磨料、結(jié)合劑和氣孔是磨具“三要素”,其中氣孔是指在研磨工具中的磨料之間的空隙以及在磨料與結(jié)合劑之間的空隙。作為磨具的三大要素之一,氣孔在磨削過程中起到了重要的作用,它可以容納磨屑,排屑散熱以降低磨削溫度,為磨具的高質(zhì)量表面加工提供了保障。
磨具中的氣孔有兩種分布形式:(1)氣孔分布在結(jié)合劑中,在磨粒之間形成結(jié)合橋,如圖1(a)所示;(2)氣孔位于磨粒之間,如圖1(b)所示。
氣孔的多少常用氣孔率來表示,氣孔率用于衡量磨具中的氣孔所占據(jù)的體積。磨具的氣孔率可以通過調(diào)節(jié)造孔劑的加入量來控制。氣孔率一般用排水法來測(cè)定,氣孔率的計(jì)算公式為:
式中,r——排水法測(cè)得試樣體積密度(g/cm3);
r真——真實(shí)試樣體積密度(g/cm3);
V%——試樣氣孔率(%)。
氣 孔 是 如 何 形 成 的
磨具中的氣孔可以在燒結(jié)中自然形成(氣孔率在30%以下),也可以通過添加造孔劑生成(氣孔率可達(dá)50%~80%)。由于自然形成的氣孔率有限,無法容納大量的工件磨屑,所以為了改善磨具的容屑排屑性能和散熱性能,通常需要加入一些物質(zhì)來促進(jìn)磨具中的氣孔的形成,我們把這類物質(zhì)稱為造孔劑。
理想的造孔劑有以下特性:
(1)造孔顆粒應(yīng)具有一定的形狀和強(qiáng)度,并且可以做到大小和形狀的可控。
(2)造孔劑與磨具的坯體具有良好的潤(rùn)濕性,并且與磨料和結(jié)合劑有相近的密度,有利于氣孔均勻地分布在成型料中,并使磨具的強(qiáng)度不至于過低。
(3)有機(jī)造孔劑要求揮發(fā)性和可燃性優(yōu)良,燃燒后沒有殘?jiān)?/p>
(4)原料易得,價(jià)格相對(duì)便宜,無毒且對(duì)環(huán)境友好。
多 孔 陶 瓷 磨 具 的 特 點(diǎn)
多孔陶瓷磨具的氣孔率在50%以上,是具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的特定磨削用途的一種新型磨具。其蜂窩結(jié)構(gòu)增加了砂輪的容屑和排屑空間,同時(shí)在磨削工件時(shí),結(jié)合劑易破碎脫落,具有較好的自銳性。
此外,多孔陶瓷磨具的耐腐蝕性能好,可以適應(yīng)各種冷卻液,多孔結(jié)構(gòu)有助于將冷卻液輸送至研磨接觸區(qū)域,從而降低磨削溫度。
多 孔 陶 瓷 磨 具 的 應(yīng) 用
多孔陶瓷磨具的應(yīng)用以普通磨削和精密磨削為主。
普通磨削主要是在磨削一些特殊的對(duì)象時(shí),需要用到大氣孔的多孔磨具。如軟金屬加工、橡膠、皮革等非金屬材料,特別適于磨削大平面、薄壁工件及其他受熱易變形的工件。隨著深切緩進(jìn)等新磨削工藝的發(fā)展,其磨削深度大、進(jìn)給速度低的特點(diǎn)使其產(chǎn)生磨削熱增多,因而需要?dú)饪茁矢叩哪ゾ邅磉m應(yīng)這類磨削工藝。
精密磨削加工,體現(xiàn)在對(duì)硬脆材料的減薄、精磨和拋光等方面。玻璃、陶瓷、硬質(zhì)合金和半導(dǎo)體在內(nèi)的硬脆材料,對(duì)工件表面磨削質(zhì)量要求極為嚴(yán)格。多孔陶瓷磨具可有效增加對(duì)硬脆材料磨削的鋒利性,高氣孔率有助于提高切削效率,減少對(duì)基底的損壞,并延長(zhǎng)磨具壽命。