金屬結(jié)合劑金剛石砂輪

　　金屬結(jié)合劑金剛石砂輪性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛，對應(yīng)市場需求，生產(chǎn)要求的提升，使其結(jié)合強(qiáng)度與成型提高，增加用壽命，擴(kuò)大使用范圍。

　　中文名

　　金屬結(jié)合劑金剛石砂輪

　　特????點(diǎn)

　　超硬磨料砂輪?優(yōu)良的磨削性能

　　材????料

　　金剛石或立方氮化硼(CBN)?

　　1簡介

　　由金剛石或立方氮化硼(CBN)磨制作料的超硬磨料砂輪，因其優(yōu)良的磨削性能，已廣泛用于磨削領(lǐng)域的各個(gè)方面。金剛石砂輪是磨削硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬脆材料的特效工具。近幾年來，隨著高速磨削和超精密磨削技術(shù)的迅速發(fā)展，對砂輪提出了更高的要求，陶瓷和樹脂結(jié)合劑的砂輪已不能滿足生產(chǎn)的需要，金屬結(jié)合劑砂輪因其結(jié)合強(qiáng)度高、成型性好、使用壽命長等顯著特性而在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　2燒式工藝

　　多以青銅等金屬作為結(jié)合劑，用高溫?zé)Y(jié)法制造，其結(jié)合強(qiáng)度高，成型性好，耐高溫，導(dǎo)熱性和耐磨性好，使用壽命長，可承受較大的負(fù)荷。因砂輪在燒結(jié)過程中不可避免地存在著收縮及變形，所以在使用前必須對砂輪進(jìn)行整形，但砂輪修整比較困難。目前生產(chǎn)中常用的砂輪對滾整形方法不僅在修整時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且修整過程中金剛石顆粒的脫落較多，修整砂輪本身的消耗很大，整形精度較低。

　　近年來各國學(xué)者相繼開展了應(yīng)用特種加工方法修整金屬結(jié)合劑金剛石砂輪的研究工作，主要有電解修整法、電火花修整法和復(fù)合修整法等。電解修整法速度快，但整形精度不高；電火花修整法整形精度高，既可整形又可修銳，但整形速度較慢；復(fù)合修整法有電解電火花復(fù)合修整法、機(jī)械化學(xué)復(fù)合修整法等，修整效果較好，但系統(tǒng)較復(fù)雜，因此燒結(jié)型金剛石砂輪的修整問題仍然沒有得到很好的解決。此外，由于砂輪的制造工藝決定了其表面形貌是隨機(jī)的，各磨粒的幾何形狀、分布及切削刃所處的高度不一致，因此磨削時(shí)只有少數(shù)較高的切削刃切到工件，限制了磨削質(zhì)量和磨削效率的進(jìn)一步提高。

　　3電鍍工藝

　　電鍍金剛石砂輪的優(yōu)點(diǎn):①電鍍工藝簡單，投資少，制造方便；②無需修整，使用方便；③單層結(jié)構(gòu)決定了它可以達(dá)到很高的工作速度，目前國外已高達(dá)250～300m/s；④雖然只有單層金剛石，但仍有足夠的壽命；⑤對于精度要求較高的滾輪和砂輪，電鍍是唯一的制造方法。正是由于這些優(yōu)勢，電鍍砂輪在高速、超高速磨削中占據(jù)著無可爭議的主導(dǎo)地位。電鍍金剛石砂輪存在的缺陷:在鍍層金屬與基體及磨料的結(jié)合面上并不存在牢固的化學(xué)冶金結(jié)合，磨料實(shí)際上只是被機(jī)械包埋鑲嵌在鍍層金屬中，因而把持力小，金剛石顆粒在負(fù)荷較重的高效磨削中易脫落(或鍍層成片剝落)而導(dǎo)致整體失效；為增加把持力就必須增加鍍層厚度，其結(jié)果是磨粒裸露高度和容屑空間減小，砂輪容易發(fā)生堵塞，散熱效果差，工件表面容易發(fā)生燒傷。目前國內(nèi)的電鍍砂輪制造尚未實(shí)現(xiàn)按加工條件的要求而優(yōu)化設(shè)計(jì)出砂輪的最佳地貌，單層電鍍金剛石砂輪的這些固有弊端必然會大大限制它在高效磨削中的應(yīng)用。

　　4釬焊工藝

　　為了充分發(fā)揮金剛石的作用，要設(shè)法增大結(jié)合劑對金剛石的把持力，提高砂輪的結(jié)合強(qiáng)度。單層高溫釬焊超硬磨料砂輪能克服電鍍砂輪的缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)金剛石、結(jié)合劑、金屬基體三者之間的化學(xué)冶金結(jié)合，具有較高的結(jié)合強(qiáng)度，僅需將結(jié)合層厚度維持在磨粒高度的20%～30%就能在大負(fù)荷高速高效磨削中牢固地把持住磨粒，使釬焊砂輪的磨粒裸露高度可達(dá)70%～80%，因而增大了容屑空間，砂輪不易堵塞，磨料的利用更加充分。在與電鍍砂輪相同的加工條件下，單層高溫釬焊超硬磨料砂輪的磨削力、功率損耗、磨削溫度更低，意味著可達(dá)到更高的工作速度，這在300～500m/s以上的超高速磨削中有著特殊的意義。