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金刚石砂轮的用途

金刚石砂轮的用途

由于金刚石磨料所具有的特性和优势，使金刚石砂轮成为玻璃、陶瓷、宝石、石材等硬脆材料及硬质合金磨削加工的理想工具。

随着时代的进步，科学的发展，社会的需要，新型材料的研制，磨削加工向高质量、、、自动化方向不断发展，金刚石砂轮起的作用越来越明显，金属结合剂金刚石砂轮对磨粒的把持强度高，寿命长，磨耗少，使的金刚石砂轮在高速和超高速磨削加工中充分发挥其耐磨性切削能力强的特点，尤其在硬脆难加工材料更显其明显优势，应用广泛。近几年来，随着高速磨削超精密磨削技术迅速发展，对砂轮提出了更高要求，陶瓷树脂结合剂砂轮已不能满足生产需要，金属结合剂砂轮因其结合强度高、成型性好、使用寿命长等显著特性而生产得到了广泛应用。

金刚石砂轮在工业各部门各领域几乎都有应用，航空航天、模具制造业、半导体制造业、光学加工制造业等。目前，陶瓷材料、光学材料、航空发动机涡轮叶片、硅片制品等都多用金刚石砂轮磨削。

金刚石磨片磨具磨料的发展历史

磨具简单的解释就是用来消磨研磨以及抛光时候使用的工具，其中有大部分的磨具都是通过原料，再加上一些结合剂制造出来的，称作人造磨具。也有一些磨具是选用天然的矿石直接加工出来，做成磨具。为了充分发挥超硬磨料作用，国外从20世纪90年代初开始用高温钎焊工艺开发一种新型砂轮，即单层高温钎焊超硬磨料砂轮，目前国内这种砂轮还处于研制开发阶段。磨具除了可以在机械制造工业当中被使用之外，还可以在造纸，玻璃，橡胶，木材等不是金属的材料上面使用，但磨具的使用过程当中，因为磨粒自身部分碎裂或者是磨具当中结合剂的原因，磨粒会部分或者是全部脱落。

开始在石器时代时的时候，人们就已经有天然磨具的应用了，当时的人们用磨石来加工石刀，石骨，牙器等等工具，到了1872年在美国出现了半天然磨料，选择用天然原料加上粘土烧制成的陶瓷磨片。1900年以后，人造磨料向大家推出，采用了人造磨料制造的各种磨具，一一的诞生，为了磨削和磨床的快速发展造就了很好的条件。这些新型磨料磨具所具有特点，使其磨削加工优势得到淋漓尽致展现。

天然磨具在磨具当中所占有的比例越来越少，如果说把磨具按成原料来划分的话，可以分为天然磨具和人造磨具，就是刚才我们所讲的，而人造磨具就是用一些再加上粘合剂制造而成的，机械工业当中常用的天然磨具，那恐怕只有油石了。人造磨具按基本的形状以及结构区分，分成磨头，油石等等。金属结合剂金刚石砂轮（青铜结合剂金刚石砂轮）金刚石砂轮按生产工艺可分为：烧结式金刚石砂轮（树脂结合剂金刚石砂轮。

有时候根据磨具自身的用料不同，还可以把它们分为两种，分别为普通磨料，超硬磨料，顾名思义，种就是用一些普通的原料制作而成，第二种用金钢石等超硬原料来制作的。

金刚石磨片基体热处理工艺特点及存在的问题  从金刚石磨片基体的技术标准要求可以看出,要达到基体的弹性极限和硬度指标,对于65Mn用作基体材料的金刚石磨片,其热处理方式应采用淬火+中温回火。

但金刚石磨片基体淬火有个非常突出的特点,那就是淬火变形量和开裂倾向性大。

产生变形的原因有：

（1）加热无论是空气还是盐浴,热的对流或多或少都会对片基产生冲击而造成加热变形。

产生裂纹的因素诸多,如钢的化学成分、原材料缺陷、原始组、加热因素、冷却因素、锯片特有的结构特点导致片端面分布各种应力聚集,尤其是周边的拉应力大增加等都是形成裂纹的潜在因素。

由于基体是薄片件,面积大而厚度薄,其直径从300mm-1600mm,而厚度一般只有2-4mm,这么大的薄片件淬火时的热处理变形和开裂正是基体热处理的难点。因此,如何减少淬火变形和开裂的控制以满足基体平面度和硬度的要求是金刚石磨片基体热处理的关键。这些改进使石材的利用率和产量从初始的开采阶段到加工都得到明显的增加。

目前,我国很多生产厂家对金刚石磨片基体的热处理采用自由淬火+加压回火的工艺。在加压回火中,平面度和硬度是两个相互矛盾的因素,为纠正淬火变形,回火后以达到平而度的要求,势必升高回火温度或增加回火次数,但较高的回火温度和多次回火,必定造成基体硬度的下降,同时往往得不到需要的回火屈氏体使用***,而是回火索氏体。金刚石磨块由于采用***的生产工艺可以完全避免如菱苦土磨块在生产过程中氧化镁活性降低和养护条件的变化使磨块的质量不稳定。

因此采用普通自由淬火+加压回火的工艺,很难达到基体平面度和硬度两个技术参数的统一,即使宏观上的技术指标能达到要求,往往微观上的金相***不完全是回火屈氏体,夹杂有一般屈氏体***,因金相***的原因,也很难达到使用性能的要求。往往造成产品质量不稳定,废品率高,质量档次低。一，磨具物理结构改进，如使单位时间内作用工件磨粒数增多、使磨削平均长度增长、使磨削接触面增大，这些都改变了单位时间磨除量，有效提升了效率。因此,热处理技术不合理或不太过关,是导致目前我国很多厂家金刚石磨片基体生产水平和产品质量不高的主要原因。

金刚石磨片磨盘刀具的加工材质
上面说到，金刚石磨片磨盘刀具常用于黑色金属的切削，主要包括高硬度铸铁/铸钢/锻钢，淬火钢，普通灰铸铁，粉末冶金等难加工材料(钢件硬度要求HR***5以上)。
(1)高硬度铸铁/铸钢/锻钢：如高铬铸铁、磨片铸铁、镍硬铸铁、白口铸铁、高锰钢、高速钢等材质均可加工，如轧辊、渣浆泵泵壳、叶轮、护板、衬板等均属于典型零部件。加工此类工件主要用整体聚晶金刚石磨片磨盘刀片，大余量切削毛坯余量，提高生产效率，降低总生产成本，如BN-K1牌号粗车轧辊毛坯件，大余量切深不仅不崩刀，而且可承受表面铸造缺陷的冲击，保证表面质量。
(2)淬火钢：如淬火齿轮/齿轮轴、轴承、模具、同步器、球笼万向节、淬火轧辊等零部件属于典型淬火件，硬度在HRC60左右，金刚石磨片磨盘刀片可以轻松解决，并保证较高表面光洁度，如BN-H21牌号强断续切削淬火齿轮，不仅不崩刀而且获得较高表面光洁度。
(3)普通灰铸铁：如发动机缸体/缸盖、刹车盘、制动鼓、皮带轮、离合器压盘等均属于灰铸铁材质。2)***：金刚石磨块由于锋利性和耐磨性可以稳定地提高输送带的传动速度，从而提高生产效率。采用金刚石磨片磨盘刀具可优势代替金刚石磨片磨料刀片高速切削，其切削速度可高出金刚石磨片磨料刀具几倍，而且在保证高表面质量的基础上，刀具寿命是金刚石磨片磨料刀片的10-20倍，如BN-K20牌号精车刹车盘，相较于涂层刀片生产节拍提高50%。
(4)粉末冶金：由于其自身多孔结构，导致零部件颗粒硬度高达HRC60，加工过程中易造成刃口疲劳和微崩，采用金刚石磨片磨盘刀片可有效提高生产效率，保证其刀具寿命，如BN-K10牌号加工粉末冶金带轮，不仅减少走刀次数，提高生产效率， 而且其寿命和其他金刚石磨片磨盘刀片相当，降低生产成本。