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国内外陶瓷CBN超硬磨具品牌及市场应用概述

http://www.momo35.com   来源:微信  日期:2015/07/01


CBN材料导热性好。CBN热导率可达刚玉砂轮的几十倍到百倍,因而能将磨削热迅速导出,减少工件热变形。对热传导率低的材料磨削非常适宜。如CBN砂轮适合磨削各种喷涂(焊)材料:镍基、铁基等;耐磨铸铁类材料:钒—钛铸铁、高磷铸铁、冷硬铸铁等;钛合金类:如TC4,等黑色金属材料,耐磨性强、寿命长。CBN材料砂轮磨削比可达3500—5500,比普通刚玉砂轮高百倍,比金刚石砂轮高3—5倍。CBN刀片的寿命是硬质合金刀片寿命的7—20倍。特别是非金属粘合剂的CBN刀具(以HLCBN超硬刀具为代表),寿命是陶瓷刀片10倍甚至更高。

 

国内外陶瓷磨具生产企业比较

 

  国外具有代表性的磨具生产厂商有美国的诺顿(NORTON)、奥地利的泰利莱(TAROLIT)、德国的温特(WINTER)、英国的尤尼康(UNICON)意大利的文森特(VINCENT)、美国的贝斯登(BAYSTATE)、瑞士的温特苏尔(WINTERTHUR)等。

  

  圣戈班集团总部设在法国,在全世界拥有1000多个财务合并子公司,在45个国家有生产企业,雇员总数达17.1万名。圣戈班磨料磨具(上海)有限公司是法国圣戈班集团在中国的独资企业,座落在上海市闵行经济开发区内。采用先进生产技术和现代管理手段,生产和销售精密陶瓷砂轮。圣戈班磨料磨具产品有固结磨具、砂轮、油石和磨头涂附磨具,用于打磨和抛光的砂带、砂盘、砂碟、砂卷和砂纸。超硬材料磨具,金刚石和CBN砂轮,金刚石锯片和金刚石修整笔,以及专门为切割、磨削和抛光碳化硅、混凝土、砖石、金属和其他超硬材料设计的切削和钻孔工具。

  

  圣戈班磨料磨具分支拥有NORTON、FLEX-OVIT、CORA、WINTER、UNICON等全球知名磨料磨具品牌,该公司针对轿车工业加工的需求,开发了系列普通陶瓷结合剂磨具和超硬材料(CBN、金刚石)磨具及其它工具。研制开发了磨削轿车凸轮,圣戈班磨料磨具(上海)有限公司是圣戈班集团在中国的独资企业,技术力量雄厚,产品技术含量高居国际前列,开发并拥有专利的超微晶烧结刚玉磨料,采用引晶凝胶烧结工艺生产,具有比普通白刚玉小几千倍的晶粒尺寸,磨粒强度高,有微破碎性能,在磨削难磨材料的场合,要求高磨削效率和高精度的场合,具有优异的特性,同时可以大大减少砂轮的修整量,延长砂轮的使用寿命。由于SG磨料价格较贵,使用时根据不同要求按比例与刚玉磨料混合,形成不同牌号。为充分发挥其性能,开发了专用的陶瓷结合剂,一种是高效低温结合剂,还有一种是大气孔高效低温结合轴凸轮的陶瓷CBN砂轮,使用速度125m/s。公司还根据不同工件和不同磨削要求,推荐用于粗磨、精磨的各种价位的砂轮,给出了它们磨削效果的比较,以利于用户选用。用于轿车发动机、变速箱零件磨削的普通磨料砂轮使用速度通常为45~63m/s。作为世界磨料磨具行业的领导者,圣戈班设计、制造并销售NORTON(诺顿)、WINTER(温特)、Flexovit(富来维特)等三大主导品牌的所有磨具产品,是全球最大的磨料磨具产品制造商,也是唯一一家能生产所有五大类磨具产品的全球性公司。产品有固结磨具、涂附磨具、超硬材料磨具、树脂切割和打磨片以及建筑工业用金刚石产品等。

  

  奥地利的泰利莱(TYROLIT)公司于1919年建厂,1952年开创了第一批使用玻璃纤维加筋的切割片和精整砂轮,1974年生产出第一批陶瓷结合剂CBN砂轮,进入二十世纪九十年代以来,与美国的DIAMONDPRODUCTS公司和瑞士的HY-DROSTRESS公司合伙,相继接管了意大利的VIN-CENT、美国的BAYSTATE等一批国际著名磨具生产企业,成为当前国际上颇具实力和影响的磨具生产供应商,18个分厂分布于世界各地,销售网络覆盖60多个国家和地区。

  

  瑞士的温特苏尔(WINTHERTHUR)公司是生产精密磨削砂轮的著名企业,主要生产陶瓷结合剂大气孔缓进给砂轮、微晶烧结陶瓷磨料砂轮和陶瓷结合剂CBN砂轮。其陶瓷结合剂大气孔缓进给磨削砂轮用于涡轮叶片的磨削,滚磨法、部分滚磨法及成型磨削方法加工精密齿轮,据称是少数几家能够生产这种砂轮的厂家。其陶瓷结合剂单线或复线螺纹成型磨砂轮,可以用切入式或切向进给式磨削方法,磨削精密滚珠丝杠、螺纹及蜗杆。这个公司拥有成型加工砂轮复杂形面的CNC机床,可供应型面的预成型砂轮,保证各种砂轮形面的几何尺寸精度,减少用户现场安装修整时间和修整工具消耗。

  

  国内磨具生产厂商有白鸽集团(原二砂)、上海砂轮厂、苏州砂轮厂、第六砂轮厂、苏北砂轮厂、山东鲁信高新技术产业股份有限公司(原四砂)、郑州磨料磨具磨削研究所等。

  

  山东鲁信05年投资上亿元在新园区内建设耐磨砂、高档磨具系列,认真研究和采用新工艺、新设备、新技术和新材料,而且这方面处于国内同行前列,泰山牌砂轮静平衡性能优于国内同类产品30%以上。

  

  白鸽集团采用独特工艺制造的普通磨料、带槽、夹层、多种形式组合磨曲轴和凸轮轴陶瓷砂轮,最高使用速度可达60m/s;磨螺纹陶瓷平型和双斜边砂轮最大直径500mm,最高使用速度可达60m/s;最新研制的磨铁路钢轨修磨砂轮,使用速度达50m/s,成组安装在修磨机车上,在铁路线上进行钢轨型面修磨,每次磨除量不低于0.16mm。

  

  郑州磨料磨具磨削研究所展出的使用速度120m/s陶瓷结合剂CBN砂轮,已在进口的德国绍特(SCHAUDTMIKROSA)公司制造的数控磨床上,成功地应用于轿车凸轮轴凸轮的磨削生产中,磨削效率和磨削效果均达到国外同类产品水平。

 

国内外陶瓷磨具产品技术水平比较

 

  以世界生产特殊砂轮著名的德国Krebs&Riedel公司为例,其超硬磨料-CBN/金刚石陶瓷砂轮近年来,每年以20%的速度特别是2005年以40%速度增长,足以明确看出,磨料磨具的发展趋势是向超硬磨料-CBN/金刚石陶瓷砂轮的方向发展。其原因CBN磨料的热稳定性、不亲铁性、硬度高和耐磨性好,用它来生产的砂轮,磨削效率高,加工表面质量好,特别是加工较硬的工件,将会有更广泛的应用。

  

  国内超硬磨料磨具企业引进国外先进的生产技术,产品性能和质量也有了迅速提升,陶瓷结合剂金刚石和CBN砂轮生产技术得到很大提高。CBN的陶瓷结合剂的砂轮,将会比树脂砂轮更广泛的应用。陶瓷的CBN砂轮可按人为的需要进行修正,同时工作时不易发热,这是大批量、高精度生产必不可少的条件,也可按加工工件的要求,生产硬度不同的砂轮,来适应加工的需要。

  

  对结合剂和填充剂的研展和正确选择,生产大气孔的砂轮,同时要有较好的耐磨性。大气孔砂轮对深磨削和强力磨削过程、多孔以及大气孔是必不可少的,它携走切屑,输送切削液到接触区,避免烧伤工件,特别对成形磨削和精密磨削,以保证砂轮的成形性。

  

  高速砂轮,60-80m/s的工作速度,对CBN砂轮其工作速度大于100m/s在欧洲已用得较多了,特别是一些专用磨床,如Junker的曲轴和凸轮轴磨床用Krebs&Riedel的砂轮,其工作速度达到125m/s,其特点是单位时间参加的磨粒多、效率高、表面的质量好,延长了砂轮的寿命。

  

  在新型陶瓷磨具生产方面,一些企业引进国外先进技术、积极研发新技术,产品的性能和质量也有了快速提升。例如,苏州工业园区赛力科技有限公司在2004年与美国金刚石工具有限公司合资组建了福州保税区美大蒙超硬材料有限公司,应用美国公司的全套技术和设备生产金刚石和CBN砂轮,使赛力公司的材料磨具制造技术方面迈上新台阶,其磨削凸轮轴砂轮的速度达到80m/s以上,达到国外同类产品先进水平。但总体上,我国的陶瓷砂轮与国外先进水平还是有一定的差距的。

 

以上内容摘自百度文库《中外陶瓷磨具技术比较分析》

 

 

  超硬材料CBN发明,作为磨料用于砂轮的制造,不但能有效率的加工较硬的钢材(HRc 45-65),并使砂轮的耐用度成倍的提高。特别是以德国Krebs & Riedel公司(珂萡石•雷德乐)为代表的,在上世纪八十年代中期,研发出的陶瓷结合剂的CBN砂轮,尤其是在修正修锐上的技术突破,可以说它是磨削模具的一次革命。

  

  CBN砂轮的分类

  

  CBN磨料制作的砂轮,根据不同的加工工艺和所用不同成分的结合剂可分以下四种。它们的性质和用途(指的机械加工用途)也有所不同。

  

  (1) 电镀CBN/金刚石砂轮

  砂轮的生产工艺简单,生产成本低。成型简单但是只有一层镀层,不能修正,在加工过程中,较难知道,何时磨层受损。适用于小批量的机械加工和几何图形复杂成型磨加工用和作为修正滚轮用。

  

  (2)烧结式CBN/金刚石砂轮

  硬度大和密度高,加工成高精度的修正滚轮,成本高。主要用于作砂轮的修正滚轮和大批量的超硬材料的加工。

  

  (3)树脂CBN/金刚石砂轮

  砂轮的生产工艺简单,生产成本低。成型简单但是不好修正整型。用于多型状小批量的加工。如工具磨和刀具的加工,和玻璃的加工。

  

  (4)陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮 ---用量最大,最适合批量生产,而且发展最快!

  

  加工工艺和结合剂的配方被少数外国厂家掌握,如刚进入中国市场的德国Krebs & Riedel公司,世界最大的磨料模具集团圣戈班手下的WINTER公司,奥地利的TYROLIT公司,德国的Wendt公司和瑞士的WINTERTHUR。国外开始做成熟并批量采用是在90年代,国内生产和技术至少落后国外技术10年,另外应用技术方面由于国内CBN磨床起步比国内CBN砂轮落后10年的怪现象,造成国内普及率不高的原因,而国外汽车零部件70%的磨削采用CBN砂轮完成!!陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮具有磨削力强,高速加工不烧伤工件,可修正和并且耐用等优点,是目前最理想的高速,高效和高精度的磨削工具。在发达的工业国家,对于大批量,高精度的磨削加工,其加工件硬度HRc大于45,基本上都用陶瓷CBN砂轮磨削。它被广泛的用在汽车的主要零件上如凸轮轴,曲轴,变速箱的齿轮轴和齿轮,轴承和刹车片,喇叭状气门的外圆磨削和槽磨(金属CBN砂轮);以及汽车转向泵零件(阜新为代表),万向节零部件。用在机床的精密加工件如导轨,丝杠和电机轴的磨削,空调压缩机零部件的磨削,印刷机零件的磨削,使其精度达到尺寸的0,3-0,5微米。CBN陶瓷砂轮用于轧钢辊轮的磨削加工和在航空,航天和军工等领域的应用就不一一点说了,用以下工作的实例作为范例,与同行同事共同讨论砂轮的应用。

  

  CBN粒度细,工件粗糙度小(即光洁度高);粒度粗,工件磨削量则大。因此,在满足粗糙度的前提下,尽可能选用较粗粒度的CBN磨具。CBN刀具同理,譬如:常见以车代磨CBN刀具牌号BN-H10和BN-S20;前者粒度较小,适合余量在0.3mm以内的精加工,切削淬硬钢时粗糙度能达到Ra0.4;而后者采用中等粒度,适合大余量切削淬硬钢,吃刀量可承受7mm左右。 CBN含量低的材质等级和CBN含量高的相比更脆,但它们用于淬硬黑色金属加工更好。它们的更低的热导性和相对更高的承受高速切削和负前角所产生热量的抗压强度。切削区更高的温度软化工件材料和帮助断屑,而负前角强化刀具,使切削刃稳定。选择CBN砂轮的粒度时,还应考虑砂轮所采用的结合剂,因为各种结合剂均有它的最佳粒度范围,太粗或太细均不利于其磨削加工。一般情况下,树脂结合剂CBN砂轮通常选用100/120-270/325;陶瓷结合剂CBN砂轮通常选用100/120~230/270;金属结合剂砂轮选用70/80~230/270。当然还要看加工效率和加工表面粗糙度要求等选择最佳粒度,要求加工效率高时,选用较粗粒度号。反之选较细粒度号。

  

  据了解,国内做陶瓷CBN砂轮的厂家目前并不多,郑州三磨所做的最早,但在生产技术和研发技术方面和国外差距较大,特别是陶瓷结合剂CBn砂轮,稳定性是国内超硬磨具厂家和用户最为头疼的问题之一。


 

 

 
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