Johdatus nano{0}}keraamisiin sideaineisiin
Nano-keraamiset sideaineet ovat erikoishiomatyökalujen liimausaineita, jotka perustuvat tavanomaiseen matalan-lämpötilan borosilikaattikeraamiseen lasijärjestelmään (SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-R₂O₃-R₂O₃-R₂O₃{4}}R₂O-jauhetta (nanomittakaavallinen jauhe, joka sisältää nanooksidia{5}O) Al2O3, SiO₂, TiO2, ZrO₂) saavuttaa merkittäviä parannuksia yleisessä suorituskyvyssä hienorakeisen -vahvistuksen ja rajapinnan vahvistamisen avulla. Niitä käytetään ensisijaisesti timantti-/CBN-hiomalaikoissa, -levyissä ja -työkaluissa.
Peruskaavajärjestelmä (matala{0}}lämpötilatyyppi)
Lasifaasimatriisi: SiO₂, B2O3, Al2O3, alkali/maa-alkalimetallioksidit (Li2O, Na2O, CaO)
Nano-muokkausfaasi: 5–50 nm alumiinioksidi, piidioksidi, titaanioksidi, zirkoniumoksidi; pieniä määriä fosfaatteja, juoksuteaineita ja sintrausapuaineita
Tuotteen kuvaus
Nano{0}}hiukkasten suuri ominaispinta-ala edistää tiivistymistä sintrauksen aikana, mikä johtaa voimakkaisiin hienojakoisia{1}}vahvistusvaikutuksia. Taivutuslujuus kasvaa 25–40 %, mikä mahdollistaa timantti- ja CBN-hioma-aineiden paremman pidättymisen, mikä vähentää raehävikkiä ja reunan lohkeilua nopean{5}}hionnan aikana.
Nano{0}}jauheiden erittäin korkean pinta-aktiivisuuden ansiosta sintrauslämpötilaa voidaan laskea 900–1100 astetta 750–850 asteeseen, mikä minimoi lämpövauriot, kuten timantin grafitoitumisen ja CBN-faasimuunnoksen, samalla säästäen energiaa ja vähentäen kulutusta.
Lineaarinen laajenemiskerroin on viritettävä, mikä tarjoaa paremman yhteensopivuuden timantin/CBN:n kanssa, mikä johtaa pienempään sisäiseen jäännösjännitykseen sintrauksen jälkeen. Tämä vähentää pyörän halkeilua ja muodonmuutoksia ja varmistaa erinomaisen mittavakauden.
Hienot, hallittavat huokoset tarjoavat tasapainon sitkeyden ja itsestään{0}}teroittuvien ominaisuuksien välillä. Hionnan aikana sideaineen kuluminen on tasaista, mikä estää suuren-hiomalaikan tukkeutumisen ja mahdollistaa paremman pinnanlaadun.
Kestää pehmenemistä korkeissa lämpötiloissa, mikä varmistaa turvallisuuden kuiva- tai nopeassa{0}}hionnassa. Kestää leikkausnesteiden aiheuttamaa kemiallista eroosiota, mikä lisää työkalun käyttöikää yli 30 %.
Soveltuu kuivapuristukseen, liukuvaluun, teippivaluun ja 3D-tulostukseen-ihanteellinen erittäin-ohuille pyörille, pienille tarkkuuspyörille ja mikro-hiomapäille.
Kiristys- ja vahvistusmekanismit
Hieno{0}}jyvävahvistus:Raepuhdistus sintrauksen jälkeen lisää raerajoja, mikä estää halkeamien etenemisen ja vähentää keraamisen haurautta.
Transformaatiokarkaisu (nano{0}}zirkoniumoksidilla):Zirkoniumoksidin martensiittisen faasin muunnos halkeamien kärjessä absorboi energiaa, mikä parantaa merkittävästi murtumis- ja murtumiskestävyyttä.
Parannettu nestefaasin kostutus:Nano-jauheet parantavat sulan lasin kostuvuutta hankaavia hiukkasia kohtaan, mikä johtaa vahvempaan rajapintaan.
Nano{0}}hiukkasten siltaus:Nano{0}}faasi täyttää lasimatriisin aukot muodostaen kiinnitysrakenteita, jotka parantavat murtolujuutta.
Metrinen ketjupyörän materiaalit
Sol-geelimenetelmä (korkea-pää)
Nanoprekursorien tasainen dispersio ilman agglomeraatiota, mikä tuottaa suurimman sideaineen lujuuden. Ihanteellinen ultra-tarkkoihin ja erittäin{2}}ohuisiin pyöriin, vaikkakin suhteellisen kalliiksi.
Märkäpallojyrsintäsekoitus (massatuotannon päävirta)
Mikro-kokoista lasijauhetta sekoitettuna nano-oksideihin pitkäkestoisella ultra-hienolla kuulajyrsinnällä, jolloin saavutetaan tasainen dispersio korkealla kustannus-tehokkuudella-, jota käytetään laajasti teollisuudessa.
Polymeerigeelikomposiittiprosessi
Estää nano-hiukkasten agglomeroitumisen, mahdollistaa hallitun huokoisuuden matalan lämpötilan-sintrauksen jälkeen, jota käytetään yleisesti nopeassa-CBN-hiomalaikoissa.
Tyypilliset sovellusskenaariot
1. Hiomatyökalut (suurin käyttömäärä)
Keraamiset CBN-hiomalaikat: Tarkka ulkoinen/sisäinen sylinterimäinen ja keskitön hionta nopealle{0}}teräkselle, laakeriteräkselle, ruostumattomalle teräkselle ja titaaniseosille.
Timanttikeraamiset hiomalaikat: Sementoidun kovametallin, keramiikan, safiirin, piirilevyjen, puolijohdekiekkojen ja aurinkosähköpiikiekkojen leikkaus.
Ultra-ohuet leikkauslaikat, mikro-hiomapäät, CNC-muotoiset hiomalaikat ja timanttihiomarullat.
2. Muut sovellukset
Nano-Keraamiset sementoidut karbidit: Korvaa koboltin sideainefaasin korkean lämpötilan-leikkaus- ja korroosiota{2}}kestävissä työkaluissa.
Tarkat keraamiset komponentit, elektroniset alustat ja kulumista{0}}kestävät tulenkestävät liimauskerrokset.
Toimialan kehitystrendit
Komposiittinano-modifikaatio: nano-oksidien yhdistelmä viiksillä tai grafeenikomposiitteilla, joilla saavutetaan sekä suuri lujuus että suuri sitkeys;
Matala-lämpötila, matala-sulava lyijy-vapaa formulaatio: ympäristöystävälliset litium-boorifosfaattinano-järjestelmät;
Toiminnallinen muutos: lämpöä johtavien nano-täyteaineiden lisääminen lämmön haihtumisen tehostamiseksi kuivahionnassa;
Ultra-hienrakeinen nano-sidos, joka soveltuu ultra-tarkkaan peilihiontaan käyttämällä nano-timantteja ja mikro-jauhehioma-aineita.