Olá pessoal, um novo material semanal na retifica??o de superfície de carbonetos cimentados ultrafinos. Ler isso provavelmente custa cerca de 15 minutos

Resumo deste artigo: O experimento de retifica??o de metal duro superfino foi realizado em uma retificadora plana com rebolo de diamante. A morfologia da superfície de moagem foi observada por microscopia eletr?nica de varredura e a rugosidade da superfície foi medida pelo testador de rugosidade da superfície. A influência dos parametros de moagem na rugosidade da superfície da moagem de metal duro ultrafino foi analisada. Os resultados mostram que a rugosidade da superfície de moagem do metal duro superfino aumenta com o aumento do tamanho do rebolo na mesma profundidade de corte. Ao lixar com o mesmo rebolo de tamanho de gr?o, a rugosidade da superfície do lixamento de metal duro ultrafino aumenta com o aumento da profundidade de corte. Quando a profundidade de corte aumenta para um determinado valor, a rugosidade da superfície diminui gradualmente.

Introdu??o

O carboneto cimentado WC-Co é um material de ferramenta convencional. Nos últimos anos, com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de corte, os requisitos de for?a, dureza e resistência ao desgaste dos materiais da ferramenta est?o aumentando cada vez mais. Comparados com os carbonetos cimentícios estruturais tradicionais, os carbonetos superfinos (tamanho de gr?o de WC 0,1-0,6 um) apresentam maior resistência, dureza e resistência ao desgaste, sendo amplamente utilizados na indústria de ferramentas.

A retifica??o com um rebolo de diamante é o principal método para produzir ferramentas de metal duro. Muitos estudos demonstraram que a rugosidade da superfície de retifica??o tem uma influência importante no desempenho de corte e na vida útil das ferramentas de metal duro. Até agora, a pesquisa de moagem de carboneto cimentado em casa e no exterior se concentra principalmente na melhoria do processo tradicional de moagem de estrutura de metal duro e no controle de qualidade da superfície, enquanto o processo de moagem de metal duro superfino, especialmente a rugosidade da superfície de moagem, raramente é estudado. Portanto, através de experimentos de retifica??o, a influência do tamanho do rebolo e da profundidade de corte na rugosidade da superfície da retifica??o de metal duro ultrafino é discutida por meio de microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e testador de rugosidade da superfície, a fim de fornecer a base para a otimiza??o do processo de moagem de metal duro ultrafino.

Materiais e métodos de teste

Materiais de teste

O material de teste é de carboneto cimentado WC-Co de gr?o ultrafino, sinterizado pela tecnologia HIP. O tamanho da amostra é 10 mm x 10 mm x 10 mm. A composi??o química e as propriedades mecanicas s?o mostradas na Tabela 1.

Tabela 1 Composi??o química e propriedades mecanicas dos materiais de teste

As amostras foram fixadas com uma pin?a plana de precis?o e retificadas no moedor de superfície Modelo M7120. O rebolo usado é um rebolo liso diamantado com resina, com diametro externo de 250 mm, largura de 25 mm e espessura da camada de diamante de 8 mm. O líquido de arrefecimento é uma mistura de água e óleo emulsionado. Os parametros experimentais de moagem s?o mostrados na Tabela 2.

Após o teste de moagem, as amostras foram limpas com acetona anidra no limpador ultrass?nico por 30 minutos e secas ao ar quente. A microscopia eletr?nica de varredura com detector de reflex?o traseira foi utilizada para observar a morfologia da superfície de moagem da amostra. A rugosidade da superfície de moagem da amostra foi medida ao longo da dire??o perpendicular à dire??o de moagem com o testador de rugosidade da superfície. A etapa de amostragem foi de 0,25 mm e o comprimento da avalia??o foi de 4 vezes. Cada amostra foi medida seis vezes e a média dos resultados.

resultado do teste

A Fig. 1 mostra a varia??o da rugosidade da superfície de retifica??o com o tamanho do rebolo sob a mesma profundidade de corte (ap = 10 um). Pode ser observado no gráfico que a rugosidade da superfície de retifica??o aumenta com o aumento do tamanho do rebolo na mesma profundidade de corte. Mas a influência do tamanho das partículas do rebolo na rugosidade da superfície é diferente. Em compara??o com o rebolo 150 #, usando o rebolo 280 #, a altera??o da rugosidade da superfície é menor ao usar o rebolo W20, a altera??o da rugosidade da superfície é maior. A Figura 2 mostra a varia??o da rugosidade da superfície com a profundidade de corte AP ao lixar com o mesmo rebolo (150 #). Pode ser visto no gráfico que a rugosidade da superfície de retifica??o aumenta aproximadamente linearmente com o aumento da PA quando a PA é inferior a 15 mícrons. Porém, quando AP> 15 um, a rugosidade da superfície de retifica??o diminui gradualmente com o aumento da profundidade de cisalhamento, o que é obviamente diferente dos resultados dos testes de retifica??o do metal duro de estrutura tradicional.

A rugosidade da superfície é o reflexo direto da morfologia da superfície de retifica??o. A fim de analisar as causas dos parametros acima afetando a rugosidade da superfície de moagem do metal duro ultrafino, a morfologia da superfície das amostras de moagem foi observada por MEV com detector de elétrons de reflex?o traseira. A Figura 3 mostra a imagem eletr?nica de reflex?o posterior da morfologia da superfície de retifica??o do solo de amostra com diferentes discos de retifica??o de diamante sob a mesma profundidade de corte. Como pode ser visto na figura, as marcas de retifica??o na superfície do moinho de metal duro superfino do rebolo W20 s?o estreitas e rasas, o fundo e os lados s?o lisos e as eleva??es de ambos os lados s?o muito pequenas (veja a Figura 3a). Após a retifica??o com o rebolo 280 #, rachaduras aparecem na superfície de retifica??o. As marcas de retifica??o s?o largas e profundas, e o fundo e os lados s?o ásperos com a estrutura de fratura escamosa (ver Fig. 3b). Após a tritura??o com o rebolo 150 #, embora a profundidade das marcas de tritura??o na superfície de tritura??o seja relativamente rasa, há mais detritos de tritura??o e estrutura de fratura (consulte a Figura 3c), mostrando características óbvias de fratura frágil.

Análise e discuss?o

A retifica??o é realizada por um grande número de abrasivos de alta dureza, dispostos aleatoriamente na superfície do rebolo. Cada gr?o abrasivo pode ser considerado um pequeno cortador aproximadamente. A superfície de retifica??o é formada pelo movimento relativo dessas numerosas micro-arestas de corte irregulares na superfície do material retificado. Portanto, o tamanho do rebolo, a profundidade de corte e as propriedades mecanicas do material do solo afetar?o inevitavelmente a morfologia da superfície de moagem e, em seguida, a rugosidade da superfície de moagem.

Antes do teste, os abrasivos de diamante afiados podem ser simplificados em cones, porque o mesmo método e material de curativo s?o usados para cada roda. Ao mesmo tempo, devido à alta rigidez do sistema da retificadora e ao efeito de resfriamento do fluido de retifica??o, a deforma??o térmica do rebolo de diamante em contato com a amostra durante a retifica??o pode ser negligenciada e a profundidade de corte real pode ser substituída pela definir a profundidade de corte do rebolo. Ent?o, no processo de retifica??o plana, a for?a radial de retifica??o Fp exercida pelo rebolo e a espessura máxima de corte Hm de um único gr?o abrasivo podem ser obtidas pela fórmula (1) e pela fórmula (2), respectivamente.

Na fórmula, CF é uma constante relacionada ao tipo de material moído; Vw é a velocidade da pe?a, m / min; Vc é a velocidade do rebolo, m / s; B é a largura da moagem, mm; teta é o meio angulo do topo do cone de gr?os abrasivos; AP é a profundidade de corte definida, mícron; FA é a alimenta??o axial, mm; m é o número efetivo de gr?os abrasivos por unidade de área do rebolo. D é diametro do rebolo, mm.

O mecanismo de remo??o de materiais duros e quebradi?os, como metal duro e ceramica, geralmente inclui remo??o de deforma??o inelástica, remo??o quebradi?a e pó de material, etc. Depende das condi??es de for?a da superfície de moagem durante a moagem. Quando a carga normal na superfície do material moído abaixo do gr?o abrasivo é menor que o valor crítico das rachaduras no material, o material moído é removido por deforma??o n?o elástica, como deslizamento, aragem e forma??o de cavacos. Quando a carga normal na superfície de retifica??o excede a carga normal crítica na qual as trincas ocorrem, as trincas se nuclinam e se estendem gradualmente à superfície de retifica??o, e o material é removido por meios frágeis, como descascamento e fragmenta??o. A fase mais difícil do material será pulverizada sob carga normal maior. A fase de liga??o de baixa dureza será revestida na superfície da fase dura em pó e parcialmente removida com os detritos da fase dura.

No processo de retifica??o do metal duro, a carga normal crítica produzida por trincas e detritos pode ser expressa como

Na fórmula, lambda é uma constante abrangente, lambda_2 * 105; H é a dureza do material; Kc é a resistência à fratura. A fórmula (1) mostra que, nas mesmas condi??es de moagem que a velocidade da roda, a velocidade da pe?a, a largura de moagem e a alimenta??o axial, a for?a normal de moagem Fp na superfície do material do solo é proporcional à profundidade de corte e aumenta linearmente com o aumento de ap ; A fórmula (2) mostra que o corte máximo de uma única partícula abrasiva é alcan?ado. A espessura aumenta com o aumento da PA e diminui com o aumento do número abrasivo efetivo M.

Nesta experiência, sob a mesma profundidade de corte (ou seja, o mesmo Fp), as cargas normais exercidas por um único abrasivo na superfície do material retificado também s?o diferentes devido ao tamanho de partícula diferente do rebolo de diamante. Devido a um grande número de abrasivos efetivos, a carga normal exercida por um único abrasivo na superfície de retifica??o é pequena. Portanto, quando o metal duro superfino é retificado pelo rebolo W20, seu modo de remo??o é principalmente deforma??o inelástica. Ao mesmo tempo, devido a um grande número de abrasivos efetivos, a espessura máxima de corte Hm de um único abrasivo é relativamente pequena e ocorrem apenas um leve atrito e arado na superfície de retifica??o, de modo que a superfície de retifica??o possui marcas de retifica??o estreitas e rasas, eleva??o menor (veja Fig. 3a) e menor rugosidade da superfície. Com o aumento do tamanho do rebolo, o número de abrasivos efetivos diminui e a carga normal exercida por um único abrasivo na superfície de moagem aumenta. Quando a carga é maior que a carga normal crítica do fragmento de trinca do material superfino de metal duro, rachaduras e trincas come?am a aparecer na superfície de retifica??o (ver Fig. 3b). Com o aumento do tamanho do rebolo, o grau de trincas se torna mais grave (veja a Fig. 3c). A principal maneira de remo??o de material é a remo??o frágil. Em compara??o com o atrito por deslizamento e o arado leve, as trincas e trincas deterioram seriamente a rugosidade da superfície de retifica??o, que se reflete no valor medido da rugosidade da superfície. A rugosidade da superfície de retifica??o diminui com o aumento do tamanho do rebolo (veja a Fig. 1). é preciso, devido à diferen?a dos métodos de remo??o de material, que a rugosidade da superfície da superfície de moagem varie bastante ao moer com o rebolo W20.

Ao moer com o mesmo rebolo e profundidade de corte diferente, a for?a de moagem normal Fp do rebolo aumenta com o aumento da profundidade de corte, e a carga normal na superfície de moagem aumenta com o aumento da partícula de moagem única, o que torna o modo de remo??o de material da superfície de retifica??o da mudan?a ultrafina de metal duro. Quando a profundidade de corte AP é inferior a 5 mícrons, a carga normal exercida por uma única partícula abrasiva na superfície de retifica??o é pequena. O modo de remo??o de material durante a retifica??o é principalmente na deforma??o inelástica, que produz marcas de retifica??o profundas na superfície e possui maior eleva??o em ambos os lados. Quando AP (> 10 um), o modo de remo??o de material muda gradualmente para o modo de remo??o quebradi?o, resultando em rachaduras e rachaduras na superfície, que se tornam cada vez mais graves com o aumento da profundidade de corte, de modo que a rugosidade da superfície de moagem aumenta gradualmente com o aumento da profundidade de corte. No entanto, quando AP> 15 mícrons, o material da superfície da retifica??o de metal duro superfino come?a a pó e uniformemente é manchado com a fase Co, e o valor da rugosidade da superfície de retifica??o diminui gradualmente (ver Fig. 1).

De acordo com a fórmula (3), a carga normal crítica da nuclea??o de trincas de metal duro está relacionada às propriedades físicas e mecanicas do próprio material. Quanto maior a tenacidade à fratura ou menor a dureza do material, maior a carga normal crítica Pc de trincas na superfície de retifica??o. Comparado com o metal duro de estrutura convencional com maior tamanho de partícula de WC, o metal duro ultrafino possui maior dureza e menor tenacidade à fratura, e seu Pc é muito menor no processo de retifica??o. Sob as mesmas condi??es de moagem, a superfície de moagem de metal duro ultrafino é mais fácil de produzir pó. Portanto, quando a profundidade de corte atinge um determinado valor, a rugosidade da superfície de retifica??o diminui gradualmente e o Pc é muito menor no processo de retifica??o. Sob as mesmas condi??es de moagem, a superfície de moagem de metal duro ultrafino é mais fácil de produzir o pó. Portanto, quando a profundidade de corte atinge um determinado valor, a rugosidade da superfície de retifica??o diminui gradualmente.

Observa??es finais

(1) Sob a mesma profundidade de corte, a rugosidade da superfície de retifica??o do metal duro superfino aumenta com o aumento do tamanho do rebolo. A rugosidade da superfície é baixa ao lixar com um rebolo fino de diamante.

(2) Ao esmerilar com o mesmo tamanho de rebolo, a rugosidade da superfície de desbaste de metal duro ultrafino aumenta com o aumento da profundidade de corte. Quando a profundidade de corte aumenta para um determinado valor, a rugosidade da superfície de retifica??o diminui gradualmente.

(3) A influência dos parametros de retifica??o na rugosidade da superfície da retifica??o ultrafina de metal duro pode ser atribuída à diferen?a dos métodos de remo??o de material durante a retifica??o.

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