荥阳市光明金刚石实业有限公司

高温钎焊性能比电镀金刚石工具优异得多

德国的A Trenker等在钎焊过程中分别采用了镍基活性钎料和镍基钎料来实现金刚石与基体的结合。由与电镀工具的对比图可以看出，高温钎焊金刚石工具的性能比电镀金刚石工具优异得多，钎焊工具起始磨削性能是电镀工具的3.5倍以上，寿命是电镀工具的3倍以上；

由于钎焊工具有较大的容屑空间，金刚石磨粒有较大的自由切削面且磨粒间空间较多，使切屑很容易被排除定做金刚石工具电镀，所以钎焊金刚石工具的磨削性能好金刚石工具电镀。

固结磨具按所用磨料的不同，可分为普通磨料固结磨具和超硬磨料固结磨具。前者用刚玉和碳化硅等普通磨料，后者用金刚石和立方氮化硼等超硬磨料制成。

普通磨料固结磨具是由结合剂将普通磨料固结成一定形状，并具有一定强度的磨具。一般由磨料、结合剂和气孔构成，这三部分常称为固结磨具的三要素。

金刚石钎焊的原理

上个世纪八十年代末，人们开始探索钎焊技术用于金刚石工具制作。采用在金刚石表面镀覆某些过渡族元素（如Ti、Cr、W等）金刚石锯片电镀，并与其发生化学反应在表面形成碳化物。通过这层碳化物的作用，金刚石、结合剂、基体三者就能通过钎焊实现牢固的化学冶金结合，从而实现真正的金刚石表面金属化，这就是金刚石钎焊的原理。

磨料：结合国内外的磨料种类，可以选择的有氧化铝，刚玉、白刚玉、碳化硅、锆刚玉、陶瓷氧化铝、碳化硼、天然磨料、混合磨料、其他; 石榴石、燧石等可以直接选择天然磨料；可供粒度：12-6000金刚石磨盘电镀，供应商在发布产品时可以选择多个粒度号；

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，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”，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。

立方氮化硼是人工合成的一种超硬材料

立方氮化硼是硬度仅次于金刚石的超硬材料。它不但具有金刚石的许多优良特性，而且有更高的热稳定性和对铁族金属及其合金的化学惰性。它作为工程材料，已经广泛应用于黑色金属及其合金材料加工工业。同时，它又以其优异的热学、电学、光学和声学等性能，在一系列高科技领域得到应用，成为一种具有发展前景的功能材料。

立方氮化硼微粉，用在精密磨削、研磨、抛光和超精加工，以达到的加工表面。适用于树脂、金属、陶瓷等结合剂体系，亦可用于生产聚晶复合片烧结体，还可用做松散磨粒、研磨膏。

CBN由于具有优异的化学物理性能，如具有仅次于金刚石的高硬度、高热稳定性和化学惰性，作为超硬磨料在不同行业的加工领域获得广泛的应用，汽车、航天航空、机械电子、微电子等工业不可或缺的重要材料，也得到各工业发达国家的极大重视。

合成CBN除静高压触媒法还有多种方法，如静高压直接转化法、动态冲击法、气相沉积法等，其中有些方法如气相沉积法发展很快。但迄今为止工业合成CBN主要方法还是静高压触媒法，CBN的合成研究也主要集中于这方面。

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。

金刚石磨头磨盘刀具的性能及种类

之前，金刚石磨头磨盘刀具几乎不为所用，原因在于成本太高。如今，虽然金刚石磨头磨盘刀具价格仍然优点贵，但其质量和可靠性已然提高。在这个追求质量和效率的年代，金刚石磨头磨盘刀具是很好的刀具材料。故在汽车，航空航天以及等领域的切削加工中具有很大的竞争及。并且在刚性较好的机床上使用，制造商可以完全发挥出金刚石磨头磨盘刀具所具备的潜能，为制造商提升生产效率和降低生产成本。

目前金刚石磨头磨盘刀具分为整体式，复合式和镶嵌式，如整体式金刚石磨头磨盘刀具，就具备良好的耐磨性和抗衡从击韧性，在高硬度铸铁领域得到很好的发展和利用。就如粗加工磨头铸铁时，由于铸件余量大，而且难免会出现夹砂、气孔等铸造缺陷，对刀具来讲是很大的困扰，尤其是硬度在HRC50以上的更难加工。

整体式金刚石磨头磨盘刀具双面都有刃口加工，降低了刀具生产成本，并且整体式金刚石磨头磨盘刀具的横剖面有4.76mm厚，比传统刀具3.17mm还厚，这使刀片在标准的垫片式金刚石磨头磨料刀把槽上能可靠安装。

金刚石磨头磨盘刀具还有复合式和镶嵌式。所谓的复合式就是只在刀具的一面可以加工，基体选用较好的金刚石磨头磨料基体，将金刚石磨头磨盘材料烧结在刃口部位。只在刀片的一边提供多切削刃(如下图所示)。和整体式金刚石磨头磨盘刀片相比更经济一点，但这种复合式金刚石磨头磨盘刀具只适合精加工工序使用。

还有一种是镶嵌式金刚石磨头磨盘刀具，同样基体是金刚石磨头磨料刀具，不过和复合式相比是双面(上下)刃口都可以使用，如菱形刀片，复合式是两个刃口，而镶嵌式是四个刃口(如下图所示)。同样只适合精加工工序。