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耐磨涂层后期磨削加工及其注意事项
发布时间:2018-04-02 13:58:14| 浏览次数:
对于耐磨涂层后期加工来讲,磨削是唯一切实可行的精加工方法。由于涂层颗粒之间的结合主要依靠机械镶嵌结合,且含有一定的孔隙,从磨削的观点看,热的转移比较缓慢,常规致密材料的磨削加工方法并不适用于涂层材料的磨削加工。如果磨削压力过大或速度过快,可能造成涂层表面颗粒发生转移或被移动,从而导致涂层内部颗粒发生脱落,甚至导致整个涂层从基体剥离。决定磨削加工工艺方法的因素包括:涂层类型、工件形状、要求光洁度和公差等。 
一般来讲,喷涂粉末越细、涂层孔隙率越低、涂层越均匀,磨削加工后的光洁度越好。 
选择砂轮时应考虑涂层种类、硬度、工件大小与形状、磨削量、表面光洁度要求、磨床类型等因素。一般遵循以下原则: 
(1)尽可能选用最锐利的砂轮,这种砂轮切削速度快,不易过热。砂轮锐利程度与砂轮所用磨粒的类型及粒度有关。对于磨削耐磨涂层的砂轮来讲,常用的磨粒是碳化硅和金刚石。这是因为碳化硅磨粒在磨削时发生破裂后会呈现新的锐利的切削刃,而金刚石磨粒具有良好的耐久性,能干净地磨削各种硬质耐磨涂层。当磨粒粒度较小时,不仅具有较小的表面积,而且切削刃较锐利,比粗磨粒更容易陷入涂层内部,从而获得较高的光洁度。一般来讲,用于耐磨涂层粗磨的磨粒粒度在125-150目,用于细磨的粒度在380-400目。 
(2)所选砂轮内部结构及其硬度级别要能够提供自由磨削的效果。砂轮内部结构是指砂轮内部各个磨粒之间的间距,具有多孔结构的砂轮,其磨削效果更佳,这是由于颗粒间造成的间隙能够提供更大的存屑空隙造成的。砂轮硬度不同也会影响耐磨涂层磨削效果,较硬砂轮比较软砂轮具有更长的使用寿命。当磨削应力较小、接触面积较大及磨削速度较高时,推荐采用较软的砂轮;当磨削应力较大、光洁度要求较高、接触面积较小及砂轮较窄时,推荐采用较硬砂轮。 
(3)选择最适合的砂轮粘结类型。常用砂轮粘结剂有两种,即陶瓷粘结剂和树脂粘结剂。采用陶瓷粘结剂的砂轮能够承受较高的磨削速度和精确的配合公差,且不受水、酸、油及温度变化的影响,但要求磨床转速要小于砂轮的安全操作速度,一般小于33米/秒。而采用树脂粘结剂的砂轮,可用于更高的磨削速度,并产生更高的光洁度。 
针对KN-75喷涂的WC类耐磨涂层,推荐磨削工艺如下: 
1) 采用精密、高质量的磨削设备; 
2) 选用水溶性冷却介质淋洗; 
3) 选用树脂粘结金刚石砂轮,当工件外径小于50mm时,选用φ500的砂轮;当工件外径大于50mm时,选用φ762的砂轮; 
4) 采用两步法进行磨削,第一步:进行粗磨,其磨削参数为:磨粒粒度125-150目;砂轮转速25-30m/s;工件转速0.3m/s;磨削深度<0.01mm;移动速度0.2-0.3m/min,纵向进磨量0.025-0.05mm;第二步:进行细磨,其磨削参数为:磨粒粒度380-400目;砂轮转速25-30m/s;工件转速0.5m/s;磨削深度<0.005mm;移动速度0.05-0.1m/s,纵向进磨量0.025~0.05mm。 
在磨削过程中,砂轮磨削面的状况会发生变化,使用一段时间后,不是发生砂轮面的砂粒被磨损掉,使得磨粒的高度与粘结剂高度相等,就是发生砂轮面被磨削材料所填充,这两种情况都会削弱砂轮的磨损能力,导致摩擦(擦光)多于磨削,此时,应对砂轮进行修整或更换新的砂轮。当采用金刚石工具修整砂轮时,工具经过砂轮表面的横移速度影响砂轮的最终切削作用,快速横移能打开砂轮面,使磨粒重新变锋利,从而提高砂轮磨削能力;与此相反,当横移较慢时,会导致砂轮面封闭,使磨粒钝化并引起砂轮变硬,对热喷涂耐磨涂层,不推荐使用慢速修整法。所以,在使用金刚石砂轮磨削耐磨涂层时,保持砂轮锋利非常重要,有利于获得较高的表面光洁度。 
对耐磨涂层的磨削一般推荐采用湿式磨削,如果采用适当的保护措施,也可采用干磨削。但是,湿磨削的优点要远远大于干磨削。湿磨削时,可以使用较硬的砂轮,且不会增加爆皮或热裂的发生率,使表面颗粒的脱出减至最少,并且得到的表面光洁度较好,砂轮不会很快被填塞,需要的修整次数也会少。此外,湿磨削还有助于冲洗掉磨屑残渣。磨削液的过滤和合适的浓度对表面光洁度也有影响。 
总之,只要在磨削加工过程中仔细操作,就可以获得具有良好光洁度的耐磨涂层表面。下面是确定耐磨涂层磨削工艺时需要考虑的一些因素。
1)使用较软的、自由磨削的砂轮,可大大减少擦光和磨粒脱出的机会; 
2)保持砂轮面清洁、锋利; 
3)采用正确的砂轮修整工艺; 
4)进行粗磨时尽量选用粗粒度砂轮,进行精磨时要选用细粒度砂轮,如果想用粗砂轮来获得好的表面光洁度,可能导致磨粒脱出、污染或烧焦; 
5)使用轻磨削。耐磨涂层通常较薄,过大的磨削压力可能引起涂层表面分层或表面颗粒脱出; 
6)进行最后一道磨削工序时应采用无火花磨削,否则会导致砂轮面钝化或釉光; 
7)始终保持涂层受压,通过喷涂面向基体下切才能使分层和颗粒脱出限制到最小; 
8)涂层磨削工艺优化处理。磨削参数变化对磨削速度和光洁度有较大影响,耐磨涂层表面光洁度在很大程度上取决于所选用的磨削工艺。当给定砂轮存在问题时,应进行砂轮速度、进给速度、工件速度及修整工艺。
 
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