陶瓷金剛石砂輪

砂輪的特性主要由磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織及形狀尺寸等因素所決定。在超硬砂輪中硬度和組織一般忽略不提。

陶瓷金剛石砂輪磨料

磨料是制造砂輪的主要原料，直接擔(dān)負(fù)著切削工作。。

金剛石：適合加工普通材料砂輪難以加工的高硬金屬和非金屬硬脆材料。如硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃、陶瓷、石材、半導(dǎo)體材料等。

陶瓷金剛石砂輪粒度

粒度是指磨料顆粒的尺寸，其大小用粒度號表示。

國標(biāo)規(guī)定了磨料和微粉兩種粒度號。

一般說，粗磨選用較粗的磨料(粒度號較小)，精磨選用較細(xì)的磨料(粒度號較大)；微粉多用于研磨等精密加工和超精密加工。陶瓷金剛石砂輪的粒度范圍一般在w1.5~80/100

陶瓷金剛石砂輪結(jié)合劑

結(jié)合劑的作用是將磨料粘合成具有一定強度和形狀的砂輪。砂輪的強度、抗沖擊性、耐熱性及抗腐蝕能力，主要取決于結(jié)合劑的性能。

常用的結(jié)合劑有陶瓷結(jié)合劑(V)、樹脂結(jié)合劑(B) 、橡膠結(jié)合劑(R)和金屬結(jié)合劑(M)等。

陶瓷結(jié)合劑：應(yīng)用最廣，適用于外圓、內(nèi)圓、平面、無心磨削和成形磨削的砂輪等；

樹脂結(jié)合劑：適用于切斷和開槽的薄片砂輪及高速磨削砂輪；

橡膠結(jié)合劑：適用于無心磨削導(dǎo)輪、拋光砂輪；

金屬結(jié)合劑：適用于金剛石砂輪等。

陶瓷金剛石砂輪形狀與尺寸

根據(jù)機床類型和加工需要，將砂輪制成各種標(biāo)準(zhǔn)的形狀和尺寸。詳情可參閱磨具標(biāo)準(zhǔn)

為解決上述問題，科技工作者從多方面進(jìn)行了研究，其中低溫陶瓷結(jié)合劑的性能是影響陶瓷接合劑金剛石砂輪內(nèi)存質(zhì)量和發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，研究高強度、低溫、低膨脹系數(shù)等性能優(yōu)良的低溫陶瓷接合劑是國內(nèi)外超硬材料陶瓷砂輪研究的重點。

Tanaka T，Esaki S，Nishida K 等通過有選擇地在砂輪內(nèi)增加氣孔的數(shù)量和大小，可以使超硬材料套次砂輪的自銳性得到進(jìn)一步的改善。

Jackson MJ，Barlow N，Mills B通過控制超硬材料陶瓷砂輪內(nèi)的氣孔結(jié)構(gòu)，使生產(chǎn)的砂輪具有高粘結(jié)強度、磨削加工時有良好磨削效率和冷卻性能。通過熱機械分析、Raman光譜分析等手段，Kuan-Hong Lin，Shih-Feng Peng，Shun-Tiab Lin對燒結(jié)溫度、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)時間對超硬材料陶瓷砂輪燒成收縮率及金剛石的燒損進(jìn)行了研究，并研究了了陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪的燒結(jié)參數(shù)與磨削特性。俄羅斯學(xué)者選用的超硬材料陶瓷結(jié)合劑配方主要以化學(xué)成分進(jìn)行配比，選擇硼玻璃或硼鉛玻璃體系作為理論研究對象。還對鉛玻璃結(jié)合劑進(jìn)行了比較深入的研究，但鉛是一種有毒物質(zhì)，高溫下容易分解。

早在上世紀(jì)90年代日本研究者研究了陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪高效高精磨削時，砂輪濃度、磨粒要求等選擇要求。研究Na2O-B2O3-SiO2為基本成分的硼硅酸鹽玻璃體系結(jié)合劑的超硬材料砂輪的磨削性能;陶瓷結(jié)合劑的配方主要以化學(xué)成份進(jìn)行配比，選擇硼玻璃或硼鉛玻璃體系作為理論研究對象。

國外的研究中，對陶瓷結(jié)合劑開始進(jìn)行增韌補強研究，如對結(jié)合劑玻璃相進(jìn)行微晶化處理，結(jié)合劑中加入適量合適的晶須。他們發(fā)現(xiàn)在結(jié)合劑中添加硼酸硅晶須，一方面可以抑制方石英的生成，防止方石英在100°C～200°C時因體積急劇膨脹而使砂輪產(chǎn)生裂紋;另一方面硼酸鋁晶須本身可以起到晶須增強的效果，從而提高結(jié)合劑的抗拉強度。

由于陶瓷結(jié)合劑與金剛石磨料結(jié)合時，難度系數(shù)比較大等因素，陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪的研發(fā)和生產(chǎn)受到了阻礙。工程師率先在國內(nèi)生產(chǎn)出磨寶石用的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，并制定了多種砂輪規(guī)格，得到了寶石加工領(lǐng)域的青睞。如今研發(fā)的磨PCD/PCBN刀具陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪、磨金剛石復(fù)合片陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪等系列陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪在市場取得了良好的口碑。

用配比好的陶瓷結(jié)合劑把磨粒粘結(jié)起來，經(jīng)壓坯、干燥、焙燒及修整而成的，具有很多氣孔、用磨粒進(jìn)行切削的磨具。磨粒以其露在表面部分的尖角作為切削刃。主要分為：陶瓷砂輪（碳化硅、棕剛玉、白剛玉等）和陶瓷超硬砂輪（陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪和陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪）兩大類。

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)合劑金剛石砂輪在鉆石、工業(yè)陶瓷、金剛石復(fù)合片，金剛石聚晶，金剛石刀具，立方氮化硼，硬質(zhì)合金等高硬脆材料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，是世界各國磨削工具競相研究開發(fā)的熱點。

陶瓷結(jié)合劑金剛石的研究主要從幾個方面

[1]低溫、高強、低膨脹系數(shù)陶瓷結(jié)合劑的研究;

[2]陶瓷結(jié)合劑的性能改善研究;

[3]陶瓷結(jié)合劑與金剛石磨粒之間潤濕研究;

[4]金剛石磨粒表面改性研究;

[5]砂輪結(jié)構(gòu)的改善研究;

[6]砂輪最佳制備工藝參數(shù)研究;

[7]最佳磨削工藝參數(shù)及磨削方式的研究等。

陶瓷金剛石砂輪廣泛應(yīng)用在晶圓（半導(dǎo)體硅片和太陽能硅片），金剛石復(fù)合片，金剛石聚晶，金剛石刀具，立方氮化硼，鎢鋼（硬質(zhì)合金），新型工程結(jié)構(gòu)陶瓷，寶石，水晶，稀土材料（磁性材料）等高硬脆材料的機械加工中，并取得了良好的經(jīng)濟效益。

陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪主要用于：PCD、CVD、PCBN、硬質(zhì)合金、陶瓷刀具以及其它刃具銑刀、鉆頭、鉸刀等切削工具的研磨和快速高效低損傷磨削。

新鄭市利發(fā)磨料磨具有限公司，位于黃帝故里新鄭市，是新鄭市一家專業(yè)從事綠碳化硅砂輪、低白剛玉砂輪，棕剛玉砂輪，鉻剛玉砂輪，樹脂金剛石砂輪，陶瓷金剛石砂輪，電鍍金剛石砂輪等磨料磨具產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)、銷售為一體的高新磨料磨具生產(chǎn)型技術(shù)企業(yè)。

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