金剛石砂輪 新發(fā)展

        金剛石砂輪是磨削硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬脆材料特效工具。近幾年來，隨著高速磨削超精密磨削技術迅速發(fā)展，對砂輪提出了更高要求，陶瓷樹脂結合劑砂輪已不能滿足生產(chǎn)需要，金屬結合劑砂輪因其結合強度高、成型性好、使用壽命長等顯著特性而生產(chǎn)得到了廣泛應用。 金屬結合劑金剛石砂輪按制造方式不同主要有有燒結、電鍍兩種類型。為了充分發(fā)揮超硬磨料作用，國外從20世紀90年代初開始用高溫釬焊工藝開發(fā)一種新型砂輪，即單層高溫釬焊超硬磨料砂輪，目前國內(nèi)這種砂 輪還處于研制開發(fā)階段。

        陶瓷金剛石砂輪：陶瓷結合劑金剛石砂輪具有金剛石和陶瓷結合劑的共同特點，與普通剛玉、碳化硅砂輪相比，它的磨削力強，磨削時溫度比較低，砂輪磨損比較小;可以適應各種冷卻液的作用;磨削時砂輪的形狀保持性好，磨出工件的精度高;砂輪內(nèi)有較多的氣孔，磨削時有利于排屑和散熱，不易堵塞、不易燒傷工件;砂輪的自銳性比較好，修整間隔的時間長，修整比較容易。因此陶瓷結合劑金剛石砂輪在國外一些發(fā)達國家的使用日益增多。

        燒結型金剛石砂輪：燒結型金屬結合劑砂輪多以青銅等金屬作為結合劑，用高溫燒結法制造，其結合強度高，成型性好，耐高溫，導熱性耐磨性好，使用壽命長，可承受較大負荷。因砂輪燒結過程不可避免地存著收縮及變形，所以使用前必須對砂輪進行整形，但砂輪修整比較困難。現(xiàn)生產(chǎn)常用砂輪對滾整形方法不僅修整時費時費力，而且修整過程金剛石顆粒脫落較多，修整砂輪本身消耗很大，整形精度較低。

        近幾年來各國學者相繼開展了應用特種加工方法修整金屬結合劑金剛石砂輪研究工作，主要有電解修整法、電火花修整法復合修整法等。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；復合修整法有電解電火花復合修整法、機械化學復合修整法等，修整效果較好，但系統(tǒng)較復雜，因此燒結型金剛石砂輪修整問題仍然沒有得到很好解決。

        此外，由于砂輪制造工藝決定了其表面形貌隨機，各磨粒幾何形狀、分布及切削刃所處高度不一致，因此磨削時只有少數(shù)較高切削刃切到工件，限制了磨削質(zhì)量磨削效率進一步提高。

電鍍金剛石砂輪優(yōu)點：

①電鍍工藝簡單，投資少，制造方便；

②無需修整，使用方便；

③單層結構決定了它可以達到很高工作速度，現(xiàn)國外已高達250～300m/s；

④雖然只有單層金剛石，但仍有足夠壽命；

⑤對于精度要求較高滾輪砂輪，電鍍其中制造方法。正由于這些優(yōu)勢，電鍍砂輪高速、超高速磨削占據(jù)著無可爭議主導地位。電鍍金剛石砂輪存缺陷：鍍層金屬與基體及磨料結合面上并不存牢固化學冶金結合，磨料實際上只被機械包埋鑲嵌鍍層金屬，因而把持力小，金剛石顆粒負荷較重高效磨削易脫落(或鍍層成片剝落)而導致整體失效；為增加把持力就必須增加鍍層厚度，其結果磨粒裸露高度容屑空間減小，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)電鍍砂輪制造尚未實現(xiàn)按加工條件要求而優(yōu)化設計出砂輪較佳地貌，單層電鍍金剛石砂輪這些固有弊端必然會大大限制它高效磨削應用。