pengisi dan bahan abrasif berlian.

3.1 Pengaruh bahan pengikat terutama mencakup pengaruh jenis dan isi bahan pengikat, dll.

(1) karakteristik umum dari semua jenis alat berlian ikatan resin adalah ketahanan panas yang buruk, dalam proses pemesinan, alat berlian dan benda kerja antara panas yang dihasilkan oleh suhu tinggi lokal dengan mudah, setelah mencapai nilai kritis, pegangan pengikat resin berlian, berlian di bawah kondisi tidak sepenuhnya kusam akan jatuh, sehingga biaya pemesinan meningkat pesat.

Saat ini, pengikat resin dimodifikasi untuk meningkatkan ketahanan panasnya.

Gao Liangchang memodifikasi resin fenolik dengan eter alkil persegi, dan ketahanan panasnya dapat mencapai di atas 180 derajat.

Du Yang dan kawan-kawan mensintesis prepolimer borosilikon, asam borat, fenol, dan formaldehida sebagai bahan baku resin fenolik borosilikon BSP baru. Berkat pengenalan ikatan BO dan rantai silikon organik ke dalam struktur resin fenolik, resin BSP memiliki ketahanan panas dan ketangguhan yang luar biasa, serta ketahanan air dan kestabilan penyimpanan resin yang lebih baik.

Xiao Dongzheng dan kawan-kawan menggunakan BMI(bismaleimide) untuk memodifikasi resin fenolik, dan memperoleh resin fenolik termodifikasi bismaleimide dengan ketahanan panas yang baik.

(2) Pengaruh kadar resin binder.

Kandungan pengikat resin mempunyai pengaruh besar terhadap kinerja permesinan peralatan berlian.

Potongan silikon monokristalin diperkenalkan dalam literatur untuk menipiskan roda gerinda, kandungan pengikat resin meningkat, kekerasan roda gerinda, kekuatan tekan meningkat secara bertahap, ketika kandungan pengikat resin meningkat ke derajat tertentu, keausan roda gerinda yang lebih tinggi cenderung lambat, permukaan roda gerinda rentan terhadap fenomena pemblokiran pada saat yang sama, kandungannya lebih tinggi pada saat yang sama, fenomena pemblokiran yang lebih serius.

(3) Pengaruh ukuran pengikat resin.

Ukuran partikel bubuk resin yang digunakan dalam produksi abrasif berlian di Tiongkok sebagian besar berkisar antara 80 ~ 180 mesh. Ada dua cacat dalam kisaran ukuran ini, yang pertama adalah memengaruhi sifat pembentukan abrasif, yang kedua adalah dapat memengaruhi sifat pengikat.

Dalam proses penekanan, bubuk pohon dapat dipanaskan hingga melunak, dan memiliki likuiditas tertentu, mencapai tujuan pelapisan abrasif, tetapi dalam proses penekanan, bahan pengikat adalah tekanan dalam cetakan, ruang terbatas, rentang aliran resin terbatas, ketika ukuran partikel bubuk pohon tebal, akan ada bagian pengikat abrasif yang tidak kuat, yang rontok terlalu cepat.

3.3 Pengaruh berlian abrasif terutama mencakup pengaruh lapisan berlian, jenis dan ukuran partikel, dll.

(1) Setelah permukaan berlian dilapisi dengan logam, kekuatan tekan partikel tunggal ditingkatkan, dan rasio keausan berkurang, yang memperpanjang masa pakai.

Dibandingkan dengan berlian tanpa pelapisan, fungsi spesifiknya mencakup aspek-aspek berikut:

(1) lapisan pulsa panas lambat dari ikatan resin lapisan berlian konduktivitas termal lebih kecil dari berlian, sehingga alat kontak, butiran berlian suhu tinggi seketika setelah pelapisan ke resin, sehingga segera melindungi bagian abrasif resin tidak terpengaruh oleh kerusakan suhu tinggi;

(2) lapisan untuk meningkatkan kekuatan ikatan berlian dan pengikat, pelapisan logam dengan berlian di dalam, eksternal dan pengikat resin dapat menjadi ikatan yang baik;

(3) lapisan untuk meningkatkan kekuatan penghancuran partikel berlian, logam berlapis setelah cacat partikel berlian dibuat, memainkan peran penguat, dan lapisan mengandung logam ulet, kondusif untuk meningkatkan kekuatan penghancuran partikel;

(4) Lapisan pada partikel abrasif memainkan peran perlindungan isolasi, isolasi oksigen dan peran media berbahaya lainnya, pada saat yang sama dalam penggilingan suhu tinggi, lapisan pada grafitasi kristal berlian dapat memainkan efek penghambatan.

(2) Produsen material superkeras dalam dan luar negeri telah membuat klasifikasi abrasif superkeras yang relatif rinci, di antaranya abrasif berlian berkualitas rendah atau abrasif berlian dengan ketajaman diri tinggi dan sifat penghancuran mikro yang diolah dengan teknologi khusus terutama digunakan dalam persiapan alat berlian terikat resin.