金剛石工具在鑄鐵加工中的應用實例
[前言]
目前扇述,國內用于加工鑄鐵的工具主要為硬質合金刀具哀卿、剛玉(或碳化硅)磨具等,這類工具在使用中普遍存在著加工效率低、加工質量差列疗、工具安全性低等缺點滑蚯,尤其在加工材質為耐磨鑄鐵以及鑄鐵件的白口層、孕沙層時抵栈,這類工具表現(xiàn)出明顯的不適應告材。借鑒日本利根公司關于鑄鐵切斷用金剛石鋸片的設計思路,在生產(chǎn)同種產(chǎn)品的同時古劲,我們延伸開發(fā)了金剛石磨片斥赋、金剛石鉆頭等系列產(chǎn)品,使金剛石工具滿足了針對鑄鐵的開槽产艾、切斷疤剑、修磨、鉆孔等幾種不同作業(yè)的要求闷堡。對比于傳統(tǒng)工具隘膘,金剛石工具在加工質量、使用壽命杠览、加工效率幾方面指標成倍的提高弯菊,表現(xiàn)出高效、低耗妨舟、安全的特點问乌。
[技術方案與原理]
該工具采用電鍍(電鑄)方式制造,屬電鍍金屬結合劑金剛石工具邦叶。
針對鑄鐵材料和金剛石工具的特性及使用要求寂齐,在工具的設計制造中著重解決了以下幾個方面的關鍵問題:
1、金屬鍍層與基體間的結合強度問題
鑄鐵件的切尺笼、磨加工往往是在一種無冷卻水環(huán)境中肃逐,即干切、干磨林下,對電鍍類產(chǎn)品而言袄肩,無冷卻作業(yè)使工具自身的溫度升高,極易使鍍層與基體間開裂腋芜,導致鍍層脫落再副。為解決這一難題,采取以下幾種設計:
1)基體的材質選擇低膨脹系數(shù)合金鋼花炭,選用接近基體材質成分的金屬鹽作為鍍液的主鹽,降低基體與鍍層間不同材料的熱膨脹系數(shù)差躬拢;
2)基體表面預鍍Cu層作為過渡層,增加基體與鍍層間的結合強度见间;
3)基體采用電學活化工藝
4)上砂鍍與增厚鍍工序采用不同鍍液配方聊闯,改善鍍層內應力狀態(tài)工猜,減少鍍層異常脫落因素
2、對工件的加工效率問題
由于金剛石工具是以其表面密布的金剛石微切刃來實現(xiàn)對鑄鐵的加工菱蔬,因此篷帅,使用中易出現(xiàn)切刃被切屑堵塞或磨鈍而影響效率的情況,為解決這一問題拴泌,采取如下設計:
1)選用高品級粗顆粒金剛石單晶作為切削刃
2)通過控制增厚時間控制金剛石顆粒在鍍層中埋入深度魏身,確保平均出刃高度0.1mm以上
3)優(yōu)化電鍍工藝,采用鍍液循環(huán)弛针、過濾叠骑、仿形陽極等手段,改善電場中電力線的分布狀態(tài)削茁,使鍍層平整宙枷,減少金屬瘤出現(xiàn)
3、安全問題
采用優(yōu)質鋼板茧跋,設計合理結構形式昏个,消除應力集中情況,從而避免了使用中基體碎裂
實驗及應用]
基于上述原理捉肄,設計制造了適應不同作業(yè)場合的金剛石工具:
1乃屈、金剛石鋸片
該產(chǎn)品采用優(yōu)選的設計方案,用于鑄鐵件的冒口常苍、鑄管兼英、活塞環(huán)等的切槽、切斷工序鸵丸。
基體采用退火合金鋼板喳牌,切刃采用MBD12級40/45粒度金剛石單晶,為防止鋸片在作業(yè)中基體被劃傷影響使用贪焊,在基體兩側面二次鍍覆RVD70/80金剛石單晶保護片玲院。
該產(chǎn)品進行如下條件的切斷實驗:
實驗機:固定式切機RC-16型 功率:2.2KW 主軸轉速:1900r/min
切斷對象:QT40-17 直徑30mm 退火硬度HB230
實驗方式:載荷:2Kgf 無冷卻 、切斷
2惦肴、金剛石磨片
該產(chǎn)品用于鑄鐵件冒口清理淡早,飛邊、棱刺的清除等作業(yè)中基體采用冷軋鋼板耳标,模壓成型后精加工而成醇坝。磨料選用MBD8品級40/456粒度。
應用表明次坡,該產(chǎn)品壽命相當于同規(guī)格樹脂鈸型砂輪的30-50倍纲仍,且安全性極高。
3贸毕、金剛石鉆頭
用于特殊情況下鑄鐵管的取芯鉆孔作業(yè)中郑叠。
基體采用45鋼管材,磨料選用MBD8品級40/456粒度明棍。
[結論]
經(jīng)合理設計與實驗乡革,證明可以采用優(yōu)化工藝的金剛石工具對鑄鐵材料進行加工,該類工具表現(xiàn)出良好的使用性能摊腋。
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