Fabrication of Highly Adhesive Grits Abrasive Wheels by Electroless Composite Plating with Ultrasonic Vibration

超声振动化学镀复合高粘砂轮的制备

基本信息

  • 批准号:
    14550715
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Electroless plated cBN abrasive wheels, which life is dependent on the grit adhesion and the projection height at the interface, have been applied to grind ferrous materials. This paper presents a novel process of fabrication of highly adhesive grits abrasive wheels by electroless composite plating with ultrasonic vibration to improve the wheel life. The ideal interface between cBN grits and Ni-P matrix is expected to be heaping-up morphology in the matrix side.Electroless plating was carried out at 363 K for 15 ks with different vibrational amplitudes (X_a) of ultrasound. The deposition rate was estimated by measuring each deposit thickness. It increases, with X_a up to 11 μm, however, it decreases beyond X_a of 12μm. The maximum deposition rate at X_a of 11・ m is 1.6 times higher than that without ultrasound. An increase in the deposition rate is confirmed by an increase in the exchange current in polarization measurements, since the ultrasound promotes the separation of hydrogen babbles at the substrate surface and the supplies of Ni^<2+> H_2Po_2^-. In contrast, a decrease in the deposition rate is explained by the destruction of plated matrix due to cavitations.The interfacial morphology was observed on surface prepared with and without ultrasound. The interface is a flat or slightly sink-shape in the case without ultrasonic vibration. On the contrary, it exhibits heaping-up morphology with applying ultrasound. The heaping-up height and width depend upon A, and become the maximum at X_a of 11 μm. With the best interfacial morphology, the adhesive strength becomes 20 % higher than that without applying ultrasound in the horizontal pushing away tests, this is also qualitatively confirmed in stress analysis of FEM. Hence, electroless plating process with ultrasonic vibration is effective for the fabrication of highly adhesive grits abrasive wheels, since the interface exhibits heaping-up morphology.
化学镀CBN砂轮用于磨削黑色金属材料,其使用寿命取决于磨粒结合力和界面凸起高度。为了提高砂轮的使用寿命,提出了一种利用超声振动化学复合镀制备高粘结力砂轮的新工艺。CBN颗粒与Ni-P基体之间的理想界面应该是基体侧的堆积形态。在363K、15K、不同的超声振动幅度(Xa)下进行了化学镀。通过测量每一层的厚度来估计沉积速度。当Xa达到11μm时,膜的沉积速率增大,当Xa达到12μm时,膜的沉积速率减小,当Xa达到11μm时,膜的最大沉积速率是未加超声时的1.6倍。极化测量中交换电流的增加证实了沉积速率的提高,这是因为超声促进了衬底表面氢的分离和Ni^&lt;2+&gt;H_2PO_2^-的供应。相反,沉积速率的下降是由于空穴对镀膜基质的破坏。在使用和不使用超声波制备的表面上观察了界面形态。在没有超声振动的情况下,界面为扁平或略有凹陷的形状。相反,在超声波作用下,它呈现出堆积的形态。堆积的高度和宽度与A有关,在Xa=11μm时达到最大值。在水平推离试验中,具有最佳界面形态的粘结强度比未施加超声波的粘结强度提高20%,这一点在有限元应力分析中也得到了定性的证实。因此,超声振动化学镀工艺是制造高粘结磨粒砂轮的有效方法,因为其界面呈现堆积形态。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
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专利数量(0)
M.Okumiya: "Creation of high strength bonded abrasive wheel with ultrasonic aided Composite plating"Surface and Coating Technology. 169-170. 112-115 (2003)
M.Okumiya:“利用超声波辅助复合镀层创建高强度固结磨轮”表面和涂层技术。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Okumiya, Y.Tsunekawa 他: "Creation of high strength bonded abrasive wheel with ultrasonic aided Composite plating"Surface and Coating Technology. 169-170. 112-115 (2003)
M.Okumiya、Y.Tsunekawa 等人:“利用超声波辅助复合镀层创建高强度粘结磨料轮”表面和涂层技术 169-170 (2003)。
  • DOI:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Okumiya et al.: "Creation of high strength bonded abras ultrasonic aided Composite plating"Surface and Coating Technology. Vol.169-170. 112-115 (2003)
Okumiya 等人:“创建高强度粘合磨具超声波辅助复合电镀”表面和涂层技术。
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