荥阳市光明金刚石实业有限公司

不能用金刚石刀具加工淬硬钢：

金刚石由碳原子构成。某些材料受热时，会从金刚石中吸出碳原子并在工件中形成碳化物。铁就是此类材料之一。用金刚石刀具加工铁族材料时金刚石电镀工具，摩擦产生的热量会使金刚石中的碳原子扩散到铁中金刚石工具电镀，从而造成金刚石涂层因化学磨损而提前失效。

磨具在使用过程中，当磨粒磨钝时，由于磨粒自身部分碎裂或结合剂断裂，磨粒从磨具上局部或完全脱落，而磨具工作面上的磨料不断出现新的切削刃口，或不断露出新的锋利磨粒，使磨具在一定时间内能保持切削性能。

金刚石刀具的限制：

重磨和重涂层的金刚石涂层刀具质量难以保证由于刀具表面生成的涂层为纯金刚石，因此用金刚石磨轮对刀具进行重磨需要耗费很长时间。

此外金刚石锯片电镀，为使金刚石生长而采用的刀具。制备工艺会改变刀具表面的化学特性，由于涂层时要求对这种化学特性进行非常准确的控制，因此刀具重新涂层的效果难以得到保证。

金刚石通过不同的金属镀覆，再经X射线衍射研究分析表明：金刚石表面形成各种不同的碳化物，而产生新的化学键合，提高了金刚石把持力，金刚石颗粒与胎体金属形成“化学/冶金结合”金刚石磨盘电镀，增加金刚石与胎体之间结合强度，并能抵抗对金刚石的氧化与石墨化，提高金刚石工具的使用寿命，完善了金刚石工具使用性能。

金刚石磨头为什么需要修正？

在磨削加工中，影响磨削质量好坏的根本因素是磨料磨具的固有特性和被加工材料的物理化学性质   因此，对于确定的工件材料，必须首先选择合适的金刚石磨头，然而影响磨削性能的其他条件，诸如金刚石磨头的修正，磨削液的配置，机床的热变形，磨削用量等如果不能适应磨削的要求，同样达不到提高磨削效率和磨削质量的目的。其中金刚石磨头的修正在磨削中占有重要的地位，是充分发挥磨料磨具优异性能的必要条件。

至于金刚石磨头为什么需要修正呢？

原因有两种：

一是由于磨粒磨损，棱角变钝，七孔被切削堵塞从而失去切削能力；   二是由于磨粒在金刚石磨头中分布不规则，切削刃棱角的锐利程度不同（晶体的方向性），而与结合剂的结合强度不一致，磨粒磨损的程度也不相等，造成自锐脱落的不均匀，以致影响工件表面的几何形状、表面粗糙度和尺寸精读。

因此在修整过程中，从金刚石磨头表面切除的应当是薄而又必要的表面层，并且能使金刚石磨头在两次修整间隔中具有长的磨削时间。

金刚石磨头的锋利度应该如何提高 金刚石磨头在工作时，需求是锋利，在此基础上才有工作寿命等进一步需求。而影响磨头锋利度的原因非常复杂。包括了金刚石的品质，类型，浓度，配方设计等等，此外，与酚醛树脂的选型，固化工艺等也有很大的关系．我们通过对酚醛树脂固化机理的深入研究，提出了如何提高磨头锋利度的改善方案，特别指出了固化工艺的重要性，并推荐了新型的填料．

1、磨头工作中的化学反应   磨头在工作过程中，随着摩擦生热，温度不断升高，主要会发生两大类化学反应：一是空气中的氧气会使酚醛树脂发生氧化反应，我们可以从酚醛树脂的TGA分析曲线看出这个反应变化的过程。二是部分填料的氧化反应。   1）酚醛树脂的分解，是磨头磨损的主要化学因索。因此如何提高树脂的结合强度是我们研究的基础。包括树脂本身的耐温性能和它固化结构的耐温性能。当然，据此也可以调整磨头的锋利度。   2）酚醛树脂如果有氮气保护，那么它的热分解温度点将大大推迟，也就是说，减少磨头工作环境中的氧气将能提高磨头的高温性能，提高对金刚石的把持力，使之充分发挥作用；

3）热量是导致树脂分解的主要原因，那么减少不必要的热量的产生，应该可以提高对金刚石的充分利用。

2、树脂固化的基本原理    我们知道酚醛树脂在不同的固化温度下会发生不同的反应，因此我们知道，温度的升高，不仅仅导致反应加快，更在超越180℃点后直接发生完全不同的固化反应。这个反应导致磨头更硬，更耐高温，但是也更脆。同时，提高含量能提高交联密度，使磨头产生类似的效果。为了提高锋利度，则可以据此多向选择。

金刚石磨头硬度及其选择

金刚石磨头硬度与磨粒本身的硬度不是一回事，它是指金刚石磨头工作 表面的磨粒在外力作用下脫落的难易程度。也就是说，磨粒容 易脫落的，金刚石磨头的硬度就软，反之，硬度就高。金刚石磨头的硬度选 得过高，结合剂会把已经磨钝而失去了切削能力的磨粒牢牢把 持住而不脫落，金刚石磨头和工件表面的摩擦力增加，使工件表面发 热而出现，金刚石磨头的切削能力也降低。相反，如果金刚石磨头的硬 度选得太软，在磨削时，磨粒还在锋利的时候就会掉下来，从 而增加金刚石磨头的磨損，使金刚石磨头很快失去正确的几何形状。所以， 正确选择金刚石磨头硬度是很重耍的。

为了适应不同的工件材料和磨削质量的要求，需要有各种 不同硬度等级的金刚石磨头供选择。表4是国內生产金刚石磨头的硬度等级。

生产金刚石磨头时，由于各种条件的影响，使金刚石磨头硬度不稳定而 产生偏高偏低的现象，增加了金刚石磨头选择和使用的困难。在某些 要求高的工序中，例如刃磨刀具和精密加工时，必须仔细选择。

下面介绍选择金刚石磨头硬度时应考虑的情况。

加工软材料时要选较硬的磨头，加工硬材料时则要选软砂 轮。这是因为软材料容易磨削，磨头工作表面的磨粒不易磨 钝，为了不致于使磨头上的磨粒在未磨钝前就脫落，磨头硬度 就要选髙一些。工件材料硬时，磨粒容易磨钝，此时，为了保 持磨头的切削性能和不工件，需要使磨钝的磨粒较快脫落 而突出新的锋利磨粒，磨头的硬度就要软一些。例如，磨淬过

火的合金钢、髙速钢，可选私〜2&的硬度;未淬火的钢常用 ZR2〜Z2的磨头。但在加工特別软而韧的材料时，由于切層容 易堵塞磨头，磨头的硬度又要选软一些。

工件材料的导热系数与磨削质量有关。合金钢的导热系数 低，工件磨削区域的热量不易散去，容易使工件。因此， 在磨削导热系数差的合金钢时，要选软的和组织松的磨头。如 硬质合金的导热系数差，磨削时易产生裂纹，所以，刃磨硬质 合金刀具要选艮〜R3的绿碳化硅磨头。