如何研制適合加工PCD 的陶瓷結合劑金剛石砂輪

聚晶金剛石(PCD ) 材料、聚晶立方氮化硼(PcBN ) 材料, 是金剛石或cBN 微粉在高溫高壓下合成在硬質合金基體上的, 它克服了金剛石、cBN 單晶各向異性的特點, 具有高硬度及高耐磨性, 是理想的刀具材料, 被廣泛應用于汽車、航空、航天、建材等領域的加工。合成的PCD、PcBN 片外圓形狀不規(guī)則, 表面不平整。需要對PCD、PcBN 進行加工, 使其與硬質合金基體尺寸保持一致且平面平整。PCD 的高硬度、高耐磨性使刀具刃磨相當困難, 主要體現(xiàn)在材料磨除率小、砂輪損耗大、刃磨效率低、刃口呈鋸齒狀等。因此, PCD 刀具的刃磨加工是影響其使用的關鍵工序。

采用樹脂結合劑金剛石外圓砂輪加工PCD、PcBN 時, 加工效率低, 加工成本高, 成品的尺寸偏差大, 磨削噪音大, 對環(huán)境污染較大, 對磨床的破壞大。

陶瓷結合劑砂輪具有耐高溫。加工效率高、剛性好、在磨削過程中保持刃具形狀好, 成品的尺寸精度能得到保證等優(yōu)點。使用陶瓷結合劑金剛石砂輪磨削加工PCD 刀具, 可最大限度地提高磨削效率。且磨削比小, 耐磨度高, 使用壽命長, 加工成本低, 具有廣泛的實際意義和推廣價值。

陶瓷結合劑金剛石砂輪的刃磨表面質量較好, 基本與金屬結合劑砂輪磨削質量相接近, 而其磨削效率極高, 約為金屬結合劑砂輪刃磨效率的4 倍, 這一點已被實驗證明。

但由于金剛石的耐熱穩(wěn)定性差, 惰性較大, 使陶瓷結合劑金剛石砂輪制備比較困難, 砂輪批次之間的性能不易穩(wěn)定, 因此, 陶瓷結合劑金剛石砂輪的廣泛應用受到限制。通過對陶瓷結合劑及磨具性能的研究, 研制出適合PCD 加工的陶瓷結合劑金剛石砂輪是制備的關鍵。(中國研磨網)