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金刚石磨片磨料材料刀具的现状与发展方向

由于金刚石磨片磨料刀具材料的耐磨性和强韧性不易兼顾，因此使用者只能根据具体加工对象和加工条件在众多金刚石磨片磨料牌号中选择适用的刀具材料，这给金刚石磨片磨料刀具的选用和管理带来诸多不便。为进一步改善金刚石磨片磨料刀具材料的综合切削性能，目前的研究热点主要包括以下几个方面：

(1) 细化晶粒

通过细化硬质相晶粒度、增大硬质相晶间表面积、增强晶粒间结合力，可使金刚石磨片磨料刀具材料的强度和耐磨性均得到提高。当WC晶粒尺寸减小到亚微米以下时，材料的硬度、韧性、强度、耐磨性等均可提高，达到完全致密化所需温度也可降低。普通金刚石磨片磨料晶粒度为3——5μm，细晶粒金刚石磨片磨料晶粒度为1——1.5μm(微米级)，超细晶粒金刚石磨片磨料晶粒度可达0.5μm以下(亚微米、纳米级)。超细晶粒金刚石磨片磨料与成分相同的普通金刚石磨片磨料相比，硬度可提高2HRA以上，抗弯强度可提高600——800MPa。

常用的晶粒细化工艺方法主要有物理气相沉积法、化学气相沉积法、等离子体沉积法、机械磨片化法等。等径侧向挤压法(ECAE)是一种很有发展前途的晶粒细化工艺方法。该方法是将粉体置于模具中，并沿某一与挤压方向不同(也不相反)的方向挤出，且挤压时的横截面积不变。经过ECAE工艺加工的粉体晶粒可明显细化。

由于上述晶粒细化工艺方法仍不够成熟，因此在金刚石磨片磨料烧结过程中纳米晶粒容易疯长成粗大晶粒，而晶粒普遍长大将导致材料强度下降，单个的粗大WC晶粒则常常是引起材料断裂的重要因素。另一方面，细晶粒金刚石磨片磨料的价格较为昂贵，对其推广应用也起到一定制约作用。

金刚石磨片生产中一定要了解干燥工艺
陶瓷金刚石磨具干燥所用设备有间歇式干燥室(或室式干燥室)和连续式(隧道)干燥室。其干 燥方法也分为间歇式和连续式两种。
1.确定干燥制度的原则
在设计干燥器或有新品种金刚石磨具投入生产时，都需要确定一个合理的干燥制度。干燥制 度是指毛坯在各个干燥阶段中所规定的干燥速度(干燥时间)。而干燥速度一般需要通过介 质温度和湿度、空气流速流量等来控制。
(1)干燥速度
实际生产中，总是希望干燥速度快些。但干燥速度过快毛坯易产生变形和开裂，且受到 干燥设备和条件的限制。干燥速度不能太快。不同毛坯，电镀金刚石切片耐用，不同干燥条件下，干燥速度不同， 其影响因素有：
①坯体对干燥的敏感性，太原电镀金刚石切片，主要指坯体的收缩性质。
②坯体的形状和大小、厚度。形状复杂、体大、壁厚的毛坯，在干燥时易产生收缩应力， 干燥速度不宜太快。
③干燥方法。不同的干燥方法应有不同的干燥速度。热空气干燥时传热速度较慢，干 燥速度不能太快。
④干燥介质的性质。采用低湿、高温空气要比高湿低温的干燥速度快。
⑤坯体的放置方式和空气的流动情况，这两种因素直接影响坯体的外扩散情况，空气 流动速度快，外扩散速度快。
⑥干燥的均匀程度。包括一个坯体的各部位及整个干燥器的各坯体之间。均匀程度 好，坯体质量高，电镀金刚石切片型号齐全，干燥速度可以提高。
(2)干燥介质的温度与湿度
它们是影响坯体外扩散的主要因素之一，生产主要靠调节干燥介质的温度来控制干燥 速度，湿度很少加以控制。

金刚石磨片刀具的应用材质
金刚石磨片刀具有高硬度和的耐磨性和热导性，摩擦系数低。适用于有色金属及其磨片(Cu、A1、Mg)等、非金属材料以及复合材料的切削加工，如表1所示。
金刚石的热稳定性比较差，切削温度达到800℃时，电镀金刚石切片好用，就会失去其硬度。金刚石刀具不适合于加工钢铁类材料，因为，金刚石与铁有很强的化学亲和力，在高温下铁原子容易与碳原子相互作用使其转化为石墨结构，刀具容易损坏。
金刚石磨片刀具于加工非铁材料，如：高硅铝、金属基复合材料(MMC)和碳纤维增强塑料(CFRP)。使用大量切削液的金刚石磨片也可用于钛材料的超精加工。
采用单晶金刚石刀具，在超精密车床上可实现镜面加工。单晶金刚石刀具是目前超精密切削加工领域中的主要刀具，其刃口可磨得非常锋利，刃口钝圆半径可达20~30nm，加工工件表面粗糙度值小，且刀具寿命很高，刃磨一次可以使用几个小时。
金刚石刀具适合的加工材料如表2所示，目前单晶金刚石刀具广泛用于加工计算机磁盘基片、录像机磁鼓、激光反射镜、各种天文望远镜、显微镜、光学仪器等。'