Công nghệ vật liệu và vật liệu tiêu hao kim loại mài và đánh bóng kim cương là gì?
Lapping và chất mài mòn kim loại:
Các hạt mài mòn phải có độ cứng nhất định, độ dẻo dai, khả năng chịu nhiệt và kháng hóa chất đối với quá trình loại bỏ vật liệu. Vật liệu mài mòn tiêu hao có thể được sử dụng kết hợp với các liên kết và vật liệu rèn lỗ trong bánh mài kim cương mài mòn cố định sẽ xác định khả năng chống mài mòn của chúng.
Vật liệu tiêu hao kim loại khắc kim loại thông thường là gì?
Hạt mài tiêu hao kim loại thông thường để đánh bóng và phủ bóng dựa trên corundum, dạng tinh thể của oxit nhôm (Al2O3) và carborundum, dạng tinh thể của cacbua silic (SiC). Oxit nhôm thường được mã hóa A trong sản xuất bánh xe mài mòn cố định trong khi cacbua silic thường được mã hóa C.
Các corundums tiêu hao kim loại được chia thành:
- Nhôm oxit thường mài mòn
- Lớp phủ nhôm oxit bán mảnh mài mòn
- Nhôm oxit trắng, hồng và mài mòn lớp phủ ruby
- Chất mài mòn nhôm oxit đơn tinh thể
- Lớp phủ oxit nhôm bong bóng siêu nhỏ mài mòn
- Nhôm oxit thiêu kết mài mòn
Lớp phủ kim loại và vật tư tiêu hao nhôm oxit là gì?
Oxit nhôm (Al2O3) thường được sử dụng để đạt được bề mặt phủ bóng mịn trên các vật liệu mềm hơn trước khi đánh bóng. Ví dụ. đồng thau, thủy tinh. Đây là chất mài mòn tổng hợp được nung chảy mềm nhất (về mặt tương đối) và “bở” nhất được cung cấp bởi Lapmaster Wolters. Do tính chất bở của vật liệu này, nó được coi là chất mài mòn hoàn thiện tốt. Về mặt loại bỏ nguyên liệu, nhôm oxit hiệu quả để cắt các vật liệu có độ cứng theo thang Rockwell “C” lên đến 54. Mặc dù, nhôm oxit đôi khi được sử dụng để xử lý các vật liệu cứng hơn 54C để tạo ra độ nhám bề mặt cụ thể, nó thường sau bước gia công thô với chất mài mòn phù hợp hơn. Có hai dạng oxit nhôm được cung cấp bởi Lapmaster Wolters. Sản phẩm phổ biến nhất về mặt kỹ thuật được gọi là nhôm oxit nung chảy màu nâu sẫm được phân loại vi mô và loại còn lại là alumin trắng nung được phân loại vi mô.
Vật liệu tiêu hao nhôm oxit nung nung kim loại lapping là gì?
Dạng oxit nhôm này được khuyến khích sử dụng để xử lý vật liệu điện tử. Lý do cho điều này là độ sâu tối thiểu của sự phá hủy bề mặt vật liệu thành phần được tạo ra bởi hành động cắt nhẹ nhàng hơn của vật liệu này không hợp nhất, tấm phẳng như tinh thể. Thao tác cắt ít căng thẳng hơn bởi vì các tinh thể trượt và bào mòn khỏi thành phần thay vì đục khoét một phoi vật liệu như một tinh thể hợp nhất hình khối thường làm. Hình dạng phẳng của tinh thể giúp giảm thiểu áp lực cắt bằng cách tiếp xúc với nhiều diện tích của thành phần hơn, do đó phân phối lực cắt trên một diện tích lớn hơn.
Oxit nhôm nung có sẵn có và không có xử lý huyền phù. Xử lý hệ thống treo là một lớp phủ hóa học mài mòn các hạt riêng lẻ để cho phép các hạt lưu lại trong dung dịch trong thời gian dài hơn khi sử dụng nước làm phương tiện. Hệ thống treo được xử lý mài mòn không cần thiết khi lắp xe chạy bằng dầu hoặc nước.
Một số người sử dụng oxit nhôm nung đang phủ các thành phần kim loại. Điều này là do các vấn đề trầy xước xảy ra với nhôm oxit được nung chảy tiêu chuẩn. Các khách hàng khác đã báo cáo vấn đề trầy xước nhiều hơn khi sử dụng vật liệu nung. Điều này chỉ ra một thực tế là mọi ứng dụng đều khác nhau và phải được đánh giá dựa trên giá trị của riêng nó.
Vật tư tiêu hao silicon cacbua phủ kim loại là gì?
Cacbua silic đắt hơn đáng kể so với nhôm oxit, vì vậy mặc dù nó cắt nhanh hơn nhiều nhưng vẫn có thể tiết kiệm hơn nếu chịu được thời gian xử lý nhôm oxit lâu hơn. Khách hàng phải đánh giá sự cân bằng giữa thời gian xử lý so với chi phí cho mỗi thành phần ngoài việc đạt được các thông số kỹ thuật được yêu cầu. Silicon Carbide (SiC) thường được sử dụng để loại bỏ nguyên liệu chung và loại bỏ các vết gia công trên nhiều loại vật liệu khác nhau. Ví dụ. thép nhẹ, thép không gỉ. Vật liệu này được coi là một loại vật liệu cắt tích cực, độ mài mòn loại bỏ cổ phiếu cao. Yêu cầu cắt vật liệu có độ cứng theo thang Rockwell “C” là 55 và cao hơn. Rõ ràng chất mài mòn này có thể được sử dụng để gia công các vật liệu mềm hơn khi yêu cầu về độ hoàn thiện bề mặt không quá chính xác. Độ nhám bề mặt của vật liệu được xử lý bằng chất mài mòn silic cacbua cụ thể sẽ cao hơn so với độ nhám bề mặt của vật liệu có cùng kích thước hạt nhôm. Sự xuất hiện cũng sẽ khác đáng kể. Ôxít nhôm tạo ra một lớp hoàn thiện mờ với rất ít vết xước vi mô trái ngược với các ôxít silicon có cùng kích thước tạo ra một lớp hoàn thiện rất ít trầy xước.
Các cacbua silicon chỉ có hai màu xanh lá cây và đen. SiC xanh được sử dụng cho các nguyên công mài chính xác, SiC đen được sử dụng trong gia công thô, chẳng hạn như Chổi đúc, nguyên công mài thô
Corundum có độ cứng Knoop từ 1.900-2.200 N / mm². Khả năng chịu nhiệt trong khoảng 1.750-2.000 ° C.
Cacbua silic có độ cứng Knoop trong khoảng 2.400-3.000N / mm². Khả năng chịu nhiệt khoảng 1.370 ° C.
Lớp phủ siêu mài mòn và vật tư tiêu hao kim loại là gì?
Chất siêu mài mòn được dựa trên nitride boron khối (c-BN) và kim cương (C). Borazon khối thường được mã hóa B trong sản xuất bánh xe mài mòn cố định trong khi kim cương được mã hóa D.
Kim cương là vật liệu cứng nhất với độ cứng Knoop từ 7.000-8.000 N / mm², nhưng khả năng chịu nhiệt rất thấp. Vào khoảng. 750 – 800 ° C, kim cương mất độ cứng thông qua quá trình oxy hóa. Kim cương có xu hướng hòa tan trong các hợp kim được làm bằng sắt ở nhiệt độ cao về cơ bản làm thấm các hợp kim và làm cho việc mài mòn kém hiệu quả hơn. Vật liệu này thường được sử dụng cho hầu hết các ứng dụng đánh bóng máy. Nó được sử dụng thường xuyên nhất cho tấm đánh bóng mềm, luôn được sử dụng trên tấm đánh bóng Kemet và đôi khi được sử dụng trên tấm đánh bóng bằng gang. Khi kim cương được sử dụng trong ứng dụng uốn, nó thường được sử dụng để uốn các vật liệu cực kỳ cứng, yêu cầu tốc độ sản xuất cao.
Trong quá trình sử dụng, các hạt mài mòn kim cương duy trì kích thước của chúng vì độ cứng và tỷ lệ vụn cực thấp. Điều này cho phép tái chế bùn phủ kim cương. Tôi muốn nói rõ và cho biết rằng tôi không nói về loại bùn đánh bóng kim cương đã được trộn sẵn tiêu chuẩn không được tái chế. Loại bùn phủ kim cương mà tôi đang đề cập đến không phải là sản phẩm trộn sẵn tiêu chuẩn. Tôi đang đề cập đến một phương tiện phủ nền nước tiêu chuẩn với nồng độ tương đối cao của bột kim cương được trộn vào đó.
CBN có độ cứng Knoop từ 4.500-4.700 N / mm². Khả năng chịu nhiệt của CBN trong khoảng 1.300-1.400 ° C.
Vật tư mài mòn được sử dụng để làm gì?
Xeri Oxit
Xeri Oxit (CeO2) cung cấp hiệu suất đánh bóng nâng cao cho các tấm quang học, cũng như các ứng dụng khác như bộ lọc và lăng kính. Xeri oxit có hiệu quả đánh bóng lâu dài mang lại chất lượng bề mặt tuyệt vời. Xeri oxit có thể giữ được hiệu quả của nó trong thời gian dài hơn, ngay cả khi được sử dụng trong các điều kiện đánh bóng khắt khe. Nó được sử dụng cho các ứng dụng cao độ quang học và với nhiều loại miếng đệm khác nhau. Chất mài mòn này được sử dụng nghiêm ngặt để đánh bóng kính như các vật liệu trên tấm đánh bóng mềm hoặc tấm đánh bóng. Kích thước hạt trung bình được sử dụng thường nằm trong khoảng từ 1 đến 3 micron. Một số nhãn hiệu ôxít xeri có độ pH hơi cao. Những chất mài mòn này gây ra quá trình oxy hóa bề mặt được đánh bóng. Vật liệu bị ôxy hóa được loại bỏ một cách cơ học nhờ tác động quay của tấm nâng hoặc tấm đánh bóng.
Máy đánh bóng sử dụng bùn mài mòn xeri oxit nên được bảo vệ khỏi bị ăn mòn bằng cách sử dụng các thành phần thép không gỉ và sơn epoxy. Nước được sử dụng phổ biến nhất với ôxít xeri cũng là nguồn gây ăn mòn cho các bộ phận máy móc bằng kim loại đen không được bảo vệ. Máy đánh bóng cao độ Lapmaster Wolters tiêu chuẩn được chế tạo phù hợp để loại bỏ các vấn đề ăn mòn do tiếp xúc với nước và chất mài mòn có độ pH cao. Điều quan trọng là phải xem xét vấn đề này bất cứ khi nào báo giá một máy mài tiêu chuẩn được sửa đổi để đánh bóng ôxít xeri.
Boron cacbua
Boron Carbide (B4C) thường được sử dụng khi cần loại bỏ nguyên liệu nhanh hơn để loại bỏ các vết gia công, v.v. Nó là chất mài mòn ưu tiên cho các vật liệu cứng. Ví dụ. Vonfram cacbua, thép tôi luyện. Chất mài mòn cacbua boron là một sản phẩm cắt cực kỳ mạnh, loại bỏ nguyên liệu cực cao. Nó chỉ được khuyến nghị để phủ các vật liệu cứng nhất, thường được giới hạn ở cacbua vonfram và cacbit titan. Chi phí bị cấm sử dụng chất mài mòn này để phủ lên bất kỳ vật liệu nào khác do giá cắt cổ của sản phẩm này.
Tóm tắt cơ bản áp dụng cho hầu hết các chất mài mòn:
Vật liệu mài mòn phải rất cứng và càng dai càng tốt, để tốc độ loại bỏ vật liệu phôi cao hơn tốc độ loại bỏ vật liệu bánh xe mài mòn cố định. Lý tưởng nhất là chất mài mòn duy trì độ sắc bén của nó để giữ cho đường cắt ổn định trong thời gian dài.
Chất mài mòn phải có đủ khả năng chịu nhiệt để hạt có thể chịu được cả nhiệt độ xử lý cao và sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng.
Chất mài mòn phải bền về mặt hóa học, để ở áp suất và nhiệt độ cao hơn cũng như khi tiếp xúc với không khí, chất làm mát hoặc vật liệu của phôi không có hợp chất hóa học nào làm suy yếu hạt.
Alumina keo
Đây là một loại bùn hóa học được sử dụng để xử lý CMP nhiều loại vật liệu, nhưng điển hình là vật liệu bán dẫn. Bùn được sử dụng bằng cách phân phối nó vào một miếng đánh bóng mềm, thường là urethane poromeric mềm (ví dụ: Polytex Supreme) để đánh bóng chất bán dẫn hoặc một loại đệm vải mềm khác. Khi được sử dụng trong một kỹ thuật đánh bóng phù hợp, loại bùn này sẽ tạo ra độ nhám bề mặt phản chiếu không trầy xước chất lượng cao nhất. Tùy thuộc vào sản phẩm cụ thể, chất keo lỏng có giá trị pH từ 8,5 đến 12. Hóa chất này thường oxy hóa vật liệu được đánh bóng cũng như bất kỳ thành phần máy nào không được bảo vệ. Các hạt mài mòn alumin kích thước nhỏ hơn micromet được thêm vào chất keo với nồng độ rất thấp. Một lần nữa, các hạt mài mòn lại dùng để loại bỏ một cách cơ học lớp mỏng của vật liệu bị oxy hóa.
Silica keo
Bùn hóa học này giống với alumin dạng keo ngoại trừ chất mài mòn được thêm vào là các hạt silica nhỏ hơn micromet.
Các chất liên kết mài mòn nhựa và thủy tinh hóa là gì:
Liên kết đá mài phải thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Tích hợp các hạt mài mòn
- Dẫn nhiệt
- Kháng hóa chất
Các liên kết quan trọng nhất khi sử dụng chất mài mòn thông thường là các liên kết thủy tinh hóa hoặc thủy tinh và nhựa thông hoặc polyme (còn được gọi là bakelite). Liên kết thủy tinh hóa thường được xúc tác là V trong khi liên kết nhựa thường được xúc tác là B bởi các nhà sản xuất bánh xe mài mòn cố định.
Các liên kết thủy tinh hóa có các đặc tính tích cực cũng như tiêu cực sau đây:
- Dòn và do đó nhạy cảm với cú sốc
- Chịu được nhiệt độ nhưng nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ
- Chống hóa chất đối với chất bôi trơn làm mát như dầu và nhũ tương
Mặt khác, các liên kết nhựa có khả năng chống lại các cú sốc và tác động cũng như áp lực bên. Độ bền hóa học đối với chất bôi trơn làm mát như dầu và nhũ tương kém hơn so với liên kết thủy tinh hóa. Thời hạn sử dụng tối đa là 3 năm theo tiêu chuẩn FEPA (Liên đoàn các nhà sản xuất mài mòn Châu Âu). Lý do cho điều này là các thành phần của liên kết nhựa có xu hướng phân hủy theo thời gian. Điều này áp dụng cho cả bánh mài thông thường và siêu mài mòn.
Ngoài các liên kết thủy tinh hóa và nhựa, liên kết kim loại (thường được xúc tác là M), liên kết mạ điện hoặc điện (thường được xúc tác là G), và liên kết lai (thường được xúc tác là H). Liên kết lai giống như tên gọi cho thấy chủ yếu là hỗn hợp của nhựa và liên kết kim loại.
Nhược điểm của các liên kết của đá mài siêu mài mòn là:
- Liên kết thủy tinh hóa: Đối với đá mài kim cương, nhiệt độ nung phải dưới 800 ° C do quá trình oxy hóa. Kiểu ràng buộc này vẫn tương đối dễ mặc.
- Liên kết kim loại: không thể gia công bằng các cuộn trượt hoặc kim cương mài, chẳng hạn như kim cương hạt đơn. Loại liên kết này phải được mài trên máy mài với bánh mài cacbua silic và sau đó mới được mài.
- Liên kết mạ: Liên kết này không thể được phục hồi bằng các phương pháp băng thông thường.
Hiện tại, phương pháp gia công EDCM (Electro Chemical Discharge Machining) được ưa chuộng cho các liên kết kim loại cũng như liên kết mạ. Có cả con lai Công nghệ bao gồm quá trình ăn mòn điện hóa và tia lửa.
Một chất xúc tác khác của liên kết là Elastomer hoặc E thường được sử dụng cho ứng dụng đánh bóng và được làm từ cao su tự nhiên hoặc tổng hợp.