2010年12月23日
NGUYEN Tien Dong, Koji matsuaru, Masakazu TAKATSU, Kozo ISHIZAKI
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AZojomo (ISSN 1833-122X)第6卷2010年12月
主题
摘要
关键词
介绍
实验的程序
六角结构金刚石砂轮
研磨程序
结果
讨论
结论
承认
参考文献
联系方式
摘要
研磨轮载荷可以定义为接地材料，粘附到磨粒或嵌入砂轮表面上的空隙中。这种现象劣化磨轮，因此由于过度的摩擦和热，地物质的地面材料的表面完整性，例如地面材料的表面粗糙度。欧洲杯足球竞彩新开发的杯式钻石磨轮，六边形图案用于研磨目前工作中的镁合金AZ31B。
六角形边缘为1或2毫米的宽度含有金刚石颗粒，六边形内部含有多孔的绿色碳切碎器，没有金刚石颗粒。六边形边缘的方向可以大致平行地或垂直于轮旋转方向，i。e分别，轮圆周方向或轮径向。轮式装载在六边形车轮表面上沿六边形边缘出现在六边形边缘中，但是在沿径向方向上没有出现在那些中，同时在传统轮表面上的任何位置看起来。以前的研究认为，载荷机制是基于相当微观现象，i。即由一个谷物或邻近的两个磨粒引起的。在本文中，提出了一种轮子装载的新现象学机制，其中车轮载荷机制与先前研究提出的那些完全不同。六边形结构表明，在磨削光金属如镁合金中减少轮子装载现象的优点。
关键词
砂轮载荷，镁合金，六角结构，表面粗糙度，磨削
介绍
最近，轻金属，如铝、镁及其合金，为所有金属材料提供了最大的减重潜力，这些材料已被用于汽车、航空航天、农业、化学和建筑工业以及电器。欧洲杯足球竞彩加工这些轻材料的主要问题是切削刀具表面的切屑粘附。欧洲杯足球竞彩在磨削过程中，这种现象被称为“(砂轮)加载”，可以定义为工件材料的颗粒附着在磨粒上或嵌入砂轮上磨粒之间的间隙时砂轮的状态。欧洲杯猜球平台加载后的砂轮很快变钝，提高了磨削力和磨削温度，从而降低了其磨削能力。砂轮加载现象被认为是磨削过程中最令人烦恼的因素之一，约占砂轮修复的15%左右。镁合金由于具有较高的比强度和所有金属结构材料中最低的密度，已被广泛应用于从航空航天到运输等工业领域。欧洲杯足球竞彩镁合金AZ31B (ASTM -美国测试与材料协会)在本次工作中被选为代表一种轻金属。欧洲杯足球竞彩
通过直型常规砂轮磨削诸如Ti合金，不锈钢或氧化铝的各种材料的轮装载的各个方面有很多研究。欧洲杯足球竞彩这些研究人员处理了在不同研磨参数下调查装载现象，例如车轮速度，切割深度和工件馈送速度[2-5]。他们报告说，没有发现低切削深度[2]的任何明显的载荷，或者随着去除率的更高，载荷趋势增加，I。即，更大的切削深度和/或更大的喂料速度[3]。Srivastava等。矛盾地报道说，喂养速度对车轮载荷没有显着影响[4]。Koshima等人。提出，在剪切研磨中加载CBN轮的负载小于下切磨削[5]。
其他研究旨在通过在芯片形成过程中提供一些方面来解释轮子装载的机制。Schmaltz和Konig报道了芯片与车轮表面的机械互锁和工件和灰色材料之间的化学亲和力可能是载荷的可能原因[6]。欧洲杯足球竞彩Komanduri和Shaw建议车轮表面上的装载可能是由于磨粒上接地芯片的压力焊接[7]。Yossifon和Rubenstein还揭示了相同的现象，但是添加了轮子载荷的可能性通过在空气中研磨期间在工件上保护氧化物层[8]。
前人研究明确指出，砂轮加载的机理是磨削过程中磨粒与工件材料之间的粘附作用。他们提出了一种由一个磨粒或两个相邻磨粒加载砂轮的机理。也就是说，加载现象在100 μm以下是相当微观的现象，即磨粒之间的距离尺寸。本文采用新研制的杯形金刚石砂轮对镁合金进行磨削。评价了六角形结构对磨削表面和砂轮完整性的影响。提出了一种新的砂轮加载机理，提出了一种提高镁合金等轻金属磨削性能的新方法。
实验的程序
六角结构金刚石砂轮
金刚石砂轮是新研制的六角形砂轮，它由六角形边缘上的磨料金刚石颗粒和六角形内部没有金刚石颗粒的绿色碳化硅多孔材料[9]组成。这些轮子的特征是六角形的几何因素:如图1 (a)所示，六边形的尺寸，x，含有金刚石颗粒的六边形边的宽度，w。六边形边的方向大致可以位于图1 (b)中与车轮旋转方向平行或垂直的位置。R定义为含有磨粒的六角形边缘面积与车轮表面总面积的比值。使用了4个新开发的金刚石砂轮(R分别为13%、19%、25%和36%)和1个常规砂轮(R为100%)(金刚石晶粒尺寸:#200，晶粒浓度0.48，陶瓷结合剂质量% 20，孔隙率32%，日本Nagaoka NanoTEM Co. Ltd.)，见表1。
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图1所示。六角形金刚石砂轮示意图如图(a)所示，照片如图(b)所示。六角形结构的特征是六角形几何因素:六角形尺寸x，边宽w。金刚石磨料颗粒只放置在边宽范围内，这是mm的数量级。
表1。磨石比例，R为六角形砂轮和常规砂轮。
| 六角轮子,R |
w /毫米
x / mm |
1.0 |
2.0 |
| 10 |
19％ |
36％ |
| 15 |
13％ |
25％ |
| 常规轮，R 100％ |
研磨程序
本文采用Kim等人开发的调节力喂料(RFF)磨矿系统[10,11]。在加工过程中工作台进给力保持在3.8 N不变。样品为镁合金AZ31B (Al 3%， Zn 1%， Mn 0.45%)(长冈工业大学Kamado实验室，日本长冈)，尺寸为50 x 40 x 1.5 mm，放在真空台钳上。砂轮转速分别为500、1500、3000 rpm，切削深度为10 μm /道次，总切削深度为200 μm。每次磨削试验前，车轮都要重新修整。在修整、修整、磨削过程中，以0.5 l/min的流量将冷却剂水喷入砂轮与试样的接触区。磨削条件如表2所示。
结果
在500和1500 rpm处没有发生车轮加载，但是对于n 3000rpm，并且在传统车轮表面上的任何位置同样出现，如图2所示。2（a），虽然仅在沿周向的六角形边缘上出现．e。，平行于六边形轮表面上的轮旋转方向，但不在沿径向方向上的边缘，如图1和2所示。2（b）（c）（d）和（e）。
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图2。砂轮表面经过磨削实验。白色区域为加载镁合金。(a)常规轮，R = 100%。(b)、(c)、(d)、(e)分别为R = 13%、19%、25%、36%的六角砂轮。
表2。砂轮规格、磨削条件及样品。
| 磨轮 |
研磨条件 |
样本 |
| 直径: |
转速:n/ rpm 500、1500、3000 |
材料AZ31B |
| 外,维O250毫米 |
切割深度:10 μm |
尺寸50 x 40毫米 |
| 内,维我80毫米 |
总切削深度200 μm |
厚度1.5毫米 |
| 晶粒尺寸(#200)，d74 μm |
恒定工作台进给力3.8 N |
|
| 粘接材料玻化 |
冷却水，0.5升－1 |
|
讨论
以往的研究者认为，所有的轮载现象都是从切屑粘附在同一切削粒的前刀面开始，并不断增长。在最近的一篇论文中，Gift等人提出了砂轮加载的六阶段机理，并提出了相邻磨粒[12]加载砂轮的机理。也就是说，加载现象是一种较为微观的现象，即磨粒间相邻距离的尺寸。目前提出的加载机制可能略有不同。但它们都是由单粒或最多两粒相邻的磨粒加载启动而形成的，并集中于磨粒与工件材料之间的微观粘附。欧洲杯足球竞彩
目前的研究表明，这种现象是建立在相当宏观的效应基础上的，而且是基于多粒砂砾的协同工作。结果表明，砂轮加载的机理并不是一种微观现象，即仅由一个或最多两个相邻的磨粒引起的加载，而是一个宏观现象，即六边形长度或10 mm长度的顺序引起的加载。这种现象可以用许多颗粒的协同作用来解释。六角形边的长度约为10毫米。
砂轮表面金刚石晶粒间的平均邻域距离约为70 μm。六边形的边宽为1mm或2mm。因此，在磨削表面的横向六边形边缘约有14 ~ 30个晶粒。但沿车轮径向的边缘没有载荷。载荷只能在沿车轮圆周方向的边缘处找到。如图2 (b) (c) (d)和(e)所示，磨粒的纵向长度为10 mm。沿磨粒的这个方向，约有300粒磨粒。如果之前提出的机制是正确的，那么六边形的所有边上一定都有载荷，因为所有边上都有足够多的金刚石颗粒。装载不是由一粒或两粒砂砾引起的，而是由许多砂砾引起的。
这里提出的加载机制如下。为了开始加载，热磨屑必须达到临界尺寸以接触热磨粒。磨碎的碎屑可以是熔融金属或固体金属，在接近熔点的温度下形成临界尺寸的液滴，从而开始加载。热磨碎的碎片移动并结合在一起，形成大滴的热金属液滴，然后撞击热金刚石颗粒使其粘附。在目前的磨削条件下，大约100个磨碎的碎片需要形成相当大的熔融金属液滴才能开始加载。这是装载液滴的临界尺寸。沿周向移动，长度约为10毫米的磨屑可能会面对300粒砂砾和大约相同数量的磨屑在六角形边的末端。因此，载荷从六边形边缘的末端开始沿圆周运动。这可能就是为什么我们可以在六边形周向边的下游一侧发现载荷的形成，形成一个接近字母“Y”的形状，如图2 (b)和(c)，当六边形边宽为1mm时。对于宽度为2mm的较厚的六边形边，初始加载点可能出现在边的任意位置，如图2 (d)和(e)所示，因为沿圆周方向有更多的切屑加入六边形边的任意位置。
在六角形砂轮中，修整后六角形边和内部绿色碳化硅件高度存在差异。差异约为30 ~ 40 μm。由径向边缘磨碎的热切屑通过移动14 ~ 30个砂粒而通过并结合成一个小液滴，落到下绿碳化硅与工件之间的实际空隙中。它们太小了，无法装载。当移动这个绿色碳化硅空间时，芯片将被冷却。寒冷的芯片或液滴形成的几个芯片达到热钻石颗粒位于第二六角边缘沿径向方向,不能加入,形成更大的水滴,因为较低的温度,而不与金刚石颗粒由于低反应温度、液滴尺寸太小了。这就是载荷不能沿径向找到六边形边的原因。
因此，在常规车轮的任何位置都可以发现车轮载荷。对于n = 500和1500 rpm的低速磨削，冷却速度快到足以防止所有砂轮形成临界液滴。如果研磨条件很恶劣，则可以在更多可能的位置发现负载。在这种情况下，几个大的磨碎碎片必须足以形成一个临界大小的液滴。理想的防止加载的砂轮设计只有磨粒的径向，非磨粒的间隔体积较长。
结论
在本工作中，镁合金是由传统和新开发的六角金刚石砂轮磨削。六角形砂轮的六角形边缘含有磨料金刚石颗粒，六角形内部药水由无金刚石颗粒的多孔绿碳化硅填充。根据砂轮表面六边形边的方向，这些边可以大致定位平行或垂直于砂轮旋转的方向在磨削过程中。可以得出以下结论:
1.砂轮加载机构与一个或两个磨粒的局部定位无关，而是与几个活性磨粒的宏观位置相关。也就是说，加载的特征距离不是μm的量级，而是mm距离的量级。
2.在常规车轮表面的任何位置都存在相同的加载现象。而六边形车轮则表现出平行于车轮转动方向的六边形边缘比垂直于车轮转动方向的六边形边缘更容易受到载荷。
3.设计合适的磨粒结构砂轮，可以减少和防止磨削镁合金等轻金属时的负载现象。
确认
作者们对日本政府在21日期间给予的部分支持表示感谢圣世纪阁下（Coe）计划和城市地区Nagaoka促进科学技术教育，文化，体育，科学和技术区域地区。欧洲杯线上买球
参考文献
1.W. Konig和H. Lauer Schmaltz，“砂轮加载现象和测量”，国际产品研究学院年鉴，27[1](1978)217-220。
2.P. Nagaraj和A. K. Chattopadhyay，“车轮装载的一些方面”，磨损，135(1989)41-52。
3. P. G. Werner和H.L.L.Schmaltz，“冷却剂的高级应用和磨削轮装载”，焊接轴颈，18-19（1980）225-232。
4.陈志强，“砂轮载荷的简单分析”，《中国机械工程》，2004年第4期。j·马赫。工具制造，28[2](1988)181-190。
5.王志强，“CBN砂轮磨削不锈钢表面时的加载现象”，中国机械工程，25(1)，591 - 598。
6.H. Lauer Schmaltz和W. Konig，“砂轮加载机制在磨削中的现象”，中国机械工程，29[1](1980)201-207。
7.Komanduri和C. Shaw，“金属在氧化铝磨料上的形成机制”，国际产品研究学院年鉴，25[1](1976)191-196。
8.S. Yossifon和C. Rubenstein，“高黏附工件的磨削，第1部分-机理”，美国机械工程师学会学报，103(1981)144-155。
9. K. Ishizaki和A. Takada，专利No-156724,15th1999年6月,日本。
10.H. Kim, K. Matsumaru, A. Takata, K. Ishizaki，“硅片和烧结铝的研磨行为”2O3.采用恒力进给磨削系统”，中华人民大学学报(自然科学版)，5[2](2003)50-53。
11. H. Kim，K. Matsumaru，A.Takata和K. Ishizaki，“通过调节力饲料研磨系统的陶瓷加工缺陷减少”，ADV。在技术。垫子。和垫子。Proc。J.（ATM），6 [2]（2004）290-297。
12.陈志刚，“基于水基润滑液的镍基高温合金磨削过程的加载力学研究”，摩擦学学报，26(2004)795-801。
联系方式
Tien Dong Nguyen，Koji Matsumaru和Kozo Ishizaki
机械工程系
长冈工业大学
日本新潟长冈940-2188
Masakazu Takatsu
Nano-TEM有限公司。
日本新泻940-0012，长冈，Shimogejo 1-485
论文发表在《材料与材料加工技术进展》，11[2](2009)37-42。欧洲杯足球竞彩