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造孔剂含量对树脂CBN砂轮性能的影响

来源:江西玉宝钻石工具   发布时间:2018-08-03   点击量:137

气孔控制对于树脂CBN砂轮具有特殊的意义。树脂结合剂中的气孔可在烧结中自然形成,也可人为造孔,通过造孔材料加入方量的调整可以调控砂轮的气孔率。

树脂砂轮

孙家森等[35]分别采用核桃壳粉、石墨、NH4Cl、CaCO3作为造孔剂,实验结果表明,核桃粉作为造孔剂时,孔型呈长条状,造孔不理想;石墨造孔时,砂轮中片尺寸变化大,气孔不均匀;NH4Cl造孔时,为达到造孔效果,用量较大,不利于控制试砂轮片整体性能;CaCO3造孔,孔型规则,气孔分布均匀[9]。因此,CaCO3是最理想的造孔剂。
CaCO3的造孔机理为,在温度高于800℃时,CaCO3发生分解反应:
CaCO3→CaO+CO2
分解生成的气泡冷却后以气孔的形式存在于结合剂中,适宜的升温工艺,能够实现较好的造孔效果。
测得到各试样的气孔率、抗折强度列于表3.23。

试样编号

加入量(wt%)

气孔率(vol%)

抭折强度(MPa)

6#

7#

8#

0

0.5

1

7.63

38.80

49.37

62.6

39.00

30.04


从表3.23可以看出,CaCO3含量从0增加到1wt%,气孔率从7.63%增加到49.37%,说明CaCO3的造孔效果显著;抗折强度随着造孔剂的含量增加急剧降低,从62.6MPa降到30.04MPa,可见加入造孔剂后对砂轮片抗折强度影响很大。这是因为,相同大小的截面积上气孔多,结合剂与磨料所占面积就相应变小。由于起粘结作用的主要为陶瓷结合剂,在结合剂对磨料把持能力不变的情况下,气孔增多必然导致抗折强度下降。
另外,CaCO3造孔剂的加入对陶瓷结合剂的强度也有影响,适量的CaCO3虽然能增加结合剂强度,但是,由于CaCO3是在砂轮烧成阶段加入的,烧成温度在800℃,此温度结合剂粘度大,Ca+不能充分进入结合剂内部的Si-O-B-O-Al-O网络,CaO以晶态形式存在,不但不会使结合剂强度提高,反而会降低。
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