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スチールボンドカーバイドの機械加工、精密鏡面研削

Posted by: castingdie 2021-10-11 スチールボンドカーバイドの機械加工、精密鏡面研削 はコメントを受け付けていません

鋼結合超硬合金は、工具鋼または合金鋼の結合相です。 耐火性金属炭化物(主にWC、TiC)は、粉末冶金により硬質相として調製されます。 その構造的特徴は、微細な硬質相粒子が鋼マトリックスに分散していることです。 合金の硬質相は、主に材料に高い硬度と高い耐摩耗性を与え、それが材料に鋼の特性を与えます。 したがって、鋼結合超硬合金は、鋼と超硬合金の包括的な特性を備えており、さまざまな分野で広く使用されています。

ただし、独自の加工と製造、特に精密機械加工は非常に困難です。 これは、硬質相と結合剤相の硬度が大きく異なり、スチールベースが簡単に除去され、ハードスポットが簡単に除去されないためです。 そして、その結晶粒が合金の表面から剥がれやすくなり、表面に硬質相粒子と同じ大きさの気孔が形成される。同時に、鋼製ベースの靭性は大きく、研削温度、接触圧力、相対速度の特定の条件下では、研削屑が砥粒間の細孔を埋め、研削砥石がワークピースの表面を鋭くブロックして火傷を発生させます。 そのため、従来の加工方法では低い表面粗さを得ることが難しく、多段階の研磨効率が低く、コストが高い。

電解連続ドレッシング(ELID)金属と超微粒子ダイヤモンド砥石を組み合わせて、最大10 nmの表面粗さと高効率のスチール結合超硬合金を研削します。ELIDミラー研削技術を使用して、スチール結合超硬合金の精密機械加工を行うことにより、低粗さのミラーを簡単に得ることができます。

まず、ELID研削技術の基本原理
オンライン電解ドレッシングミラー研削は、1990年代初頭に日本で開発された新しい超精密加工技術です。 鋳鉄または鉄繊維ボンドダイヤモンドまたはCBN砥石車を使用して、電解中の陽極溶解現象を利用して、砥石車のオンライン電解研ぎ研削を実行します。電解電源はDCパルス電源を使用し、電解質は弱い電解質の水溶液を使用します。鋳鉄製の砥石は陽極であり、電解では、砥石の表面の鉄元素がFe2O3酸化膜になり、電解されないダイヤモンドまたはCBN砥粒が砥石の表面から突出します。鈍い研磨材は、電気分解が進むにつれて時間内に剥がされるため、研削砥石は常に鋭利な状態になります。同時に、生成された酸化膜は電解プロセスの継続を妨げるように作用するため、研削砥石の摩耗は速すぎません。 砥石車の表面の砥粒が摩耗すると、ワークの表面から酸化皮膜が削り取られ、電解プロセスが継続され、砥石車の表面が連続的にトリミングされます。 これは、研削砥石の過度の摩耗を回避し、研削砥石表面の研削状態を自動的に維持する周期的なプロセスです。 下の写真をご覧ください。


ELID研削原理の概略図

 

第二に、ELID研削技術のスチールボンド超硬合金への応用
鋼結合超硬合金は鏡面研磨され、加工物の表面粗さはRa = 0.003μm〜0.011μmでした。 より細かい砥石(W1以上)を使用すると、Ra値が大幅に減少し、より優れた表面粗さが得られます。ワークピースの表面粗さは、使用する研磨剤の粒子サイズとタイプに密接に関連するだけでなく、研削液の比率にも密接に関連しています。 組成と内容が異なる研削液は、化学的性質が大きく異なり、表面粗さが異なります。

HDMY-110およびHDMY-200研削液を使用して、鏡面光学ガラス、サファイア、硬化鋼、硬質合金、サーメット、PCBN、単結晶シリコンウェーハなどの材料の試料を処理しました。ただし、スチール結合超硬合金の場合、13に達する可能性のあるミラー表面を処理することは不可能です。 特殊研削液HDMY-201とダイヤモンドとCBNの混合砥粒鉄ベースの研削砥石を使用し、ミラー表面(14)に到達するスチール結合超硬合金を同じ条件下で研削しました。これは主に、研削液の組成と含有量が、電解速度、皮膜形成速度、皮膜厚、皮膜の硬度、および加工対象の加工物の表面組織に大きな影響を与えるためです。

処理する材料に応じて、研削液の組成と比率、および鉄ベースの研磨剤の種類と粒径を合理的に調整して、最適な研削状態を得ることができます。 これにより、Ra値が低くなり、精密機械加工の要件を満たします。