Diamantsliphjul är mycket effektiva verktyg för att slipa hårda och spröda material som karbid, glas, keramik och ädelstenar. Under de senaste åren, med den snabba utvecklingen av höghastighetsslipning och ultraprecisionslipningsteknik, har högre krav ställts på sliphjul. Vitrifierade hartsbundna sliphjul uppfyller inte längre produktionsbehov. Metallbundna sliphjul på grund av deras anmärkningsvärda egenskaper såsom hög bindningsstyrka, utmärkt formbarhet och lång livslängd har blivit allmänt använt.
Metallbundna diamantsliphjul är främst uppdelade i två typer, sintrade och elektropläterade, beroende på deras tillverkningsmetod. För att fullt ut utnyttja de superbrasiva egenskaperna, utvecklades en ny typ av sliphjul, enskikts högtemperatur hårbrasande sliphjul, i början av 1990-talet med hjälp av en högtemperaturprocess. Denna typ av sliphjul är fortfarande under utveckling i Kina.
1. Sintade diamantsliphjul
Sintade metallbundna sliphjul tillverkas vanligtvis med hjälp av en högtemperatur sintringsprocess med användning av metaller såsom brons som en bindning. De erbjuder hög bindningsstyrka, utmärkt formbarhet, hög temperaturmotstånd, utmärkt värmeledningsförmåga, slitstyrka, lång livslängd och förmågan att motstå tunga belastningar. Eftersom sliphjulet oundvikligen krymper och deformeras under sintringsprocessen, måste det formas före användning. Att klä sig är dock svårt. Den nuvarande gemensamma metoden för att slipa hjuleting, med rullar, är inte bara tidskrävande och arbetsintensiv, utan resulterar också i betydande diamantpartikelutsläpp under klädprocessen, vilket resulterar i betydande hjulslitning och låg truation noggrannhet.
2. Elektropläterade diamantsliphjul. Fördelar med elektropläterade diamantsliphjul:
① Elektropläteringsprocessen är enkel och kräver minimal investering och är lätt att tillverka.
② Ingen förband krävs, vilket gör dem enkla att använda.
③ Enskiktsstrukturen möjliggör höga driftshastigheter och når för närvarande 250-300 m/s utomlands.
④ Trots att de bara har ett enda lager diamant har de fortfarande en tillräcklig livslängd.
⑤ För rullslipningshjul som kräver hög precision är elektroplätering den enda tillverkningsmetoden. Precis på grund av dessa fördelar har elektropläterade sliphjul en obestridd dominerande position i höghastighet och ultrahög hastighetslipning. Elektropläterade diamantsliphjul har nackdelar: beläggningsmetallen saknar en stark kemisk metallurgisk bindning med underlaget och slipande ytor. Slipet är effektivt bara mekaniskt inbäddat i beläggningsmetallen, vilket resulterar i svag hållkraft. Diamantpartiklarna är starkt laddade, lätt faller (eller flingor av) under effektiv slipning, vilket leder till totalt misslyckande. För att öka hållkraften måste beläggningstjockleken ökas, vilket minskar den utsatta sliphöjden och chiputrymmet, vilket gör sliphjulet mottagligt för tilltäppning, dålig värmeavledning och brännskador på arbetsstyckets yta. För närvarande har inhemsk elektropläterad sliphjulstillverkning ännu inte uppnått optimal hjultopografi optimerad för bearbetningsförhållanden. Dessa inneboende nackdelar med enskikts elektropläterade diamantslipningshjul begränsar deras applicering avsevärt i högeffektiv slipning.
3. Enskikts hårda diamantsliphjul
För att maximera diamantens effektivitet är det nödvändigt att öka bindningens hållkraft på diamanten och förbättra hjulets bindningsstyrka. Enskikts, högtemperatur hårbrazed superbrasiva sliphjul övervinner bristerna i elektropläterade sliphjul genom att uppnå en kemisk metallurgisk bindning mellan diamant, bindemedel och metallsubstrat, vilket resulterar i hög bindningsstyrka. Att upprätthålla bindningsskiktets tjocklek vid endast 20% till 30% av den slipande kornhöjden möjliggör hög belastning, höghastighet och effektiv slipning. De slipande kornen kan hållas fast, vilket gör att hårda hjul kan uppnå en exponerad kornhöjd på 70% till 80%. Detta ökar chiputrymmet, minskar hjulstoppning och maximerar sliputnyttjandet.
Under samma bearbetningsförhållanden som elektropläterade sliphjul erbjuder enskikt, högtemperatur hårbad superbrasiva hjul lägre slipkrafter, kraftförlust och slipningstemperaturer, vilket möjliggör högre driftshastigheter. Detta är särskilt betydelsefullt för ultrahög hastighetslipning som överstiger 300 till 500 m/s. Enskikts, högtemperatur som bärsade obelagda diamantsliphjul med CR-AG-CU-legeringslödning laster med hög frekvensinduktionslödning vid 780 grader i 35 sekunder, följt av naturlig kylning. Detta uppnår en stark bindning mellan diamanten och stålsubstratet. Röntgenenergispektrum och röntgendiffraktionsanalys avslöjade att CR3C2 bildades mellan CR och Diamond, och (Fexcry) C bildades mellan CR och stålmatrisen. Jämförande experiment med löd utan CR visade att detta var den viktigaste faktorn för att uppnå hög bindningsstyrka mellan legeringsskiktet och både diamant- och stålmatrisen. Slipförsök bekräftade också att diamant har hög hållfasthet.