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提高超硬材料制品质量是行业由大变强的首要任务
日期:2009-9-15  

金刚石工具设备信息:笔者认为提高超硬材料制品质量应从以下几方面着手。 

    第一,提高磨粒质量(包括PCD及PCBN),增加品种,并做到按用途“对号入座”。制品质量好坏,磨粒决定性因素。很难想象用MBD4金刚石制出锯片除了价格便宜之外 ,会有多好切割效果?因此要想解决石材、玻璃、陶瓷等硬脆非金属材料加工难问题只 有努力提高高品级、粗颗粒金刚石质量才真正出路。用、低档金刚石去替代高档金 刚石做法只能权宜之计,对行业发展无补于事。为提高树脂结合剂制品质量必须解决好 RVD金刚石CBNI磨粒质量问题,同时要发展微晶结构磨粒,大力推进镀敷磨粒应用 。国际上先进国家树脂超硬磨粒磨具90%磨粒镀金属衣磨料,而我国恐怕还不足10%。 

    第二,研制多种结合剂配方,以适应不同设备类型、加工对象、加工方法等需要。国内普 通存问题结合剂配方少,因此对不同加工要求很难一一满足。国外比较先进超硬 磨具制造商,如德国winter co.一个年产金刚石及CBN磨具1000多万克拉公司,其结 合剂配方多达100多个,根据不同加工对象、加工工艺方法、设备状况而选用不同配方, 即使使用条件完全相同,还对用户不同使用习惯而作出专门调整,此外该公司树脂结 合剂每一种配方还有硬度等级之分,即分作J、N、R、T四级。举例如下:“K—888JYA” 这一组代号表示:K—888指加工硬质合金树脂结合剂金刚石砂轮配方,J—指硬度为软级 ,Y—用作湿磨,A—指用铝合金作基体。无疑这一点上我们有较大差距。 结合剂另一个问题粘结剂选用问题,仍以树脂结合剂为例,国内外基本上都以酚醛树 脂为粘结剂,少量采用聚酰亚胺做粘结材料。但即使同为酚醛树脂,性能上、粒度上也存 差异。例如winter co.所用树脂都与合成树脂生产厂共同研究开发专用于超硬材料磨粒 磨具改性酚醛树脂。我们曾用同种磨粒、相同配方做了对比,用winter co.提供树脂与 国内某厂所产树脂做成同规格砂轮做磨削试验,结果winter co.树脂做成砂轮磨削比 G值可高出50%~400%;大刀情况下更无法相比,如当每行程进刀深度达0.08mm时, 国产树脂做砂轮已无法继续使用,而winter co.树脂所制砂轮却毫无影响。据该公司迈也 尔先生介绍,树脂进厂后还要进行专门加工处理,并特别重视粉碎技术。我们曾对其样品 进行了测试,其结合剂粒度均细于40μm,其7~28μm占到90%以上。

    对于金属结合剂制品来说,发达国家结合剂特点,磨具主要以铜基为主,而且将各成分 按配方比例熔炼制成合金,再加工成粉末,即所谓预合金粉末。这种结合剂合金成分均匀 ,配比准确,热压时合金化程度充分、均一。另外还发展了多种特色结合剂,如脆青铜结合 剂、金属陶瓷结合剂等等。国内预合金粉末技术仍开发试验阶段,还未大规模用于工业生 产。结合剂种类也较单一,对于难度大加工对象或要求很高生产效率并兼顾工件精度时 便力不从心。

    石材建筑业用金刚石工具国外多以钴基结合剂为主,辅之以碳化钨基及铁基,总来说产品 质量稳定可靠。国内出于资源及成本考虑已很少用钴基结合剂,而多以铁基为主,由于其 主要成分铁粉还没有专用于金刚石工具牌号,即使同一家厂产品也往往质量难于稳 定,更何况石材、建筑行业设备、工装、加工条件不同,人员技术素质差异以及行业自 身多样性等,结合剂过份单一很难满足各方面要求,配方局限性让用户深感为难, 因此因质量问题供需矛盾也尤为突出

    除应不断研制各种用途结合剂配方外,还应不断研制开发新结合剂品种,如新型陶瓷结 合剂(多孔陶瓷结合剂、高耐磨结合剂)、橡胶结合剂、橡塑结合剂、新型电镀金属结合剂( 适应于高速下使用)等等。 

    第三,提高工艺水平产品标准水平超硬材料制品质量提高重要环节。这方面除应不 断研究采用新工艺方法外,还应不断借鉴国外先进工艺方法为我所用。例如winter co. 各种结合剂制造砂轮、锯片等普通采用制粒技术,以提高制品磨粒分布均匀性,并为 自动投料创造条件;自动化配混料系统确保混料准确、混料均匀工艺手段也已大生产 获得应用;磨具热压工艺采用温度、压力时间自动控制,保证了磨具密度、熟化程 度;磨具整形、修整开刃工艺,使产品精度高、磨削锋锐性好,减少了用户使用麻 烦。这些工艺方法措施还我们应该认真学习采用。

    标准方面,虽然我国超硬材料制品标准历经修订,等效采用了国际标准或国外先进企业 标准,但其关键指标,如磨具精度及动偏差比国外先进企业标准相差较多,现将wint er co.企业标准关键指标列入下表。从表可知,该公司标准最有特色基体尺 寸精度及磨具动偏差要求都较高,这我国标准所缺乏。

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