荥阳市光明金刚石实业有限公司

表面金属化后焊接

金刚石表面的金属化是通过表面处理技术在金刚石表面镀覆金属，使其表面具有金属或类金属的性能。一般是在金刚石的表面镀Ti，Ti与C反应生成TiC，TiC与Ag-Cu合金钎料有较好的润湿性和结合强度。

目前常用的金刚石工具镀钛方法有：真空物理的气相沉积（PVD，主要包括真空蒸发镀、真空溅射镀、真空离子镀等），化学气相镀和粉末覆盖烧结。

PVD法单次镀覆量低金刚石电镀磨头，镀覆过程中金刚石的温度低于500℃金刚石工具电镀，镀层与金刚石之间是物理附着、无化学冶金。CVD法Ti与金刚石发生化学反应形成强力冶金结合，反应温度高，损害金刚石。

磨料磨具类金刚石膜特性

磨料磨具类金刚石膜有机械性能、电阻率及耐腐蚀性、光学性能和稳定性;

机械性能：磨料磨具中类金刚石膜具有高硬度和高弹性模量，不同的沉积方法制备的DLC膜硬度差异很大，沉积的工艺参数对DLC膜的硬度也有影响，膜层内的成分对膜层硬度也有一定影响。

但是类金刚石膜也有很高的内应力，薄膜的内应力是决定薄膜的稳定性和使用寿命并影响性能的重要因素，而且内应力也会限制膜的厚度金刚石锯片电镀。压应力是由所含的氢造成的，促使sp3和sp2的比例变小，会影响膜的性能，研究发现含氢量小于1%的类金刚石膜应力较低，另外膜厚的均匀性对内应力也有影响。通过在膜中掺杂N、Si、O，金属内应力可以减小金刚石磨盘电镀，然而内应力减小会影响到硬度和弹性模量。

使用电镀金刚石磨头时需要注意什么

由于电镀金刚石磨头成形修整法具有修整时间短、能修整出各种复杂型面、型面精度保持好、修整操作方便等特点，其使用效果已逐渐得到人们的认可，在生产中也得到了越来越广泛的应用。但在电镀金刚石磨头的设计、制造与使用中应注意如下几点：

（1）金刚石的粒度较被修整磨头的粒度应粗一号，还要选择金刚石颗粒尺寸接近一致，颗粒形状近似球形，常用粒度为36#~100#。  （2）通常采用磨头与磨头接触点处线速度方向同向、磨头线速度与磨头线速度之比（qd值）取+0.3~+0.7较好，不得超过+1;修整时磨头切入量以磨头每转切入0.5~1μm为宜，每次修整磨头的总量应为0.02~0.04mm;光修时间尽量压缩。

（3）电镀金刚石磨头的制造误差应小于工件公差的1/2左右，磨头孔与安装轴承的配合间隙为2~4μm.。

（4）可采用天然或人造金刚石，人造金刚石必须采用高强度等级钻石，如磨钢金刚石SCD或高强度金刚石SMD。

（5）磨头制造时，一般精度的磨头可用外镀法和烧结法，和复杂型面磨头应用内镀法制造，同时进行磨削修整。

（6）电镀金刚石磨头修整磨头时必须遵守快进（不能碰上磨头）→慢进（按需要的切入速度进给）→光修→退出的动作程序，不得错步，否则磨头寿命难以保证。

金刚石磨头刀片为淬硬钢材料加工提供了更好的解决方法

" 所谓的淬硬钢：一般都是高碳钢或高磨头钢,因为其高碳、高磨头性,经过淬火后的钢铁表面硬度会大幅度提高,这种钢叫做淬硬钢，包含淬火模具钢，轴承钢，齿轮钢，等，是典型的难加工材料之一。

淬硬钢件的特点在于经过淬火+回火后具有较高的硬度，通常会采用磨削作为切削加工方式。但磨削效率低，成本高，污染严重，随着磨具行业的不断研究，可高速硬车削的非金属粘合剂金刚石磨头刀片，为加工淬硬钢件提了更好的解决途径。

高速硬车削的金刚石磨头刀片具有以下几方面的优势：

(1)：由于金刚石磨头刀片具备高硬度，高耐磨性，良好的抗冲击性和抗断裂性能，使其金属切除率是磨削的3-4倍，而消耗的能量只是普通磨削加工的1/5。

(2)污染减轻：金刚石磨头刀片以干式切削为主，减少了切削液 对环境的污染，切屑易回收处理。并且减少了冷却装置，简化生产系统，降低了生产成本。

(3)成本降低：在生产率相同的情况下，车床的投资只有磨床的1/3，而且占地面积小，辅助费用低。并且采用数控加工中心高速铣削淬硬模具钢，可以在很大程度上代替电火花加工淬硬钢。

(4)高速切削：高速切削淬硬钢件有利于切削热被切屑带走，减少切削热传递给工件，减少了磨削加工中易产生的表面和裂纹等现象。提高了淬硬钢件的表面质量和精度。

金刚石磨头刀片是合适高速硬车削的金刚石磨头磨具刀片，在提高生产效率的基础上降低加工成本，减少环境污染,在高速硬车削领域内发挥着重大的作用，为淬硬钢、淬火钢、高锰钢等难加工材料带来了新的期望。

金刚石磨头结合剂及其选择

结合剂是把许多细小的磨粒粘结在一起而组成金刚石磨头的材 料。它的种类很多，常用的结合剂有以下几种：

陶安结合剂(代号A):它是一种无机结合剂，由粘土、 长石和其它天然的硅铝酸盐材料为原料配合制得。

这种结合剂的应用范围广，能做成各种粒度、硬度、组 织、形状和尺寸的金刚石磨头。陶瓷结合剂的性能稳定，不受天气、 溫度变化的影响，能耐水、耐热而不变质，能适应加各种冷却 液的磨削，也可干磨。陶瓷结合剂做的金刚石磨头比有机结合剂金刚石磨头 的气孔率大，磨削效率髙，磨损小，能较好的保持磨头的几何 形状，适用于成型磨削和磨螺纹、齿轮、曲轴等。

但是，陶瓷结合剂金刚石磨头脆性大，不能受剧烈的振动。一般 的陶瓷磨头只能在35米/秒以內的速度下使用，再髙的速度，则 须用特殊的陶瓷结合剂。

陶瓷结合剂按照它的耐火度不同分为烧熔结合剂和烧结结 合剂两类。各种刚玉金刚石磨头都是用烧熔结合剂制造，而各种碳化 硅金刚石磨头一般则用烧结结合剂制造。现在，已有用烧熔结合剂制 造的碳化硅磨头，这种磨头的机槭强度高，结构疏松，透气性 和自说性好，切削，用烧熔结合剂绿碳化眭磨头磨削T

此外，在陶瓷结合剂中加入硼、铅元素，可以提高金刚石磨头的 强度和韧性;在磨削小螺距螺纹时，可以获得较好的磨削效 果0

树脂结合剂(代号S):这是一种有机结合剂。用这种结 合剂制造的金刚石磨头强度高，有一定的弹性，•可制造丁作速度高于 50米/秒的磨头和很薄的磨头。它的应用范围仅次于陶瓷结合 剂，在下面一些工序中用得多：

金刚石磨头磨盘刀具更适合加工硬零部件

金刚石磨头磨盘刀具更适合硬零部件的加工，实际上，被加工零件的硬度一般在HRC45以上，如果金刚石磨头磨盘刀具加工硬度低于45HRC，效果将不太理想。

在粗加工工序，用整体式金刚石磨头磨盘刀具可以大余量车削，从而提高生产效率，如，作为郑州研制出整体式金刚石磨头磨盘刀具的企业，在粗加工领域有很大的声望，如先研发出的BN-K1牌号，吃刀深度可达到8mm，线速度可达到120m/min。但具体问题具体分析，如机床刚性好的机床可提高线速度和吃刀深度，反之则降低。

在精加工工序中，典型的应该就是淬火钢，硬度一般在HRC45以上，还有很多硬度在HRC60以上，对于传统金刚石磨头磨料刀具来说，根本无法实现切削加工。但对金刚石磨头磨盘刀具来讲是轻而易举。淬火钢一般属于精加工工序，余量较小，故常采用复合式或镶嵌式金刚石磨头磨盘刀具，但为了更经济更实用，一般会选刃口较多的镶嵌式金刚石磨头磨盘刀具。

针对淬火钢有成熟的刀具牌号及切削参数。如连续切削建议推荐BN-H11牌号，中等断续切削推荐使用BN-H20牌号，强断续切削推荐使用BN-S20牌号。在不考虑机床刚性和装夹方式的情况下，镶嵌式金刚石磨头磨盘刀具精加工的线速度可达到250m/min，并且精度可达到Ra0.4，代替粗磨工序。