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金刚石工具在铸铁加工中的应用实例 |
目前，国内用于加工铸铁的工具主要为硬质合金刀具、刚玉（或碳化硅）磨具等，这类工具在使用中普遍存在着加工效率低、加工质量差、工具安全性低等缺点，尤其在加工材质为耐磨铸铁以及铸铁件的白口层、孕沙层时，这类工具表现出明显的不适应。借鉴日本利根公司关于铸铁切断用金刚石锯片的设计思路，在生产同种产品的同时，我们延伸开发了金刚石磨片、金刚石钻头等系列产品，使金刚石工具满足了针对铸铁的开槽、切断、修磨、钻孔等几种不同作业的要求。对比于传统工具，金刚石工具在加工质量、使用寿命、加工效率几方面指标成倍的提高，表现出高效、低耗、安全的特点。
[技术方案与原理]
该工具采用电镀（电铸）方式制造，属电镀金属结合剂金刚石工具。
针对铸铁材料和金刚石工具的特性及使用要求，在工具的设计制造中着重解决了以下几个方面的关键问题：
1、金属镀层与基体间的结合强度问题
铸铁件的切、磨加工往往是在一种无冷却水环境中，即干切、干磨，对电镀类产品而言，无冷却作业使工具自身的温度升高，极易使镀层与基体间开裂，导致镀层脱落。为解决这一难题，采取以下几种设计：
1） 基体的材质选择低膨胀系数合金钢，选用接近基体材质成分的金属盐作为镀液的主盐,降低基体与镀层间不同材料的热膨胀系数差；
2） 基体表面预镀Cu层作为过渡层，增加基体与镀层间的结合强度；
3） 基体采用电学活化工艺；
4） 上砂镀与增厚镀工序采用不同镀液配方，改善镀层内应力状态，减少镀层异常脱落因素
2、对工件的加工效率问题
由于金刚石工具是以其表面密布的金刚石微切刃来实现对铸铁的加工，因此，使用中易出现切刃被切屑堵塞或磨钝而影响效率的情况，为解决这一问题，采取如下设计：
1） 选用高品级粗颗粒金刚石单晶作为切削刃；
2） 通过控制增厚时间控制金刚石颗粒在镀层中埋入深度，确保平均出刃高度0.1mm以上
3） 优化电镀工艺，采用镀液循环、过滤、仿形阳极等手段，改善电场中电力线的分布状态，使镀层平整，减少金属瘤出现
3、安全问题
采用优质钢板，设计合理结构形式，消除应力集中情况，从而避免了使用中基体碎裂 |
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