Application de la meule diamantée liée à la résine

Les outils en matériaux ultra-durs à base de résine liante sont principalement constitués de diamant ou de CBN comme abrasif, de poudre de résine comme liant, avec un matériau de remplissage approprié ajouté, et après la conception de la formulation, le mélange de poids, le pressage à chaud, le durcissement secondaire, le traitement ultérieur et d'autres processus, qui sont applicables à différentes exigences de meulage
Comparé au liant céramique ou au liant métallique, il présente les caractéristiques d'un processus de fabrication simple, d'un accès facile aux matières premières, d'un faible coût et peut être appliqué à un grand nombre d'objets abrasifs super durs de faible qualité, le traitement est large, comme toutes sortes d'aciers difficiles à traiter, d'alliages durs, de verre, de céramique, de pierre, etc.
Les outils abrasifs ultra-durs en résine sont largement utilisés car ils ont un bon auto-affûtage et ne sont pas faciles à brancher dans le processus de meulage, et la pièce a une bonne qualité de surface et la meule est facile à habiller.

Le liant à base de résine utilisé dans les outils diamantés en résine peut être divisé en deux catégories : la résine phénolique et la résine polyimide. La température de fonctionnement réelle des outils diamantés en résine phénolique ne dépasse pas 120 degrés. La résine polyimide a une meilleure résistance à la chaleur et peut être utilisée pendant une longue période à 260 degrés.
Avec des résines polyimides relativement chères, les résines phénoliques ont été de plus en plus utilisées, en particulier ces dernières années avec des scientifiques modifiant les résines phénoliques pour produire une température de travail réelle de plus de 200 degrés C, comme le 939P d'Advanced Mixed Limited du Royaume-Uni.

Cet article présente principalement l’idée de conception et les facteurs d’influence des outils diamantés en résine.

2. Conception d'outils diamantés liés à la résine

La conception des outils diamantés liés à la résine repose principalement sur les cinq aspects suivants :

(1) L’adhérence doit être bonne.
Le liant peut être réparti uniformément sur la surface abrasive, les particules abrasives peuvent être fermement contrôlées dans l'outil abrasif et peuvent être fermement liées à la matrice, ce qui non seulement rend l'abrasif difficile à tomber prématurément, mais empêche également le liant de se séparer de la matrice, garantissant la sécurité de la production.

(2) Efficacité de meulage élevée, bonne résistance à l'usure, bon traitement de finition (ou rugosité de surface).
Liaison en résine en raison de son élasticité et de sa fragilité, donc lors du meulage auto-affûtant, pas facile à boucher, mais faible résistance à l'usure.
Par conséquent, lorsque nous étudions et concevons la formule du liant, nous devons tenir compte, dans le cadre du principe de garantie des exigences de douceur, non seulement pour avoir une efficacité de broyage élevée, mais également pour avoir une résistance à l'usure aussi élevée que possible.
La préparation du liant est importante. Le rapport du liant doit être choisi de manière à assurer à la fois une efficacité de broyage élevée et une bonne résistance à l'usure, afin de garantir les exigences de broyage et de réduire les coûts.

(3) Bonne résistance à la chaleur.
Si la résistance à la chaleur du liant est faible, de sorte que l'abrasif en cours d'utilisation n'est pas résistant aux températures élevées, à la consommation rapide, et même parce que la chaleur de meulage est trop élevée, de sorte que l'abrasif brûle, se fissure, sonne, etc., alors choisissez un bon liant résistant à la chaleur et ajoutez la charge appropriée, afin d'améliorer sa résistance à la chaleur ;
(2) Utilisez autant que possible un liquide de refroidissement pour le meulage humide afin d'améliorer la durabilité des outils de meulage ;
(3) Si un broyage à sec est utilisé, réduisez autant que possible l'avance pour améliorer la durabilité de l'outil de broyage.

(4) La résistance du liant doit être élevée.
La résistance du liant affecte directement l'efficacité de meulage, la taille de l'abrasion, la qualité de la pièce et les performances de sécurité de l'outil de meulage dans le processus d'utilisation, il est donc nécessaire de comprendre les facteurs qui affectent la résistance du liant.
 

Les principaux facteurs affectant la résistance du liant sont :

(1) L'ajout de charges augmentera ou diminuera la résistance du liant. La plupart des charges augmenteront la résistance mécanique et augmenteront avec l'augmentation de la quantité de charge dans une certaine plage, mais le taux d'usure diminuera.
Certaines charges, telles que le graphite et le bisulfure de molybdène solide, voient leur résistance diminuer après l'ajout, il faut donc choisir de manière raisonnable la charge en fonction des exigences ;
(2) La densité de formation de l'abrasif (ou la porosité de l'abrasif) affectera la résistance du liant.
La densité de formation de l'abrasif est faible, la porosité est élevée et la résistance du liant est faible, tandis que la résistance du liant est élevée.
Il est donc nécessaire de concevoir rationnellement les paramètres de la porosité de l’outil abrasif.
(3) La température de durcissement, la température de durcissement secondaire et la courbe d'élévation de la température du moulage abrasif affecteront la résistance du liant.

La dureté du liant doit être appropriée et avoir une bonne résistance à l'usure.
La résistance du liant doit être adaptée à la vitesse d'usure des particules abrasives en diamant (ou en cBN). Les particules abrasives ne doivent pas tomber prématurément en raison de l'usure rapide du liant. Dans ce cas, l'abrasif ne sera pas entièrement utilisé, ce qui entraînera un gaspillage.

3. Facteurs d'influence des outils diamantés liés à la résine

Les outils diamantés en résine sont constitués d'un liant en résine, d'une charge et d'un abrasif diamanté après avoir été mélangés et durcis par pressage à chaud.

Ses propriétés sont également directement influencées par le liant résineux, la charge et l'abrasif diamanté.

3.1 L'influence du liant comprend principalement l'influence du type et du contenu du liant, etc.

(1) les caractéristiques communes de tous les types d'outils diamantés à liant résine sont une faible résistance à la chaleur, dans le processus d'usinage, l'outil diamanté et la pièce entre la chaleur générée par la température élevée locale facilement, une fois atteinte la valeur critique, la tenue du liant résine du diamant, le diamant dans la condition de ne pas être complètement émoussé tombera, de sorte que le coût d'usinage augmentera considérablement.

Actuellement, le liant résineux est modifié pour améliorer sa résistance à la chaleur.

Gao Liangchang a modifié la résine phénolique avec de l'éther alkylique carré, et sa résistance à la chaleur peut atteindre plus de 180 degrés.

Du Yang et al. ont synthétisé du prépolymère de borosilicone, de l'acide borique, du phénol et du formaldéhyde comme matières premières de la nouvelle résine phénolique borosilicone BSP. En raison de l'introduction d'une liaison BO et d'une chaîne de silicium organique dans la structure de la résine phénolique, la résine BSP a une excellente résistance à la chaleur et à la ténacité, mais a également amélioré la résistance à l'eau et la stabilité au stockage de la résine.

Xiao Dongzheng et al. [5] ont utilisé du BMI (bismaléimide) pour modifier la résine phénolique et ont obtenu une résine phénolique modifiée au bismaléimide avec une bonne résistance à la chaleur.

(2) L’influence de la teneur en liant résineux.

La teneur en liant résineux a une grande influence sur les performances d'usinage des outils diamantés.

Des tranches de silicium monocristallin ont été introduites dans la littérature pour amincir la meule, la teneur en liant de résine a augmenté, la dureté de la meule, la résistance à la compression augmente progressivement, lorsque la teneur en liant de résine a augmenté jusqu'à un certain degré, supérieure à celle de lameulel'usure a tendance à être lente, la surface de la meule est sujette au phénomène de blocage en même temps, le contenu est plus élevé en même temps, plus le phénomène de blocage est grave.

(3) L'influence de la taille du liant de résine.

La taille des particules de poudre de résine utilisée dans la production d'abrasifs diamantés en Chine est généralement comprise entre 80 et 180 mesh. Cette gamme de tailles présente deux défauts : l'un est qu'elle affecte les propriétés de formage des abrasifs, l'autre est qu'elle peut affecter les propriétés du liant.

Dans le processus de suppression, la poudre d'arbre peut être chauffée pour ramollir et avoir une certaine liquidité, atteindre l'objectif d'abrasif enduit, mais dans le processus de suppression, les matériaux liants sont la pression dans le moule, l'espace est limité, la plage de flux de résine est limitée, lorsque la taille des particules de poudre d'arbre épaisse, il y aura une partie du liant abrasif qui n'est pas solide, qui tombe trop vite.

3.3 L'influence du diamant abrasif comprend principalement l'influence du revêtement de diamant, du type et de la taille des particules, etc.

(1) Une fois la surface du diamant revêtue de métal, la résistance à la compression des particules individuelles est améliorée et le taux d'usure est diminué, ce qui prolonge la durée de vie.

Par rapport au diamant sans placage, la fonction spécifique comprend les aspects suivants : (1) le revêtement à impulsion thermique lente du revêtement en diamant à liaison résine a une conductivité thermique inférieure à celle du diamant, de sorte que les outils de contact, les grains de diamant de haute température instantanée après le placage à la résine, protégeant ainsi immédiatement les parties abrasives de la résine ne sont pas affectées par les dommages à haute température ;

(2) le revêtement pour améliorer la force de liaison du diamant et du liant, le revêtement métallique avec du diamant à l'intérieur, un liant externe et en résine peut être une bonne liaison ;

(3) le revêtement pour améliorer la résistance à l'écrasement des particules de diamant, le métal plaqué après que les défauts des particules de diamant sont constitués, joue un rôle de renforcement, et le revêtement contient du métal ductile, est propice à améliorer la résistance à l'écrasement des particules ;

(4) Le revêtement sur les particules abrasives joue un rôle de protection isolante, d'isolement de l'oxygène et d'autres milieux nocifs, en même temps lors du meulage à haute température, le revêtement sur la graphitisation du cristal de diamant peut jouer un effet d'inhibition.

(2) Les fabricants nationaux et étrangers de matériaux ultra-durs ont établi une classification relativement détaillée des abrasifs ultra-durs, parmi lesquels les abrasifs diamantés de faible qualité ou les abrasifs diamantés à haute auto-tranchant et à propriété de micro-écrasement traités par une technologie spéciale sont principalement utilisés dans la préparation d'outils diamantés liés à la résine.