陶瓷结合剂金刚石磨具的特点及应用

瓷结合剂金刚石磨具具有金刚石和陶瓷结合剂的共同特点，与普通刚玉、碳化硅磨具相比，它的磨削力强，磨削时温度比较低，磨具磨损比较小；可以适应各种冷却液的作用；磨削时磨具的形状保持性好，磨出工件的精度高；磨具内有较多的气孔，磨削时有利于排屑和散热，不易堵塞、不易烧伤工件；磨具的自锐性比较好，修整间隔的时间长，修整比较容易。因此陶瓷结合剂金刚石磨具在国外一些发达国家的使用日益增多。

随着科学技术的发展，新型材料不断增长，机械加工向高质量、高精度、高效率、自动化方向的不断发展，陶瓷结合剂金刚石磨具的应用范围越来越广，用量不断增加。主要应用于金刚石刀具、立方氮化硼刀具、硬质合金及新型工程陶瓷材料的粗磨、精磨及超精磨，金属陶瓷、铸铁、陶瓷、宝石、铁氧体，混凝土、耐火材料、纤维增强塑料的磨削和加工。

金刚石刀具主要集中在PCD复合片、化学气相沉积（CVD）涂层刀具和单晶金刚石刀具等方面。选择合理的工艺参数，陶瓷结合剂金刚石砂轮研磨单晶金刚石，研磨效率比金属结合剂砂轮高，磨耗比非常小，加工成本低，因此采用陶瓷结合剂砂轮研磨单晶金刚石，可极大的提高破天研磨效率。在磨削PCD刀具方面，由于树脂结合剂较软，磨削时容易变形，不能有效地磨削PCD刀具；金属结合剂由于对磨粒的结合能力太强而使磨具自锐性差，磨削效率低，而且金属结合剂砂轮会造成PCD刀具边缘产生最最严重的破坏；综合磨削效率、磨具耐用度及工件表面的加工质量，陶瓷结合剂金刚石砂轮是磨削PCD刀具的最合适选择。

细粒度陶瓷结合剂金刚石磨具用于对铬淬火钢轴承滚柱做精密尺寸加工。

陶瓷结合剂金刚石磨具用于对汽车、拖拉机曲轴、液压泵齿轮颈做精密加工。

有较好韧性的陶瓷结合剂金刚石砂轮用于对电视机显像管萤光屏做粗磨和精磨。用陶瓷结合剂金刚石砂轮加工集成电路用高性能硅片，加工精度高，加工粗糙度低，且磨后硅片无金属离子污染，加工产品的合格率高。

新型工程陶瓷材料由于其自身的优良性能，如高硬度，高耐磨性，耐高温性，抗腐蚀性,高刚度重量比，低密度和极强的化学惰性等，使其在科学和工业中的应用日益广泛。如MgO单晶体广泛用高温超导、薄膜基片、激光零件，这些新型材料的使用，由于性脆，加工时易产生裂纹，往往也伴随着大量的加工问题。金刚石是自然界中最硬的材料，用它制成的磨具解决了玻璃、陶瓷等高硬度材料的加工问题。对于新发展的氮化硅等工程陶瓷，用树脂或金属结合剂金刚石砂轮进行磨削时，容易出现结合剂对磨粒的把持力不够，磨耗增大；或结合剂的韧性过大，磨具中气孔少，磨削力下降，磨具磨钝后难以修整等，使整个磨削加工比较困难。陶瓷结合剂是陶瓷质或玻璃质的，结合剂刚性好，能耐高温，磨削时适于精修整，不会产生让刀现象。且陶瓷结合剂对磨粒粘附力强，棱角保持性能好，能进行高精度磨削。另外，陶瓷结合剂金刚石砂轮在制造过程中可以进行硬度和气孔上的调整，有利于磨削性能的提高，通过合理配比及生产控制，不会产生变形，这一点也是使砂轮加工精度高的原因。

归纳起来用陶瓷结合剂金刚石砂轮磨削时，具有以下优点；

（1） 磨削效率高；

（2） 具有很高的耐磨性：砂轮的耐磨性高，磨粒消耗少，特别是在磨很硬又很脆的工件时最明显；

（3） 磨削力小，磨削温度低；

（4） 磨削的工件精度高、表面质量好，工件的形状保持性好。

因此陶瓷结合剂金刚石砂轮在陶瓷等一些特殊材料的磨削加工中，具有越来越明显的优势，在金刚石磨具的发展中有着良好的前景。被认为是高速、高效、高精、低磨削成本、低环境污染的高性能磨具，具有越来越广泛的应用，是近来世界各国磨削工具竞相研究开发的热点。

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