一種釬焊金剛石磨料耐磨性能評(píng)價(jià)裝置及評(píng)價(jià)方法，屬金剛石磨料性能評(píng)價(jià)。裝置包括步進(jìn)電機(jī)（１）、減速器（２）、單座標(biāo)工作臺(tái)（３）、金剛石磨料節(jié)塊（４）、工件（５）及臥軸矩臺(tái)平面磨床（６）。工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，金剛石磨料節(jié)塊（分別采用電鍍和釬焊的方式制作）做直線往返運(yùn)動(dòng)磨削工件。達(dá)到預(yù)定的金剛石磨料的磨損高度后，計(jì)算磨削工件所用的時(shí)間，求出電鍍金剛石磨料節(jié)塊和釬焊金剛石磨料節(jié)塊的耐磨度；對(duì)比兩種金剛石磨料節(jié)塊的耐磨度，從而評(píng)價(jià)釬焊金剛石磨料的耐磨性能。本發(fā)明專利技術(shù)可行、可靠，適用于對(duì)不同品級(jí)金剛石磨料、不同釬料體系和不同釬焊工藝的釬焊金剛石磨粒的耐磨性能的評(píng)價(jià)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及釬焊金剛石磨料耐磨性能的評(píng)價(jià)裝置及評(píng)價(jià)方法，特別是一種適 用于在臥軸矩臺(tái)平面磨床上進(jìn)行耐磨性能評(píng)價(jià)裝置及評(píng)價(jià)方法，能評(píng)價(jià)采用釬焊 法制作的金剛石磨料的耐磨性能，還可評(píng)價(jià)其它連接方式(電鍍、燒結(jié))金剛石 磨料磨削不同材料時(shí)的耐磨性能。
技術(shù)介紹
目前，對(duì)于金剛石磨料性能的評(píng)價(jià)廣泛采用抗壓強(qiáng)度和沖擊韌性測(cè)定方法； 其中抗壓強(qiáng)度測(cè)定方法是一種靜態(tài)測(cè)量方法，反映的是單顆磨粒抗破碎的能力， 由于金剛石磨料晶面的各向異性致使獲得結(jié)果較為分散；沖擊韌性測(cè)定方法反映 的是一定質(zhì)量(0.4g)金剛石磨料在沖擊載荷下抗破碎的能力，評(píng)價(jià)需要金剛石 磨料量大，成本高。而釬焊金剛石磨料在釬焊過(guò)程中與釬料之間產(chǎn)生化學(xué)冶金結(jié) 合，在金剛石表面生成碳化物；采用腐蝕方式將金剛石從釬料中分離出來(lái)時(shí)，其 上的碳化物卻保留在金剛石表面，無(wú)法采用腐蝕或者其他方式將其去除，因此采 用上述兩種方法時(shí)測(cè)試的不是金剛石的性能而是金剛石與其碳化物組成的復(fù)合 物的性能。更重要的是此兩種評(píng)價(jià)方式都是評(píng)價(jià)的金剛石磨料所具有的抗破碎的 能力，不能反映釬焊金剛石磨料的耐磨性能。雖然高溫釬焊金剛石工具一般都在真空或惰性氣氛保護(hù)下釬焊，但釬焊的溫 度接近或大于其石墨化溫度；而金剛石的熱穩(wěn)定性差，在高溫下容易受損變質(zhì)， 較高的焊接加熱溫度可能會(huì)引起金剛石磨料的熱損傷。而金剛石在釬焊工藝中所 受到的熱損傷可能對(duì)金剛石工具的耐磨性能產(chǎn)生重大的影響，因此有必要對(duì)釬焊 后的金剛石磨料性能進(jìn)行研究，以確定釬焊后的金剛石磨料是否仍具有原有的優(yōu) 異性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)釬焊金剛石磨料的耐磨性能，本專利技術(shù)提供一種評(píng)價(jià)裝置及評(píng) 價(jià)方法。根據(jù)實(shí)際工況時(shí)金剛石磨料的單顆磨粒切厚，調(diào)節(jié)測(cè)試裝置工作臺(tái)的橫 向進(jìn)給速度，使其與實(shí)際工況時(shí)金剛石磨料磨削狀況相符，因此能準(zhǔn)確反映釬焊 金剛石磨料工作時(shí)的耐磨性能，特別適用于在臥軸矩臺(tái)平面磨床上進(jìn)行金剛石磨 料耐磨性能的評(píng)價(jià)。依據(jù)本專利技術(shù)的釬焊金剛石磨料耐磨性能評(píng)價(jià)裝置和評(píng)價(jià)方法 不受金剛石磨粒品級(jí)、釬料體系和釬焊工藝的限制，可快速、可靠和低成本地實(shí) 現(xiàn)不同工況釬焊金剛石磨料耐磨性能的評(píng)價(jià)。該評(píng)價(jià)方法在臥軸矩臺(tái)平面磨床上進(jìn)行，在臥軸矩臺(tái)平面磨床上安裝一套評(píng) 價(jià)裝置，該裝置包括步進(jìn)電機(jī)、減速器、單座標(biāo)工作臺(tái)、金剛石磨料節(jié)塊、工件、 臥軸矩臺(tái)平面磨床，其中步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連于減速器的輸入端，減速器的輸出 端通過(guò)聯(lián)軸器連于單座標(biāo)工作臺(tái)，單座標(biāo)工作臺(tái)安裝在臥軸矩臺(tái)平面磨床上，與 工件相接觸的金剛石磨料節(jié)塊裝于單座標(biāo)工作臺(tái)上，工件安裝在砂輪主軸上。將臥軸矩臺(tái)平面磨床上的砂輪替換成Al203陶瓷盤(pán)作為工件，其形狀、大小與砂輪結(jié)構(gòu)相同；在單座標(biāo)工作臺(tái)上放置一個(gè)金剛石磨料節(jié)塊。評(píng)價(jià)時(shí)，首先根據(jù)實(shí)際 工況條件下金剛石磨料單顆磨粒的切厚調(diào)節(jié)金剛石磨料節(jié)塊的工作速度。然后工 件按照砂輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，先后分別采用電鍍和釬焊金剛石磨料節(jié)塊做 直線往返運(yùn)動(dòng)磨削工件，此處采用電鍍金剛石磨料節(jié)塊代表沒(méi)有收到焊接熱循環(huán) 影響的原始金剛石磨料的耐磨性能。達(dá)到預(yù)定的金剛石磨料的磨損高度后，計(jì)算 磨削工件所用的時(shí)間，求出電鍍金剛石磨料節(jié)塊和釬焊金剛石磨料節(jié)塊的耐磨 度；對(duì)比兩種金剛石磨料節(jié)塊的耐磨度，從而評(píng)價(jià)釬焊金剛石磨料的耐磨性能。具體工作步驟是(a) 安裝工件，按照砂輪安裝方式進(jìn)行安裝并調(diào)平衡；(b) 根據(jù)實(shí)際工況時(shí)的單顆磨粒切厚^，依據(jù)下式(1)調(diào)節(jié)工作臺(tái)速ag=K,/ (1)式(1)中 為單顆磨粒切厚，單位為^im; F,為工作臺(tái)速度，單位為mm/min; w為工件轉(zhuǎn)速，單位為rpm。工作臺(tái)速度的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)按單顆磨粒切 厚。與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)照表1選用步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速；表1單顆磨粒切厚(nm)1234567891010121416電機(jī)轉(zhuǎn)速(rpra)18365472901808642注工件轉(zhuǎn)速-3000rpm;減速器速比i=30;工作臺(tái)每轉(zhuǎn)移動(dòng)量5mm5(c) 工件繞著砂輪主軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電鍍金剛石磨料節(jié)塊在單座標(biāo)工作臺(tái)的帶動(dòng)下做直線往返運(yùn)動(dòng)從而磨削工件；通過(guò)臥軸矩臺(tái)平面磨床的上下移動(dòng)機(jī) 構(gòu)將工件下移5^im,電鍍金剛石磨料節(jié)塊繼續(xù)磨削工件；直到電鍍金剛石磨料節(jié)塊的磨損高度達(dá)到原始磨粒高度i^的1/2為止；(d) 依據(jù)下式(2)計(jì)算電鍍金剛石磨料節(jié)塊的耐磨度及,；^=+7^〃(2)式(2)中/^為金剛石磨料節(jié)塊的磨粒的原始髙度，單位為pm; G為磨削時(shí)間，單位為min;(e) 將電鍍金剛石磨料節(jié)塊替換成釬焊金剛石磨料節(jié)塊裝上重復(fù)上述步驟(c);(f) 依據(jù)下式(3)計(jì)算釬焊金剛石磨料節(jié)塊的耐磨度及2;及2=士//0〃2 (3) 式(3)中^為磨削時(shí)間，單位為min;(g) 對(duì)比電鍍金剛石磨粒節(jié)塊的耐磨度^與釬焊金剛石磨粒節(jié)塊的耐磨 度及2; ^-A值越小，則釬焊金剛石磨料的耐磨性能越好，反之越差。本專利技術(shù)的評(píng)價(jià)裝置及評(píng)價(jià)方法，能方便快速可靠地評(píng)價(jià)釬焊金剛石磨料的耐 磨性能；由于采用金剛石磨料節(jié)塊的形式，不需要制作金剛石磨具，節(jié)約了制作 成本和時(shí)間；能適用于對(duì)不同品級(jí)金剛石磨料、不同釬料體系和不同釬焊工藝的 釬焊金剛石磨粒的耐磨性能的評(píng)價(jià)。 附圖說(shuō)明圖1為金剛石磨料耐磨性能評(píng)價(jià)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1中金剛石磨料節(jié)塊示意圖，其中1、步進(jìn)電機(jī)，2、減速器，3、單座標(biāo)工作臺(tái)，4、金剛石磨料節(jié)塊，5、工 件，6、臥軸矩臺(tái)平面磨床。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本專利技術(shù)的內(nèi)容。圖1是本專利技術(shù)的評(píng)價(jià)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置由步進(jìn)電機(jī)1、減速器2、單 座標(biāo)工作臺(tái)3、金剛石磨料節(jié)塊4、工件5和臥軸矩臺(tái)平面磨床6組成。金剛石磨料節(jié)塊4通過(guò)螺栓與單座標(biāo)工作臺(tái)3相連；單座標(biāo)工作臺(tái)3通過(guò)聯(lián) 軸器與動(dòng)力部分相連，動(dòng)力部分由步進(jìn)電機(jī)l、減速器2組成；工件5安裝在砂 輪主軸上，其動(dòng)力部分由磨床動(dòng)力系統(tǒng)提供。圖2是金剛石磨料節(jié)塊示意圖，金剛石磨粒在節(jié)塊頂部正中的位置布置成1 排。為了便于測(cè)量磨粒的高度，金剛石磨粒粒度范圍為16 70目，采用電鍍和 釬焊方式制作金剛石磨料節(jié)塊。評(píng)價(jià)時(shí)(1)安裝工件5，按照砂輪安裝方式進(jìn)行安裝并調(diào)平衡；(2)根據(jù)實(shí)際工況時(shí)的單顆磨粒切厚^，依據(jù)下式(1)調(diào)節(jié)工作臺(tái)速度r式(1)中^為單顆磨粒切厚，單位為pm; r,為工作臺(tái)速度，單位為 誦/min; w為工件轉(zhuǎn)速，單位為rprn。工作臺(tái)速度的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)按單顆磨粒切 厚flg與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)照表1選用步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速；表l<table>table see original document page 7</column></row><table>注工件轉(zhuǎn)速3000rpm;減速器速比i=30;工作臺(tái)每轉(zhuǎn)移動(dòng)量5mm(3)工件5繞著砂輪主軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電鍍金剛石磨料節(jié)塊4在單座標(biāo) 工作臺(tái)3的帶動(dòng)下做直線往返運(yùn)動(dòng)從而磨削工件5;通過(guò)磨床的砂輪上下移動(dòng)機(jī) 構(gòu)將工件5下移5pm，電鍍金剛石磨料節(jié)塊4繼續(xù)磨削工件5;直到節(jié)塊4的磨 損高度達(dá)到原始磨粒高度i^的1/2為止；(4) 依據(jù)下式(2)計(jì)算電鍍金剛石磨料節(jié)塊的耐磨度及1;i ,+ZV^ (2)式(2)中/^為金剛石磨料節(jié)塊的磨粒的原始高度，單位為pm;本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種釬焊金剛石磨料耐磨性能評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，包括步進(jìn)電機(jī)（１）、減速器（２）、單座標(biāo)工作臺(tái)（３）、金剛石磨料節(jié)塊（４）、工件（５）、臥軸矩臺(tái)平面磨床（６），其中步進(jìn)電機(jī)（１）的輸出軸連于減速器（２）的輸入端，減速器的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器連于單座標(biāo)工作臺(tái)（３），單座標(biāo)工作臺(tái)（３）安裝在臥軸矩臺(tái)平面磨床（６）上，與工件（５）相接觸的金剛石磨料節(jié)塊（４）裝于單座標(biāo)工作臺(tái)（３）上，工件（５）安裝在砂輪主軸上。
【技術(shù)特征摘要】
1、一種釬焊金剛石磨料耐磨性能評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，包括步進(jìn)電機(jī)(1)、減速器(2)、單座標(biāo)工作臺(tái)(3)、金剛石磨料節(jié)塊(4)、工件(5)、臥軸矩臺(tái)平面磨床(6)，其中步進(jìn)電機(jī)(1)的輸出軸連于減速器(2)的輸入端，減速器的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器連于單座標(biāo)工作臺(tái)(3)，單座標(biāo)工作臺(tái)(3)安裝在臥軸矩臺(tái)平面磨床(6)上，與工件(5)相接觸的金剛石磨料節(jié)塊(4)裝于單座標(biāo)工作臺(tái)(3)上，工件(5)安裝在砂輪主軸上。2、 一種利用如權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石磨料耐磨性能評(píng)價(jià)裝置的 評(píng)價(jià)方法，其特征在于，(a) 安裝工件，按照砂輪安裝方式進(jìn)行安裝并調(diào)平衡；(b) 根據(jù)實(shí)際工況時(shí)的單顆磨粒切厚ag ，依據(jù)下式(1)調(diào)節(jié)工作臺(tái)速度^ ;(1)式(1)中^為單顆磨粒切厚，單位為nm; ^為工作臺(tái)速度，單位為 誦/min; n為工件轉(zhuǎn)速，單位為rpm，工作臺(tái)速度的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)按單顆磨粒切 厚~與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)照表1選用步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速；表l<table>table see original document page 2</column></row><table>注工件轉(zhuǎn)速3000...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳燕，傅玉燦，徐九華，蘇宏華，徐鴻鈞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：84[中國(guó)|南京]
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