陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具具有金剛石和陶瓷結(jié)合劑的共同特點(diǎn),與普通剛玉、碳化硅磨具相比,它的磨削力強(qiáng),磨削時(shí)溫度比較低,磨具磨損比較。豢梢赃m應(yīng)各種冷卻液的作用;磨削時(shí)磨具的形狀保持性好,磨出工件的精度高;磨具內(nèi)有較多的氣孔,磨削時(shí)有利于排屑和散熱,不易堵塞、不易燒傷工件;磨具的自銳性比較好,修整間隔的時(shí)間長,修整比較容易。因此陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具在國外一些發(fā)達(dá)國家的使用日益增多。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新型材料不斷增長,機(jī)械加工向高質(zhì)量、高精度、高效率、自動(dòng)化方向的不斷發(fā)展,陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的應(yīng)用范圍越來越廣,用量不斷增加。主要應(yīng)用于金剛石刀具、立方氮化硼刀具、硬質(zhì)合金及新型工程陶瓷材料的粗磨、精磨及超精磨,金屬陶瓷、鑄鐵、陶瓷、寶石、鐵氧體,混凝土、耐火材料、纖維增強(qiáng)塑料的磨削和加工。
金剛石刀具主要集中在PCD復(fù)合片、化學(xué)氣相沉積(CVD)涂層刀具和單晶金剛石刀具等方面。選擇合理的工藝參數(shù),陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪研磨單晶金剛石,研磨效率比金屬結(jié)合劑砂輪高,磨耗比非常小,加工成本低,因此采用陶瓷結(jié)合劑砂輪研磨單晶金剛石,可極大的提高破天研磨效率。在磨削PCD刀具方面,由于樹脂結(jié)合劑較軟,磨削時(shí)容易變形,不能有效地磨削PCD刀具;金屬結(jié)合劑由于對(duì)磨粒的結(jié)合能力太強(qiáng)而使磨具自銳性差,磨削效率低,而且金屬結(jié)合劑砂輪會(huì)造成PCD刀具邊緣產(chǎn)生最最嚴(yán)重的破壞;綜合磨削效率、磨具耐用度及工件表面的加工質(zhì)量,陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪是磨削PCD刀具的最合適選擇。
細(xì)粒度陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具用于對(duì)鉻淬火鋼軸承滾柱做精密尺寸加工。
陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具用于對(duì)汽車、拖拉機(jī)曲軸、液壓泵齒輪頸做精密加工。
有較好韌性的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪用于對(duì)電視機(jī)顯像管螢光屏做粗磨和精磨。用陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪加工集成電路用高性能硅片,加工精度高,加工粗糙度低,且磨后硅片無金屬離子污染,加工產(chǎn)品的合格率高。
新型工程陶瓷材料由于其自身的優(yōu)良性能,如高硬度,高耐磨性,耐高溫性,抗腐蝕性,高剛度重量比,低密度和極強(qiáng)的化學(xué)惰性等,使其在科學(xué)和工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。如MgO單晶體廣泛用高溫超導(dǎo)、薄膜基片、激光零件,這些新型材料的使用,由于性脆,加工時(shí)易產(chǎn)生裂紋,往往也伴隨著大量的加工問題。金剛石是自然界中最硬的材料,用它制成的磨具解決了玻璃、陶瓷等高硬度材料的加工問題。對(duì)于新發(fā)展的氮化硅等工程陶瓷,用樹脂或金屬結(jié)合劑金剛石砂輪進(jìn)行磨削時(shí),容易出現(xiàn)結(jié)合劑對(duì)磨粒的把持力不夠,磨耗增大;或結(jié)合劑的韌性過大,磨具中氣孔少,磨削力下降,磨具磨鈍后難以修整等,使整個(gè)磨削加工比較困難。陶瓷結(jié)合劑是陶瓷質(zhì)或玻璃質(zhì)的,結(jié)合劑剛性好,能耐高溫,磨削時(shí)適于精修整,不會(huì)產(chǎn)生讓刀現(xiàn)象。且陶瓷結(jié)合劑對(duì)磨粒粘附力強(qiáng),棱角保持性能好,能進(jìn)行高精度磨削。另外,陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪在制造過程中可以進(jìn)行硬度和氣孔上的調(diào)整,有利于磨削性能的提高,通過合理配比及生產(chǎn)控制,不會(huì)產(chǎn)生變形,這一點(diǎn)也是使砂輪加工精度高的原因。
歸納起來用陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪磨削時(shí),具有以下優(yōu)點(diǎn);
(1) 磨削效率高;
(2) 具有很高的耐磨性:砂輪的耐磨性高,磨粒消耗少,特別是在磨很硬又很脆的工件時(shí)最明顯;
(3) 磨削力小,磨削溫度低;
(4) 磨削的工件精度高、表面質(zhì)量好,工件的形狀保持性好。
因此陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪在陶瓷等一些特殊材料的磨削加工中,具有越來越明顯的優(yōu)勢,在金剛石磨具的發(fā)展中有著良好的前景。被認(rèn)為是高速、高效、高精、低磨削成本、低環(huán)境污染的高性能磨具,具有越來越廣泛的應(yīng)用,是近來世界各國磨削工具競相研究開發(fā)的熱點(diǎn)。