Diamantové broušení kol jsou vysoce efektivními nástroji pro broušení tvrdých a křehkých materiálů, jako je karbid, sklo, keramika a drahokamy. V posledních letech, s rychlým vývojem vysokorychlostních broušení a ultra-přesné broušení technologie, byly na broušení kola kladeny vyšší požadavky. Vitrifikovaná broušená kola pryskyřice již nesplňují výrobní potřeby. Kovově vázaná broušená kola, kvůli jejich pozoruhodným vlastnostem, jako je vysoká síla vazby, vynikající formovatelnost a dlouhá životnost, se široce používají.
Kovově vázaná diamantová broušení kol jsou primárně rozdělena na dva typy, slinné a elektroničující, v závislosti na jejich výrobní metodě. K úplnému využití superabrazivních vlastností byl na začátku 90. let vyvinut nový typ brusného kola, jednovrstvé vysokoteplotní pájené supebrazivní broušené koly. Tento typ brusnutí se v Číně stále vyvíjí.
1. Shřená diamantová broušení kol
Sintered kovově vázaná broušená kola se obvykle vyrábějí pomocí vysokoteplotního slinovacího procesu pomocí kovů, jako je bronz jako vazbu. Nabízejí vysokou sílu vazby, vynikající formovatelnost, vysokou teplotu, vynikající tepelnou vodivost, odolnost proti opotřebení, dlouhou životnost a schopnost odolat těžkým zatížením. Protože broušení se nevyhnutelně zmenšuje a deformuje během procesu slinování, musí být před použitím tvarováno. Oblékání je však obtížné. Současná běžná metoda mletého kotouče s použitím válců je nejen časově náročná a náročná na práci, ale také vede k významnému uvolňování diamantových částic během procesu oblékání, což vede k významnému opotřebení kol a slzů a nízké přesnosti trhliny.
2. Elektroplatovaná diamantová broušení kol. Výhody elektroplatovaných diamantových broušení kol:
① Proces elektroprací je jednoduchý, vyžaduje minimální investice a snadno se vyrábí.
② Není vyžadován žádný obvaz, což je usnadňuje použití.
③ Struktura jednovrstvy umožňuje vysoké provozní rychlosti a v současné době dosahuje 250-300 m/s v zahraničí.
④ Přestože mají pouze jednu vrstvu diamantu, mají stále dostatečnou životnost.
⑤ Pro kola válců vyžadující vysokou přesnost je elektrická metoda jedinou výrobní metodou. Přesně kvůli těmto výhodám mají elektroplatovaná brusná kola nesporné dominantní postavení ve vysokorychlostní a ultra vysoké rychlosti. Elektroplatovaná diamantová broušení kol má nevýhody: Povlakovací kov postrádá silnou chemickou metalurgickou vazbu se substrátem a abrazivními povrchy. Abraziv je účinně pouze mechanicky zabudován do povlakového kovu, což má za následek slabou držbu. Diamantové částice jsou silně naloženy, během efektivního broušení snadno padají (nebo vločky), což vede k celkovému selhání. Aby se zvýšila udržovací síla, musí být zvýšena tloušťka povlaku, což snižuje exponovanou výšku abrazivní a čipové prostory, díky čemuž je brusný kolo náchylný k ucpávání, špatné rozptyl tepla a spálení na povrchu obrobku. V současné době musí domácí výroba pro domácí elektroplacené broušení ještě dosáhnout optimální topografie kol optimalizovaná pro podmínky zpracování. Tyto inherentní nevýhody jednovrstvých elektroplatovaných diamantových broušení kol výrazně omezují jejich použití při vysoce účinném broušení.
3. jednovrstvé pájené diamantové broušení
Aby se maximalizovala účinnost diamantu, je nutné zvýšit sílu držení vazby na diamantu a zlepšit sílu vazby kola. Jednovrstvá, vysokoteplotní pájená supebrazivní broušená kola překonávají nedostatky elektroplatovaných brusných kol dosažením chemické metalurgické vazby mezi diamantem, pojivo a kovový substrát, což vede k vysoké pevnost vazby. Udržování tloušťky vrstvy vazby na pouhých 20% až 30% výšky abrazivního zrna umožňuje vysoce zatížení, vysokorychlostní a efektivní broušení. Abrazivní zrna mohou být pevně držena, což umožňuje pájeným kolům dosáhnout exponované výšky zrn 70% až 80%. To zvyšuje prostor čipu, snižuje ucpání kol a maximalizuje využití abraziva.
Za stejných podmínek zpracování nabízejí elektroplacená broušená kola jednovrstvá, vysokoteplotní pájená superabrazivní kola, nižší mletí síly, ztrátu energie a teploty mletí, což umožňuje vyšší provozní rychlosti. To je zvláště významné pro ultra vysokorychlostní broušení přesahující 300 až 500 m/s. Jednovrstvá, vysokoteplotní pájená nepotažená diamantová broušení kola s pájením slitiny CR-AG-CU se pájí pomocí vysokofrekvenční indukce pájení při 780 stupních po dobu 35 sekund, následované přirozeným ochlazením. Tím se dosahuje silné vazby mezi diamantem a ocelovým substrátem. Rentgenové energetické spektrum a rentgenová difrakční analýza odhalily, že mezi CR a diamantem byl vytvořen CR3C2 a (Fexcry) C byl vytvořen mezi CR a ocelovou matricí. Srovnávací experimenty s pájkou bez CR ukázaly, že to byl hlavní faktor pro dosažení vysoké síly vazby mezi vrstvou slitiny a diamantovou a ocelovou matricí. Broušení experimentů také potvrdilo, že Diamond má vysokou pevnost v držení.