Utveckling och applicering av slipmedel och slipverktyg

Slipverktyg är verktyg som används för slipning, lappning och polering. De flesta slipverktyg är konstgjorda verktyg gjorda av slipmedel och bindemedel, och det finns också naturliga slipverktyg direkt bearbetade av naturliga mineraler. Förutom att de används i stor utsträckning inom maskintillverkning och andra metallbearbetningsindustrier, används slipverktyg också inom livsmedelsindustrin, pappersindustrin och bearbetningen av icke-metalliska material som keramik, glas, sten, plast, gummi och trä. Under användning av slipverktyg, när slipkornen är trubbiga, på grund av delvis fragmentering av själva slipkornen eller brott på bindemedlet, faller slipkornen helt eller delvis av slipverktyget och slipmedlet på arbetsytan av slipverktyg uppstår kontinuerligt nya skäreggar, eller exponerar kontinuerligt nya skarpa slipkorn, så att slipverktyg kan bibehålla skärprestanda under en viss tid. Denna självslipande egenskap hos slipverktyg är en framträdande egenskap hos slipverktyg jämfört med vanliga skärverktyg.

Redan under yngre stenåldern hade människorna redan börjat använda naturliga slipstenar för att bearbeta stenknivar, stenyxor, benverktyg, hornverktyg och tandverktyg. År 1872 dök keramiska slipskivor av naturliga slipmedel och lera upp i USA. Omkring 1900 kom konstgjorda slipmedel till och olika slipverktyg gjorda av konstgjorda slipmedel tillverkades efter varandra, vilket skapade förutsättningar för en snabb utveckling av slip- och slipmaskiner. Sedan dess har andelen naturliga slipverktyg i slipverktyg gradvis minskat.

Slipmedel klassificeras i två kategorier beroende på deras råmaterialkällor: naturliga slipmedel och konstgjorda slipmedel. Det enda naturliga slipmedlet som vanligtvis används inom maskinindustrin är oljesten. Konstgjorda slipmedel klassificeras i fem kategorier enligt deras grundläggande former och strukturella egenskaper: slipskivor, sliphuvuden, oljestenar, sandplattor (kollektivt kallade bondade slipmedel) och belagda slipmedel. Dessutom klassificeras också vanligtvis slipmedel som en typ av slipmedel.

Bondade slipmedel kan delas in i vanliga slipmedelsbundna slipmedel och superhårda abrasivbondade slipmedel beroende på vilka slipmedel som används. Den förra är gjord av vanliga slipmedel som korund och kiselkarbid, medan den senare är gjord av superhårda slipmedel som diamant och kubisk bornitrid. Dessutom finns det några speciella sorter, som sintrade korundslipmedel.

Vanliga slipmedel är slipmedel som binds med ett bindemedel för att bilda en viss form och har en viss styrka. De är vanligtvis sammansatta av slipmedel, bindemedel och porer, som ofta kallas de tre elementen i bundna slipmedel.

Slipmedel spelar en skärande roll i slipverktyget. Bindemedlet är det material som konsoliderar det lösa slipmedlet i slipverktyget. Det finns två typer: oorganiska och organiska. Oorganiska bindemedel inkluderar keramik, magnesia och natriumsilikat, etc.; Organiska bindemedel inkluderar hartser, gummi och schellack, etc. Bland dem är keramik, hartser och gummibindemedel de vanligaste.

Under slipning kan porerna innehålla och ta bort spånen, och kan även hålla kylvätska, vilket hjälper till att avleda slipvärmen. För att uppfylla vissa speciella bearbetningskrav kan porerna även impregneras med vissa fyllmedel, såsom svavel och paraffin, för att förbättra slitverktygets prestanda. Detta fyllmedel kallas också det fjärde elementet i slipverktyget.

De artiklar som indikerar egenskaperna hos vanliga slipmedelsbundna slipverktyg inkluderar: form, storlek på slipmedlet, partikelstorlek, hårdhet, struktur, baksida, underlagslim och bindemedel. Hårdheten hos slipverktyg hänvisar till svårigheten med att slipkorn faller av från ytan på slipverktyg under inverkan av yttre kraft, vilket återspeglar styrkan hos bindemedlet för att hålla kvar slipande korn.

Slipverktygets hårdhet beror huvudsakligen på mängden tillsatt bindemedel och densiteten hos slipverktyget. Om de slipande partiklarna lätt faller av betyder det att slipverktyget har låg hårdhet; annars betyder det att hårdheten är hög. Hårdhetsnivån är generellt uppdelad i sju huvudnivåer: supermjuk, mjuk, medelmjuk, medelhård, medelhård, hård och superhård. Dessa nivåer kan ytterligare delas in i flera små nivåer. Metoderna för att mäta hårdheten hos slipverktyg är handkonmetoden, den mekaniska konmetoden, Rockwell hårdhetstestmetoden och sandblästringshårdhetstestmetoden.

Slipverktygets hårdhet har ett motsvarande förhållande till dess dynamiska elasticitetsmodul, vilket är gynnsamt för att använda ljudmetoden för att mäta slipverktygets dynamiska elasticitetsmodul för att uttrycka hårdheten hos slipverktyget. I slipningsprocessen, om materialhårdheten hos arbetsstycket är hög, väljs vanligtvis ett slipverktyg med låg hårdhet; annars väljs ett slipverktyg med hög hårdhet.

Mikrostrukturen hos slipverktyg kan grovt delas in i tre kategorier: tätt, medium och löst. Varje kategori kan ytterligare delas in i flera nivåer, som särskiljs av mikrostrukturnummer. Ju större mikrostrukturnummer av slipverktyget är, desto mindre volymprocent av slipmedlet i slipverktyget, desto bredare gap mellan slipkornen och desto lösare mikrostruktur. Omvänt, ju mindre mikrostrukturnummer, desto snävare mikrostruktur. Slipverktyg med lösa mikrostrukturer är inte lätta att passivera under användning, genererar mindre värme under slipningsprocessen och kan minska värmedeformationen och brännskadorna på arbetsstycket. Slipkorn från slipverktyg med täta mikrostrukturer är inte lätta att falla av, vilket bidrar till att bibehålla slipverktygets geometriska form. Slipverktygets mikrostruktur kontrolleras endast enligt slipverktygsformeln under tillverkningen och mäts i allmänhet inte.