荥阳市光明金刚石实业有限公司

电镀金刚石工具在各行业的应用

电气电子工业：电镀金刚石内圆和外圆切割片是切削半导体等硬脆的贵重材料的工具。具有、切缝窄、材料损耗少等特点。

玻璃工业：电镀金刚石掏料刀可以直接在光学玻璃板材上掏取各种规格的光学仪器镜头的圆坯。电镀金刚石磨轮、扩孔器、钻咀等，可以在普通平板玻璃上进行磨边、钻孔、扩孔金刚石工具电镀。

砂瓦：砂瓦是用磨料和结合剂制成的块状固结磨具。砂瓦大多数用刚玉或碳化硅磨料和树脂结合剂制成，也有少量用陶瓷或菱苦土结合剂制造的，通常是数块砂瓦固定在砂轮夹盘上镶装成组合体后使用，每块砂瓦之间一般有一定间隔，便于散热和排屑。

金刚石的成核机理

在研究金刚石的成核机理等基础理论方面是较为完善的一种。尽管合成速度较慢约为1~2um/h，但沉积的金刚石薄膜质量高，与基体结合好。

近发展的等离子体辅助热丝CVD法(EACVD)金刚石锯片电镀，不仅获得远比一般热丝CVD法更高的沉积速度(10—20um/h)，而且金刚石膜的质量得到显著提高。

先将真空室抽成真空，再将热丝加热到1800℃~2400℃的高温，通往含碳气源和H2，气体通过热丝时被分解成原子H，CH3，C2H2等基团，这些活性基团在800℃~1100℃的基体上反应形成金刚石晶核金刚石磨盘电镀，再生长成金刚石膜。其中丝的材质、温度、丝与基体间的距离、气体种类比例、基体温度等对金刚石形核和生长都影响。

CFRP加工用金刚石镀附工具

适宜地将基体和增强材料结合起来从而形成可控性机械特征是复合材料的一个特色。碳纤维增强塑料由于其优越的抗拉强度、比湿度、抗腐蚀性而广泛应用在工业机械如汽车、直升机、器械和铁路车辆等领域。此外，CFRP材料在航天领域是一种基础的结构材料，可以减轻飞机机身重量从而提高燃料效率，节省维护成本。

在航天领域，和CFRP材料有关的加工都会应用金刚石镀附工具。金刚石镀附钻，用于CFRP材料的精密钻孔。由于轴向力沿着纤维板叠层方面施力，钻孔时CFRP材料容易出现分层。

随着切削工具磨损的加剧和碎屑粘附在切削刃上，钻削时的抗钻强度也逐渐增大，CFRP材料过度受热，强度也由此降低。为解决这一问题，就不可避免地要应用到金刚石镀附钻。

金刚石磨头特性对磨削效果的影响

磨削加工和其他机槭加工一样，主要要求能经济地获得高 的生产效率和良好的加工质量，同时，要求降低金刚石磨头和修整工 具一金刚石的消耗。而耍满意的达到上述耍求，是和机床状 态、金刚石磨头特性、工件的性质和批量、磨削工序的特点以及操作 技术和管理水平等一系列因素有关的。下面主要谈谈金刚石磨头的特 性是如何影响磨削效果的。

(一)金刚石磨头特性对磨削生产率的影响

磨削生产率与金刚石磨头的切削性能和单位时间內参加磨削的磨 粒数量有关。金刚石磨头的切削性能好、单位时间內参加磨削的磨粒 数多，磨削生产率就高。因此，从金刚石磨头方面来看，要提高生产 率，主要应从这两方面考虑。

1.金刚石磨料的粒度是影响磨削生产率的主要因素。金刚石磨料颗粒 大，磨削深度可以增加，每颗磨粒切去的金属就多，生产率就 高。因此，在满足光洁度要求的前提下，应尽量选用粗一些的 粒度。例如，磨钢锭和铸件打毛刺时，一般选用16*»〜20»的粗 粒度金刚石磨头;曲轴轴颈的粗磨选用36«粒度，精磨用46*粒度;磨 机床轴类零件，一般选用46*»〜60#粒度较好。

又如磨削螺纹，过去为了保证达到一定的尖角，粒度一般 选得较细。近来，在其他因素的配合下，粒度可以选得粗一些， 可以提高生产率，加工精度并不会降低。

2.金刚石磨头硬度也是影响磨削生产率的一个因素。硬度适当 降低，可以改善磨头的自锐性，即磨钝的磨粒容易脫落，能经

常保持锋利的切削刃口，使金刚石磨头保持良好k切削性能I同时， 还可戚少磨头的修整次数，生产率也就可以提高。但要注意， 在切入磨削或成型磨削时，降低磨头的硬度，不容易保持磨头 的正确儿何形状，需要经常修整磨头，反而会影响生产率的提 高。

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：

金刚石磨头的种类和选择金刚石磨头的一般知识

凡用不同结合剂将磨粒粘结成不同形状和膏檢用于磨 削、硏磨和抛光的工具，统称为金刚石磨头。 、

根据金刚石磨头的基本形状和使用方法的不同，将金刚石磨头分成六夫 类，即磨头，油石，砂瓦，磨头，砂布砂纸和硏磨膏。

目前，硏磨膏一般都由使用厂自供自用，砂布砂纸虽已生 产多年，但是产品质量标准尙在拟订中，鉴于这种情况，本书 对这两类产品不予以介绍。

本书以后文中的“金刚石磨头”一词，是泛指磨头、油石、砂瓦 和磨头四类金刚石磨头，不包含砂布砂纸和硏磨膏两类金刚石磨头。

每一种金刚石磨头都只有一定的适应范围，不是任何零件都可以 用一种金刚石磨头来磨削的，因此，对每一个磨削工序都要选择合适 的金刚石磨头。 ，

选择合适的金刚石磨头，就是根据被磨工件的性质、加in质量和 生产率要求以及完成磨削加工工序的条件等各方面的因素来选 择金刚石磨头的特性，这些特性包括金刚石磨料、粒度、硬度、结合剂、组 织、形状及尺寸七个方面。