树脂结合剂金刚石工具的影响因素

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树脂结合剂金刚石工具性能的研究

树脂结合剂金刚石工具性能的研究树脂结合剂金刚石磨具是金刚石磨具中使用量最大的一类。

和金属结合剂金刚石磨具和陶瓷结合剂金刚石磨具相比,树脂结合剂金刚石磨具有磨具硬化温度低,只需200℃左右,远远低于金属结合剂和陶瓷结合剂金刚石磨具的热压成型温度;生产周期短,生产设备简单,生产能耗少,规模生产可降低成本;形成自锐性,提高磨具锋利性;被加工工件的表面光洁度高,适用于镜面磨削;其缺点是寿命短,耐热性差,易老化。

其中最根本原因是:树脂结合剂胎体对金刚石的把持力小。

为了提升树脂结合剂磨具的寿命,通常采用两种方法进行改进。

一种方法是尝试新型树脂或者对现有树脂进行改性,提高树脂的耐热性;另一种方法是对金刚石进行镀覆,提高树脂对金刚石的把持力。

镀覆金刚石在金属结合剂和陶瓷结合剂的磨具中应用的相应研究较多,但镀覆金刚石在树脂结合剂中的研究却鲜有报道。

本文通过采用对无镀层金刚石、镀覆刚玉金刚石和金属镀层金刚石制备的金刚石树脂结合剂磨具性能进行对比分析,研究镀覆种类对两种树脂结合剂磨具的锋利性、耐用性、力学性能以及对树脂结合剂的结构和致密度的影响,获得如下结论:(1)采用聚酰亚胺树脂(PI)作为结合剂,在金刚石、聚酰亚胺(PI)、氧化铬等组分确定的前提下,实验填料的最佳配比为碳化硅微粉30(vol)%,合金粉4(vol)%,冰晶石4(vol)%,此时,树脂金刚石磨具磨削比最大,达到2.286,具备良好的磨削性能,使用性价比较高。

(2)按照最佳填料配方,采用无镀层金刚石、镀覆金属(钛、铜、镍)镀层金刚石和镀覆刚玉镀层金刚石压制两组平行实验试样进行性能对比分析。

结果表明:在其他组分含量保持不变的前提下,对金刚石进行表面镀覆处理可以明显提高磨具的磨削比,提高磨具的磨削效率,并且可以提高试样的抗弯强度、硬度等力学性能。

三种金属镀层(钛、铜、镍)中,钛镀层的镀覆效果最好,对树脂磨具的磨削性能和力学性能提升明显,无机物刚玉镀层镀覆效果优于金属镀层。

金刚石砂轮树脂结合剂含量

金刚石砂轮树脂结合剂含量金刚石砂轮树脂结合剂含量对砂轮性能的影响金刚石砂轮作为一种重要的磨削工具，在其制备过程中，树脂结合剂的含量对砂轮的性能产生着显著的影响。

以下将探讨树脂含量对砂轮气孔率、硬度、抗压强度、磨削比以及对硅片表面质量的影响。

气孔率的影响：结合剂含量在一定范围增大时，砂轮的气孔率呈下降趋势。

这是因为适量的结合剂能够填充磨料颗粒之间的空隙，减小气孔的形成。

然而，当结合剂含量超过一定浓度时，气孔率趋于稳定，变化不大。

硬度的影响：随着结合剂含量的增加，砂轮的硬度也呈上升趋势。

这是因为结合剂在一定程度上影响砂轮的结合力，增加了对磨粒的把持力。

这种情况下，即使金刚石数量相同，树脂结合剂的增加也使得硬度提高。

抗压强度的影响：在一定范围内，随着树脂结合剂的增多，砂轮的破碎力增大，抗压强度逐渐提高。

这是由于树脂结合剂的增加增强了对磨粒的把持力，从而提高了整体的抗压强度。

磨削比的影响：砂轮树脂结合剂的增加导致砂轮的磨削比提高，即在相同条件下能够更有效地进行磨削。

然而，当结合剂含量超过一定范围时，磨削比的增速开始放缓，可能出现不同程度的饱和现象。

对硅片表面质量的影响：树脂结合剂的含量对硅片表面质量同样产生重要影响。

适量的结合剂有助于提高砂轮的磨削效率，从而改善硅片的表面质量。

然而，过量的结合剂可能导致砂轮性能的饱和，对硅片表面质量的提升效果不再显著。

总体而言，树脂结合剂在金刚石砂轮中的含量调节对砂轮性能具有重要意义。

合理的结合剂含量可以优化砂轮的气孔率、硬度、抗压强度等性能，提高磨削效率，为工业生产和加工提供更加可靠的磨削工具。

在实际应用中，需要根据具体的工艺和要求精确调控结合剂含量，以达到最佳的砂轮性能。

金刚石锯片使用性能与结合剂之间的关系[1]

锯片的使用要求。锯片要求既要耐用，又要锋利; 结合剂既要求有足够高的硬度和强度，又要求有足够的脆性，以便在锯切过程中适时磨损，保持金刚石有足够的出刃高度，从而保持锯片自锐性。因此，对锯片的结合剂而言，其力学性能指标与普通的金属材料有所不同，并非强度和硬度越高越好，而是要适当; 韧性更不允许太高，而是要有一
钻基
钨基铁基镍基镍基镍基铜基、钻基、、钨基铁基
1.3 铁基结合剂
特点: 以铁为主要成份，与适当数量的铜、镍配合使用，还常常掺人加 Sn, Zn, Co 等成份。这类
收稿日期:2001一 - 30 12 基金项目:河南省科技攻关项目(971130205) 作者简介:王秦生( 1942- ) ，，男河南叶县人，教授，从事超硬材料及制品制造技术研究。
锯片使用性能的影响。
1 结合剂类型对锯片使用性能的影响不同类型结合剂的金刚石刀头分别适用于不同石材的加工，见表 t o 1. 1 铜基结合剂特点:这类结合剂包括铜基、青铜、黄铜，以及钻青铜、钻黄铜等。他们以铜为主成份，还可能同时或部分含有 Zn, Co, Ni, Fe 等金属，其硬度较低，强度较低，韧性较高，与金刚石结合强度较低(化学亲和力和机械把持力都弱) ，但价格低廉。适用范围:宜与锋利性好的金铡石相配合，以大理石，软质花岗石等为主要加工对象。 1.2 钻基结合剂
高度多牌金石配广用各强的种号刚相合，泛于种
花岗石和大理石的锯切加工。
表 1 结合剂与被加工材料对照表被切割、钻孔、铣削的材料非研磨性材料玻璃软大理石可切削耐火材料非研磨性到低研磨性材料低密度耐火材料硬大理石石灰石低研磨性到中研磨性材料中密度耐火材料致密钢筋养护混凝土辉长岩、长麻岩、闪长岩正长岩(黑花岗石) 花岗石结合剂系统

光固化树脂结合剂对金刚石磨粒把持力的实验研究

第30卷第5期超硬材料工程V o l.30 2018年10月췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍S U P E R HA R D MA T E R I A LE N G I N E E R I N G O c t.2018光固化树脂结合剂对金刚石磨粒把持力的实验研究崔晨,邱燕飞,黄辉(华侨大学制造工程研究院,福建厦门361021)摘要:金刚石磨粒的失效对加工质量㊁生产成本有着显著影响㊂文章比较研究了纯光固化树脂和含氧化铝填料的光固化树脂对金刚石磨粒把持力的影响㊂将制备的试样进行划擦实验,以此测试结合剂的把持力,并记录金刚石颗粒失效形貌特征㊂实验结果表明,树脂结合剂中金刚石磨粒的失效模式主要可分为滑移㊁松动㊁脱落㊂磨粒的出露高度是影响磨粒把持力的主要因素,添加微米氧化铝可有效提高树脂对金刚石的把持力㊂关键词:光固化树脂;金刚石磨粒;把持力;失效中图分类号:T Q164文献标识码:A 文章编号:1673-1433(2018)05-0001-05E x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho n t h eH o l d i n gF o r c e o fD i a m o n dA b r a s i v eg r a i n s b y U l t r a v i o l e t-c u r e dR e s i nB o n dC H E N C u i,Q I U Y a n-f e i,HU A N G H u i(I n s t i t u t e o f M a n u f a c t u r i n g E n g i n e e r i n g,H u a q i a oU n i v e r s i t y,X i a m e n,361021,F u j i a nP r o v i n c e,P.R.C h i n a)A b s t r a c t:T h e f a i l u r e o f d i a m o n da b r a s i v e sh a s as i g n i f i c a n t e f f e c t o nt h em a c h i n e q u a l i t ya n d c o s t.T h e p a p e r f o c u s e do n t h e e f f e c t s o f t h e p u r eu l t r a v i o l e t-c u r e d r e s i na n d t h eo n eo f c o n t a i n i n g a l u m i n a f i l l e r o n t h e g r i n d i n g f o r c e o f d i a m o n d a b r a s i v e.T h e h o l d i n g f o r c e so f b i n d e rw e r em e a s u r e db y s c r a t c h i n g t h e p r e p a r e d s a m p l e s,a n d t h e f a i l u r em o r p h o l o g yc h a r a c t e r i s t i c so fd i a m o n da b r a s i ve s w e r er e c o r d e d.T h er e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a tt h em a i n f a i l u r em o d e s o f d i a m o n da b r a s i v e s i n t h e r e s i nb i n d e r a r e c l a s s i f i e da s t h r e e t y p e s,s l i p,l o o s e n i n g a n d s h e d d i n g.T h e e x p o s i n g h e i g h t o f a b r a s i v e g r a i n sw a s t h em a i n f a c t o rt o a f f e c t a b r a s i v eh o l d i n g f o r c e,a n d t h e r e s i n's b o n d i n g f o r c e o nd i a m o n d i s i m p r o v e de f-f e c t i v e l y b y a d d i ng m i c r o na l u m i n a.K e y w o r d s:U l t r a v i o l e t-c u r e d r e s i n;D i a m o n d a b r a s i v e;H o l d i n g f o r c e;F a i l u r e1引言金刚石具有硬度高㊁耐磨损㊁导热性能好㊁摩擦系数小以及较高的化学惰性等优异性能,常被制成磨削工具而广泛应用于非金属材料的加工㊂其中树脂结合剂金刚石砂轮由于自锐性好㊁胎体柔性好㊁易于修正等特点而被广泛用于各种难加工材料的精密加工中[1]㊂金刚石砂轮在使用过程中的失效行为,不仅会收稿日期:2018-07-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(51375179),福建省科技计划项目(2017H6014),教育部创新团队(I R T_17R41)作者简介:崔晨(1995-),女,华侨大学机械设计制造及自动化专业2015级本科生,指导老师为黄辉教授,研究方向为超硬材料工具及其应用㊂E-m a i l:s u n n y_c h e n c u i@f o x m a i l.c o m通讯作者:黄辉(1974-),男,华侨大学教授,博士生导师㊂引文格式:崔晨,邱燕飞,黄辉.光固化树脂结合剂对金刚石磨粒把持力的实验研究[J].超硬材料工程,2018,30(5):1-5.增加设备零部件的更换量,还会直接破坏加工零件表面质量,缩短工具的使用寿命,影响加工效率[2]㊂因此金刚石砂轮的失效也成为研究者们关注的重点㊂以往的研究表明,金刚石磨粒的脱落失效是树脂结合剂金刚石砂轮的主要失效方式㊂在前期研究中,研究者将此失效形式归因于树脂在磨削温度的作用下产生变质,从而导致金刚石磨粒的脱落[3]㊂事实上树脂本身与金刚石磨粒分属高分子材料和晶体材料,因此在制备过程中,两者间不可能产生化学反应㊂对于树脂结合剂而言,主要还是依靠包裹金刚石磨粒来把持金刚石磨粒[4]㊂但目前关于树脂结合剂对金刚石磨粒把持力的研究并不多见㊂本文设计了一种模拟金刚石砂轮磨削加工过程的实验,用单颗金刚石磨粒划擦经抛光的铜块,测量不同树脂结合剂对单颗金刚石的把持力,研究金刚石在不同出露高度条件下把持力的分布规律及失效模式,分析了树脂中添加剂及磨粒出露高度对把持力的影响规律㊂2 实验条件2.1 实验工具的制备实验所选用的金刚石磨粒大小为30/40(I S D-1650,I L J I N C o .L t d .,K o r e a n)㊂为控制划擦单颗金刚石出露高度,设计制作夹具如图1所示㊂在压头顶部设计了凹槽,通过改变凹槽深度来控制调节金刚石出露高度㊂设计凹槽深度为0.05mm ㊁0.1mm ㊁0.15mm ㊁0.20mm ㊁0.25mm ㊁0.30mm ㊁0.35mm ㊁0.40mm ㊁0.45mm ,共九个梯度㊂为了提高实验数据的可重复性,每个槽深参数下制备六个试样进行实验㊂图1 夹具示意图F i g .1 T h e s c h e m a t i c d i a gr a mo f f i x t u r e 本实验采用纯光固化树脂与添加微米级氧化铝的光固化树脂作为金刚石磨粒的结合剂㊂实验所用的结合剂分别是U V-M I -25N 光固化树脂(杭州),以及含有添加剂的结合剂㊂将30μm 氧化铝颗粒按一定的质量分数(5%㊁10%㊁15%㊁20%)加入到纯光固化树脂中,在搅拌机中以950r /m i n 的速度搅拌2小时,待搅拌均匀后滴入夹具中,在中间放入单颗金刚石,然后紫外光以150mW /c m 2的光强照射0.5s 进行光固化㊂在制备过程中保证树脂与夹具表面平齐㊂2.2 磨粒出露高度测定本实验采用K E Y E N C E 超景深三维视频显微镜(型号为V H X-100)对每个试样中金刚石的出露高度进行测量㊂为提高实验准确性,每个试样的出露高度测量三次,并计算相同槽深试样出露高度的平均值㊂图2为所测量的金刚石磨粒的三维视图㊂图2 测量出露高度三维视图F i g .2 T h e e x p o s i n g h e i gh t i n t h r e e d i m e n s i o n a l v i e w s 2.3 划擦实验以磨粒划擦过程模拟其在实际生产中的磨削受力[5],划擦实验在M F T-4000多功能材料表面性能实验机(兰州华汇仪器科技有限公司)上进行,如图3所示㊂将固化后的磨具试样夹持在多功能材料表面性能试验机上进行划擦铜块实验,所划擦铜块表面进行抛光处理,达到镜面效果㊂设备夹持磨具试样,从磨粒接触铜块开始逐渐加载直至最终载荷达150N ,磨粒划擦速度为100mm /m i n ,划擦时间为3s ,划痕长度5mm ㊂划擦过程中,用K i s t l e r9119A A 2型测力仪测量划擦力,采样频率为50k H z㊂由于试验的划擦深度很小,因此用水平划擦力表示切向划擦力F t ,垂直划擦力表示法向划擦力F n ㊂以切向㊁法向划擦力的合力表征结合剂对磨粒的把持力,即F =F t 2+F n2㊂用扫描电镜(P h e n o m P r o X )观察金刚石失效前后的形貌㊂2超硬材料工程 2018年10月图3 划擦实验示意图F i g .3 T h e s c h e m a t i c d i a g r a mo f s c r a t c he x pe r i m e n t 3 实验结果与讨论3.1 金刚石出露高度本实验通过控制不同凹槽深度来控制金刚石出露高度,制备试样的磨粒出露高度如图4所示㊂由图可见,虽然在同一槽深下,金刚石磨粒出露高度有一定的波动,但是随着槽深的增加,金刚石颗粒的出露高度大致呈现线性减少的规律,这表明实验中通过控制凹槽深度来实现对金刚石磨粒出露高度的调节是基本可行的㊂图4 出露高度数据处理F i g .4 D a t a o fE x p o s i n g h e i gh t s 3.2 划擦实验把持力数据处理划擦过程中磨粒所承受的划擦力随时间变化的曲线如图5所示㊂从图中可以看出,划擦力随着所加载荷的增加而逐渐升高㊂但当加载力达到一定程度时,划擦力会突然变小㊂从实验结果中可以发现,当划擦力出现第一次降低后,有部分情况会发生再次升高并降低的情况,也有出现直接衰减到很低的情况㊂结合对划擦过程的观察,可以发现在划擦力发生第一次变化时,正是磨粒产生松动的时刻㊂因此实验数据分析中以划擦过程中树脂对金刚石把持力突变降低处为失效判断依据,视为失效点,取突变值为树脂对金刚石颗粒的有效把持力㊂两种结合剂在不同磨粒出露高度情况下的划擦力变化如图6所示㊂从图中可以看出,随着出露高度的增加,两组树脂对金刚石的把持力都随之显著降低㊂随着出露高度从100μm 增加到380μm ,其把持力也从70N 降低到10N ,其衰减相当明显㊂这主要是因为树脂主要是依靠机械包裹来把持金刚石磨粒,磨粒出露高度的增加,意味着树脂对金刚石磨粒的包裹面积减少,因此导致其把持力也随之显著降低[6]㊂从图中还可以看出,在相同出露高度的情况下,添加微米氧化铝的树脂对金刚石的把持力略大于纯树脂的把持力㊂当磨粒出露高度较低时,添加剂的影响较大,但当磨粒出露高度较高时,两种树脂对金刚石磨粒的把持力则大致趋于相同㊂图5 把持力测量图F i g .5 M e a s u r e dh o l d i n g fo r ce 图6 把持力分析图F i g .6 T h eh o l d i n g fo r c e o f r e s i nb o n d t od i a m o n d g r a i n 3.3 磨粒划擦失效形式划擦实验中,通过观察可以发现对于两种树脂结合剂金刚石颗粒,虽然其磨粒出露高度不同,但其失效形式大致相似,主要存在以下几种情况:滑移㊁松动和脱落,如图7所示㊂其中图7a ㊁7b ㊁7c 为纯树脂结3第30卷第5期崔晨等:光固化树脂结合剂对金刚石磨粒把持力的实验研究合剂,图7d ㊁7e ㊁7f 为有添加剂的树脂结合剂㊂滑移失效:如图7a ㊁7d 所示,其特征为金刚石磨粒仍然还留在树脂中,但金刚石不在原始位置,其后端有较为平直的移动轨迹,且末尾轨迹增大㊂随着工件材料去除量的增大,金刚石颗粒后面出现明显的拖尾现象㊂松动失效,如图7b ㊁7e 所示㊂其特征为金刚石磨粒还留在树脂的原始位置,但金刚石与周围树脂有明显间隙,金刚石周围树脂有明显较大破裂裂纹和破碎颗粒堆积㊂图7 金刚石磨粒失效形式F i g .7 T h eS E M m o r p h o l o g y of t h e f a i l u r e o f d i a m o n da b r a s i v e s 脱落失效,如图7c ㊁7f 所示㊂其特征为金刚石不在原始位置,完全脱落,周围树脂有破碎堆积,且脱落方向树脂破碎严重㊂对比两种树脂结合剂可以发现,虽然两种结合剂中金刚石磨粒的失效形式类似,但对于添加了氧化铝颗粒的树脂结合剂而言,其失效模式都较为缓和㊂与其它金属结合剂的失效形式相比,树脂结合剂中均没有观察到磨粒破碎和磨粒磨平的失效形式㊂3.4 结果讨论由于依靠机械包裹的作用来把持金刚石磨粒,所以相比于其它结合剂而言,树脂结合剂砂轮对金刚石的把持力并不高[9]㊂而在树脂中添加一定的填料是可以在一定程度上改善结合剂对磨粒的把持力[2]的㊂氧化铝是最常用的填料,具有热导率高㊁热膨胀系数小,耐化学腐蚀等优点,在光固化树脂中添加适量氧化铝,可以提高树脂的导热性能㊁硬度及压缩强度等[10]㊂如图8所示,随着光固化树脂中氧化铝体积分数的增加,光固化树脂的拉伸强度先增后减,于15%时达到峰值㊂相比于纯树脂而言,其拉伸强度提高了67%㊂图8 不同质量分数的微米氧化铝对树脂拉伸强度的影响F i g.8 T h e e f f e c t o fm i c r o na l u m i n a o n t h e t e n s i l e s t r e n gt ho f t h e r e s i n 4超硬材料工程 2018年10月文献[11]的研究表明,金刚石的工作失效包含正常磨损和早期失效,其中,正常磨损属于连续逐步失去出露工作高度的过程㊂但当结合剂对磨粒的把持力不足时,则容易导致磨粒的早期失效㊂把持力的提高不仅能够减少金刚石的过早脱落,还大大提高了金刚石工具的使用寿命和加工效率[12]㊂如图9所示,对磨粒金刚石进行受力分析㊂无填料时,金刚石所受把持力来自纯树脂基体,受到划擦力的作用时,主要是依靠树脂的强度来支持,如图9a 所示㊂随着氧化铝颗粒的添加,一方面树脂本身的强度得到提高,另一方面,磨粒在受到划擦力作用时,其滑移的同时受到树脂和氧化铝磨粒的共同阻止(见图9b ),所以随着氧化铝颗粒的增加,使得其把持力会有所上升㊂图9 不同结合剂金刚石划擦受力图F i g .9 S c h e m a t i c d i a gr a mo f f o r c e s i nd i a m o n d s c r a t c h e sw i t hd i f f e r e n t b i n d e r s 4 结论本文通过光固化树脂结合剂固定把持单颗金刚石对铜块进行划擦试验,研究和讨论了不同光固化树脂结合剂对金刚石磨粒的把持能力㊂通过实验可以得出以下结论:(1)纯树脂㊁微米氧化铝填料树脂结合剂金刚石磨粒的主要失效模式表现为滑移㊁松动和脱落㊂(2)在相同磨粒出露高度的情况下,添加微米氧化铝颗粒的树脂结合剂可以提高树脂对金刚石的把持力,当质量百分数为15%时,其效果最佳㊂(3)树脂结合剂对磨粒的把持以机械包裹为主,所以磨粒的出露高度是影响磨粒把持力的主要因素㊂出露高度越高,其树脂的把持力越小㊂参考文献:[1] 刘伟,刘一波,尹翔,等.树脂结合剂金刚石砂轮设计及应用[J ].超硬材料工程,2016,28(4):47-50.[2] 戴秋莲,徐西鹏,王永初.金属结合剂对金刚石把持力的增强措施及增强机制评述[J ].材料科学与工程,2002(3):465-468.[3] 王秦生,华勇,宋诚.金刚石树脂磨具的改进[J ].金刚石与磨料磨具工程,2004(4):25-30.[4] 赵小军,段隆臣,契霍特金.V.F ,等.金属胎体对金刚石把持力的概述[J ].金刚石与磨料磨具工程,2015(6):41-50.[5] 黄岳龙,黄国钦,于怡青.树脂金刚石砂轮磨削微晶石的磨削力特性研究[J ].金刚石与磨料磨具工程,2013(6):49-52.[6] L i uXF ,L i YZ .T h em i c r o a n a l y s i s o f t h e b o n d i n g c o n d i t i o n b e -t w e e nc o a t e dd i a m o n d a n dm a t r i x [J ].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a lO f R e f r a c t o r y Me t a l s &H a r d M a t e r i a l s .2003,21(3~4):119-123.[7] 邢波,黄国钦,黄辉,等.新连接方式金刚石磨损特征的试验研究[J ].金刚石与磨料磨具工程,2012(4):6-9.[8] L u oS Y ,L i a oY S ,e ta l .A n a l ys i so f t h ew e a ro far e s i n-b o n d e dd i a m o n dw h e e l i n t h e g r i n d i n g o f t u n gs t e nc a r b i d e [J ].J o u r n a l o fM a t e r i a l P r o c e s s i n g T e c h n o l o g y,1997,69:289-296.[9] 杨雪峰.陶瓷结合剂对金刚石颗粒把持力的研究[D ].郑州:河南工业大学,2011.[10] 陈允,何少波,吴昱怡,等.微㊁纳米氧化铝填料对环氧树脂浇注体系性能的影响[J ].绝缘材料,2016,(9):47-52.[11] 章兼植.金刚石的失效和强度标准[J ].石材,2005(2):28-32.[12] 刘福庆.紫外光固化金刚石线锯制造技术研究[D ].杭州:浙江工业大学,2008.5第30卷第5期崔晨等:光固化树脂结合剂对金刚石磨粒把持力的实验研究。

树脂硬度对金刚石切割线切割性能的影响

树脂硬度对金刚石切割线切割性能的影响高伟;李军;马伯江;王东雪【摘要】研究不同树脂结合剂对金刚石切割线切割性能的影响.分别采用纯酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂、芳烷基改性酚醛树脂制备树脂固化硬度试样,并检测试样的肖氏硬度.用扫描电镜观察树脂固化后的试样断裂表面,发现不同树脂固化后的致密程度不同.分别制作金刚石切割线进行单晶硅切割实验.实验结果表明:采用固化硬度高、固化后致密性好的纯酚醛树脂制作的切割线在切割时的线弓最小,加切时间较短,金刚石颗粒不易脱落,切割能力强.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】4页(P72-75)【关键词】树脂固化;肖氏硬度;断裂表面;硅片切割【作者】高伟;李军;马伯江;王东雪【作者单位】青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛高测科技股份有限公司,山东青岛 266114【正文语种】中文【中图分类】TG74;TQ164;TG58随着单晶硅尺寸的增大和对切片质量以及切割效率的要求提高，游离磨料线锯切割已经不能满足生产需求,固结磨料金刚石切割线受到广泛关注[1]。

固结磨料金刚石切割线主要分为电镀金刚石切割线和树脂金刚石切割线[2]。

其中，树脂金刚石切割线(简称树脂线)具有制造工艺简单、成本低、效率高、环境污染小、加工表面质量好等优点[3-5]。

树脂线的切割性能很大程度上取决于树脂结合剂的性能。

在切割单晶硅时，要求树脂结合剂同基体和金刚石颗粒结合良好，防止金刚石脱落造成切割线失效；树脂线与工件的摩擦会产生大量的热，要求树脂的耐热性好。

葛培琪等[6]选用双酚 A 型环氧树脂与热固性酚醛树脂作为结合剂、纳米金属粒子作为填料，提高了其耐热性和黏结力。

孙毅等[7]选用酚醛树脂作为结合剂、碳化硅粉体作为填料，并分别加入镍粉和铬粉，提高了树脂结合剂对金刚石的把持力。

酚醛树脂影响金刚石砂轮磨削性能试验研究

酚醛树脂影响金刚石砂轮磨削性能试验研究师超钰;朱建辉;钱灌文;赵延军【摘要】Tostudy the law of phenolic resins affecting grinding performances of grinding wheels,a series of surface grinding tests for diamond grinding wheels made with three types of phenolic resins were carried out,with cemented carbide workpiece. And then, the comparisonexperiments for resins mechanical strength,as well as wheel grinding performances, such as grinding ratio, grindingpower, grinding surface quality, andgrinding wheel surface topography, were analyzed. The results showed thatmechanical strength of the resins directlydetermined their toughness and diamond-holdingcapacity,which affected wheel grinding performances importantly. Theadaptabilityoftheresins tothegrinding conditions waspromotedthrough increasing their thermal resistance and toughness, as a result, the abrasion resistance and persistentsharpness of grinding wheels were improved.At the same time,The grinding performances varied evidently on differentconditionsofResinsMaterials and grindingperformances,therefore,the best-match resin should be adopted according to different application conditions.%为探究酚醛树脂性能对砂轮磨削性能的影响规律,采用三种不同类型酚醛树脂制作的金刚石砂轮,对硬质合金开展平面磨削试验,并对比分析试验中树脂机械强度、砂轮磨削比、磨削功率、表面形貌、工件表面质量.结果表明:树脂机械强度直接决定其韧性及对磨粒的把持能力,进而影响砂轮磨削性能;提高树脂耐热性和韧性可以增强树脂对磨削加工环境的适应能力,改善砂轮的耐磨性和持续锋利性;树脂原材料和磨削工艺不同,则砂轮磨削性能存在差异,应根据不同的应用条件选择最佳匹配的树脂制作砂轮.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】4页(P64-67)【关键词】酚醛树脂;金刚石砂轮;磨削性能;硬质合金【作者】师超钰;朱建辉;钱灌文;赵延军【作者单位】郑州磨料磨具磨削研究所有限公司,河南郑州450000;郑州磨料磨具磨削研究所有限公司,河南郑州450000;郑州磨料磨具磨削研究所有限公司,河南郑州450000;郑州磨料磨具磨削研究所有限公司,河南郑州450000【正文语种】中文【中图分类】TH161 引言在金刚石磨具制品中，树脂结合剂磨具约占（60～70）%[1]，因其具有自锐性好、磨削锋利、磨削中产生的磨削热少、磨削加工表面质量好等优点，被广泛应用于硬质合金、玻璃、陶瓷、半导体、耐火材料等的磨削、抛光或切割。

焊接方法是提高金刚石工具质量的有效途径金刚石工具

与质量。最近我们对金刚石锯片整体烧结炉进行了调研，用几种有代表性的炉型同时采用同一配方粉末进行对比烧结试验，其结果表明：
(1)氢气保护、无压烧结并式炉与钟罩炉适
于生产低档小尺寸锯片，它单次产量大，但锯片
(2)CSF500 热压烧结炉，炉温分布均匀，氮气保护加压烧结锯片硬度高，密度大。锯切时锋
(2)绳锯直径由 10～12mm 减小到 6～8mm，提
高了加割效率，降低了材料消耗。
(3)CNC 控制的绳锯机的发展，使多绳锯成为可能，从而使绳锯机进入板材厂，可有效切割板
材与异形制品，可取代框架锯与桥式板材锯机。
(4)将热等静压工艺用于串珠生产，提高串
热等静压(HIP)是将烧结好的制品，置于热
根据国内外的实验研究与使用表明，金刚石
镀覆技术最
在纯钻胎体中对把持力的提高次序是：镀 Cr
＞镀 Ti＞未镀覆金刚石。
MBS-960Cr2 镀铬金刚石适用于 Co 基胎体、
低铁低青铜胎体和 WC 胎体。
MBS-960Ti2 镀钛金刚石适用于钻青铜基胎
在切割沥青、养护混凝土(GreenConcrete)和加强(钢筋)混凝土锯片中采用镀钨金刚石。
(7)选择合理的焊接工艺参数，控制好焊接
功率、角度、速度、偏移量、深宽比，保证焊接质量与强度。
镀镍金刚石适用于树脂结合剂砂轮，其使用效果依次为：针刺形镀镍金刚石＞镀镍金刚石＞
镀银金刚石适用于磨削碳化钨硬质合金工
具用精密树脂结合剂砂轮。因为银的不算十分昂贵，适于高精密磨削，其导热性能好，适用于油冷磨削硬质合金。同时银是一种很好的润滑剂，
镀覆强碳化物形成元素 Ti、Ni、W、Cr 等提
镀覆金属可防止金刚石在一定温度、压力与烧结时间条件下的氧化、石墨化以及铁元素的热

浅谈金刚石工具质量的相关因素

浅谈金刚石工具质量的相关因素
孙毓超
【期刊名称】《工业金刚石》
【年(卷),期】2001(000)004
【摘要】本文概述金刚石工具质量的相关因素，浅析金刚石具质量不稳定性的发
生原因，并就近年来工具对金刚石不断提出新的要求而发展起来的检测项目作一简介。

【总页数】10页(P1-10)
【作者】孙毓超
【作者单位】工业金刚石信息网，燕郊065201
【正文语种】中文
【中图分类】TG7
【相关文献】
1.也变金刚石工具平行度误差的测量：与《金刚石工具使用规范》商榷 [J], 王振
祥
2.岩心钻探用金刚石碎岩工具现状,发展趋势和工业金刚石,碎岩工具的市场情况 [J], 陈岳承
3.高功率高光束质量CO2激光金刚石工具焊接设备中高光束质量的获得以及光束转换和聚焦 [J], 陈培锋;梁军;邹小斌
4.电镀金刚石工具第三部分电镀金刚石工具应用及工艺要点 [J], 唐春华
5.电镀金刚石工具第一部分电镀金刚石工具的工艺因素探讨及故障排除 [J], 唐春
华
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影响金刚石锯片切割寿命的因素影响：大理石锯片

而增大。
无计可消除的感叹，是种大理石锯片欲语泪先流的悲伤
（3）刀头结合剂的硬度：一般来说，结合剂的硬度越高，其抗磨损能力越强。因而，当锯
切研磨性大的岩石时，结合剂硬度宜高；当锯切
材质软的岩石时，结合剂硬度宜低；当锯切研磨
性大且硬的岩石时，结合剂硬度宜适中。
2dn0f2c9b 大理石锯片陶瓷锯片，大理石锯片，马赛克锯片，金刚石锯片，金刚石工具，石材加工工具
100%，含 3.3 克拉的金刚石时，其浓度为 75%。体积浓度表示结块中金刚石所占体积的多少，并
规定，当金刚石的体积占总体积的 1/4 时的浓度
为 100%。增大金刚石浓度可望延长锯片的寿命，
因为增加浓度即减小了每粒金刚石所受的平均切削力。但增加深度必然增加锯片的成本，因而
存在一个最经济的浓度，且该浓度随铖切率增大
大的切削深度。但当在锯机性能和刀具强度许可范围内，应尽量取较大的切削浓度进行切削，以
提高切削效率。当对加工表面有要求时，则应采
用小深度切削。
无计可消除的感叹，是种大理石锯片欲语泪先流的悲伤
（3）进刀速度：进刀速度即被锯切石材的进给速度。它的大小影响锯切率、锯片受力以及
锯切区的散热情况。它的取值应根据被锯切石材
切花岗石的进刀速度一般在 9m～12m/min 范围内
选定。
二、其他影响因素：（1）金刚石粒度：常用的金刚石粒度在 30/35～60/80 范围内。岩石愈
坚硬，宜选取用较细的粒度。因为在同等压力条
件下，金刚石愈细愈锋利，有利于切入坚硬的岩
无计可消除的感叹，是种大理石锯片欲语泪先流的悲伤
石。另外，一般大直径的锯片要求锯切效率高，宜选取用较粗的粒度，如 30/40，40/50；小直径

树脂结合剂金刚石砂轮设计及应用

树脂结合剂金刚石砂轮设计及应用刘伟;刘一波;尹翔;葛科【摘要】树脂结合剂金刚石砂轮(resin bond diamond grinding wheel)由于具有自锐性好、胎体柔性和易于修整等特点而广泛用于各种难加工材料精密加工.文章主要就树脂结合剂金刚石砂轮的设计思路、性能影响因素以及加工应用进行简单综述,最后对提高我国树脂结合剂金刚石砂轮性能提出了几点建议.【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2016(028)004【总页数】4页(P47-50)【关键词】树脂结合剂;金刚石砂轮;精密加工;修整【作者】刘伟;刘一波;尹翔;葛科【作者单位】安泰科技股份有限公司,北京100081;北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司,北京 102200【正文语种】中文【中图分类】TQ164树脂结合剂超硬材料工具主要是以金刚石或cBN为磨料，以树脂粉为粘接剂，加入适当的填充材料，经过配方设计、称混料、热压成型、二次固化、后续加工处理等工艺过程制成的适用于不同磨削要求的超硬工具[1]。

与陶瓷结合剂或金属结合剂超硬磨具相比，它具有制造工艺简单，原材料易得，成本低等特点，且能够大量适用低品质超硬磨料，加工对象广泛，如各种难加工钢材、硬质合金、玻璃、陶瓷、石材等。

由于树脂超硬磨具在磨削过程中具有较好的自锐性，不易堵塞，磨出的工件具有表面质量好，砂轮易于修整等优点而得到广泛的应用。

树脂金刚石工具所用的树脂结合剂主要分为酚醛树脂和聚酰亚胺树脂两大类，其种酚醛树脂金刚石工具实际工作温度不超过120℃，聚酰亚胺树脂耐热性稍好，可在260℃下长期使用。

由于聚酰亚胺树脂的价格相对昂贵，尤其是近年来科学家对酚醛树脂进行改性使其实际工作温度也能到达200℃以上，如英国Advanced Resins Limited 公司的939P，故酚醛树脂的使用日益广泛。

本文将主要介绍树脂金刚石工具的设计思路及影响因素。

树脂结合剂金刚石工具的设计主要基于如下五个方面[2]：(1)粘结性必须好。

影响金刚石锯片工具磨损的因素

影响金刚石锯片工具磨损的因素影响金刚石锯片工具磨损的有以下三大因素：工具金刚石品级、含量、粒度、结合剂与金刚石的匹配及工具形状等与工具本身有关的因素是影响工具磨损的紧要因素。

通常金刚石含量低，功耗也低；但金刚石含量太低，宏观碎裂会剧增，从而造成出刃高度不足，使功耗反而加添；金刚石含量高，则功耗加添，进而导致金刚石脱落，工具耐磨性反而下降。

若金刚石品级较高，在较低含量情况下，其完整晶型率仍较高，节块耐磨性高，功耗低，但金刚石锯片品级应与结合剂选择相匹配。

吴健等分析了金刚石品质分散性对锯切过程的影响，指出高质量金刚石的耐磨性好，必需要求结合剂也具有很好的耐磨性，只有这样才能充分发挥高质量金刚石的作用。

而对低质量金刚石，由于其抗压和抗冲击本领都较差，即使切割较简单的矿物成分时也会发生较明显的磨损和碎裂，在碰到特别难切割时，一般会发生宏观碎裂而失去切削本领，此时对结合剂耐磨性的要求应相对低一些，以保证金刚石有充足的出刃高度。

同时，应尽量降低金刚石的品质分散性。

通过分析陶瓷结合剂金刚石砂轮加工蓝宝石过程中的主轴变形（用变形表示磨削所需法向载荷的变化），发觉其变形成周期性变化，说明砂轮具有自锋利性，原因是陶瓷结合剂砂轮的磨损是结合剂材料的脆性断裂，从而会快速显现新的磨粒。

而金属和树脂结合剂砂轮的磨损重要为摩擦磨损和磨蚀。

YCFu等给出了砂轮磨削的优化模型，通过此模型，可依据加工要求和磨削参数来优化砂轮（包括磨粒大小、浓度、伸出率和有效磨粒的空间），也可依据砂轮和加工要求优化磨削参数（包括磨削深度、砂轮转速和工件进给速度）。

此外还有不少学者进行了这方面的讨论。

加工条件由于金刚石工具的磨损与其负载状态紧密相关，因此加工条件会对磨损产生明显影响。

戴向国等分析了金刚石砂轮切割工程陶瓷时工艺参数对砂轮寿命的影响，认为当其它参数肯定时，对应每一切割深度均存在一最佳砂轮速度；当切割深度和砂轮速度肯定时，存在一最佳进给速度；各工艺参数对砂轮径向磨损量影响的主次次序为：砂轮速度—切割深度—进给速度。

树脂结合剂金刚石砂轮设计及应用

树脂金刚石工具所用的树脂结合剂主要分为酚醛树脂和聚酰亚胺树脂两大类，其种酚醛树脂金刚石工具实际工作温度不超过１２０℃ ，聚酰亚胺树脂耐热
收稿日期：２０１６— ０５— ２Ｏ作者简介：刘伟，男１９８２，硕士，工程师，主要从事超硬材料精密磨削制品研发及其应用。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｗｅｉ＠ｇａｎｇｙａｎ—ｄｉａｍｏｎｄ．ｃｏｒｎ通讯作者：刘一波，博士生导师，安泰科技股份有限公司，北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司副总经理兼总工程师。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｙｉｂｏ＠ａｔｍｃｎ．ｃｏｒｎ引文格式：刘伟，刘一波，尹翔，等．树脂结合剂金刚石砂轮设计及应用口］．超硬材料工程，２０１６，２８（４）：４７—５０．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｉｎｂｏｎｄｄｉａｍｏｎｄｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｆｉｎｉｓｈｉｎｇｆｏｒｖａｒｉ— ＯＵＳｋｉｎｄｓｏｆｄｉｆｆｉｃｕｌｔ—ｔｏ—ｍａｃｈｉｎｅｍａｔｅｒｉａｌｓｄｕｅｔｏｉｔｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｓｕｃｈａｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｅｌｆ— ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ。ｂｏｎｄｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｅａｓｙｆｏｒｔｒｕｉｎｇａｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇ，ｅｔｃ．Ｄｅｓｉｇｎｉｄｅａ，ｐｅｒｆｏｒｍ — ａｎｃｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｎｂｏｎｄｄｉａｍｏｎｄｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｈａｖｅｂｅｅｎｏｕｔｌｉｎｅｄｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ－ｓｅｖｅｒａＩｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｏｎｈｏｗｔｏｉｍ — ｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｅｓｉｎｂｏｎｄｄｉａｍｏｎｄｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｏｆｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙｈａｖｅｂｅｅｎｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｉｎｂｏｎｄ；ｄｉａｍｏｎｄｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｆｉｎｉｓｈｉｎｇ；ｔｒｕｉｎｇａｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇ

金刚石工具基础知识

金刚石磨料:在“金刚石简介”中已经介绍，不再赘述。
金属粉末 :烧结金属结合剂制品中常用元素主要有：Fe Ni Cu Mn Sn Zn AI Co Cr W Ti Ce La Si B等。
3.5金刚石制品常用金属基结合剂的种类
铜基结合剂
以铜或青铜为主要结合剂元素，添加Ni、Mn、Co、Fe等中的一种或几种。
在一定的压力、一定的速度下，靠刀头上的金刚石磨掉被加工材料。而在此过程在中，金刚石也要磨损、破碎、脱落，但同时被加工材料会将镶裹金刚石的胎体也磨掉，从而露出后面的金刚石继续工作，一直下去，就完成了加工工作。
磨损后金刚石
（出刃）金刚石
合理选用金刚石工具，对提高工作效率，降低加工成本具有重要意义。下面以金刚石锯片为例简
金刚石工具的原材料，除金刚石之外，其它主要为粉末，这些粉末可以是金属、非金属，也可以是合金、化合物。金刚石工具采用的粉末，不仅仅对化学成分有一定的要求，而且对粉末颗粒的大小、形状、松装比重、压制性、烧结性等也有不同的要求,这取决于金刚石工具的用途、品种、生产工艺等因素。
（a）铜粉：电解法制取，颗粒形态为树枝状，玫瑰红色，氧化后颜色发暗，严重时变成黑色粉末。
4.金刚石工具的制作工艺（金属粉末+金刚石+液体石蜡）混合（焊接）烧结投料压制模具组装应力调整喷漆开刃检验包装入库
混料
主要功能是将配好的粉料进行充分的混合，保证后序压制的正常进行。目前金刚石工具行业常用的摇摆三维混料机。这种混料设备具有旋转运动、平移摆动和颠倒反转三种运动方式，粉料的运动轨迹呈三维立体状态，可以使粉料在较短的时间内混合均匀，且可以细化颗粒。
刀头＋基体（刚体）＝金刚石锯片（钻头、磨盘）

金刚石工具加工硬脆材料时的磨损及其影响因素

金刚石工具加工硬脆材料时的磨损及其影响因素已有 42 次阅读 2011-03-10 17:04摘要：对金刚石工具加工硬脆材料时的磨损及其影响因素的国内外研究成果进行了综述，讨论了金刚石工具的磨损机理和影响金刚石工具磨损的各种因素，提出了需要深入研究的热点问题。

关键词：金刚石工具，磨损1．引言随着科学技术的进步和现代工业的发展，硬脆材料(如激光和红外光学晶体、陶瓷、石英玻璃、硅晶体和石材等)的应用日益广泛。

由于硬脆材料硬度高、脆性大，其物理机械性能尤其是韧性和强度与金属材料相比有很大差异，因此这些材料很难甚至不能采用普通的加工方法进行加工。

金刚石是自然界已知的硬度最高的物质，其优异的性能使其在硬脆材料加工领域具有广阔的前景。

目前，采用金刚石工具对硬脆材料进行切割和磨削仍是有效的加工方法，如用金刚石切割工具切割石材、用金刚石砂轮磨削陶瓷等。

加工硬脆材料的金刚石工具主要有各种金刚石锯和金刚石砂轮等，尽管各种工具的应用范围和加工特点不同，但其磨损机理都大致相同。

因为金刚石工具的磨损对工件的加工质量和加工过程的影响很大，工具的磨损性能是反映工具性能、工艺参数是否合理的一个重要指标，所以对金刚石工具磨损机理的研究对指导金刚石工具的合理制造和工艺参数的合理选择具有重要意义。

长期以来，国内外许多学者致力于金刚石工具磨损机理的研究，并已取得了可喜的成果。

2．金刚石工具磨损机理的研究用金刚石工具加工硬脆材料时，由于剧烈摩擦、高温等的作用，工具不可避免地会产生磨损，而磨损是一个非常复杂的过程。

（1）磨损的三个阶段金刚石工具的磨损由三个阶段组成：初始的快速磨损阶段(也称过渡阶段)、磨损率约为常数的稳定磨损阶段以及随后的加速磨损阶段。

加速磨损阶段表明工具不能继续工作，需要重新修整。

（2）磨粒磨损形式磨粒磨损形式可分为：整体磨粒、微破碎磨粒、宏观破碎磨粒、磨粒脱落及磨粒磨平。

这几种磨损形式所占的比例决定于不同的磨损阶段、所用工具和被加工材料等。

金刚石工具制造技术的发展与热点问题

金刚石工具制造技术的发展与热点问题摘要：随着科技发展，人造金刚石得到大力发展，基于金刚石的性能优势，金刚石工具研发成为一项重点内容。

文章首先阐述金刚石工具的各种类型，然后以金刚石锯片为基础，通过详细阐述该类型金刚石工具的发展历程，分析其制造技术。

并重点阐述其在制造过程中，表面镀覆盖、结合剂合金和刀头制造三个方面存在的热点问题。

希望通过本文研究。

可以为我国金刚石锯片制造技术方面优化提供更多借鉴，以及对未来金刚石工具制造提供些许指导。

关键词：金刚石锯片；制造技术；热点问题；解决对策引言：金刚石作为一种优异的超硬材料，具有极高的硬度、耐磨性和热导率，广泛应用于工业制造、精密加工等领域。

金刚石工具制造技术的不断发展为现代制造业的进步提供了强有力的支持。

然而，随着技术的不断创新，金刚石工具制造领域也面临着一些热点问题，如制造工艺优化、新材料应用、环保问题等。

本文旨在深入探讨这些问题，为金刚石工具制造技术的发展提供思路和建议。

1金刚石工具类型阐述现阶段，以金刚石为基础的工具类型呈现多样化发展，基于金刚石的优良硬度性能，磨具、切割工具及修整工具呈现常见类型。

在地质勘探、石材、机械加工等领域作出重要贡献。

同时，基于金刚石的其他性能优势，在半导体、复合材料等领域也发挥重要作用。

如今，我国已经形成较为完善的金刚石工具产业化体系，可以生产出多系列的工具产品，且规格较为齐全，部分产品在国际上具有较大知名度。

2金刚石工具制造技术发展情况在此以金刚石刀头这一工具为研究基础，分析其制造技术发展历史。

其中电镀金刚石工具是常见类型，以其为研究对象，详细进行分析。

2.1工具特点由于金刚石的特性，想要完成机械包镶操作，只能以镍金属为材料，而该类型材料应用过程中，容易出现脱落情况，且金刚石呈现无序排列特点，凸出低、容屑空间小，在孕镶烧结合过程中，金刚石无序排列，会导致出刃自锐问题。

而选择金刚石和粉料结合加工冶金的方式也会出现问题，这两种工艺均会影响工具使用性能。

影响金刚石刀具磨损因素的详细介绍

影响金刚石刀具磨损因素的详细介绍影响金刚石刀具磨损的因素有三个：加工工具、加工条件、被加工条件。

与工具本身有关的因素是影响刀具磨损的重要因素，由于金刚石刀具的磨损与其负载状态密切相关，因此加工条件会对磨损产生明显影响，同的工件材料，其断裂韧性、硬度等均相差较大，所以工件材料的性质也影响金刚石刀具的磨损。

（1）工具金刚石品级、含量、粒度、结合剂与金刚石的匹配及工具形状等与工具本身有关的因素是影响刀具磨损的重要因素。

通常金刚石含量低，功耗也低；但金刚石含量太低，宏观破碎会剧增，从而造成出刃高度不足，使功耗反而增加；金刚石含量高，则功耗增加，进而导致金刚石脱落，工具耐磨性反而下降。

若金刚石品级较高，在较低含量情况下，其完整晶型率仍较高，节块耐磨性高，功耗低，但金刚石品级应与结合剂选择相匹配。

吴健等分析了金刚石品质分散性对锯切过程的影响，指出高质量金刚石的耐磨性好，必须要求结合剂也具有很好的耐磨性，只有这样才能充分发挥高质量金刚石的作用。

而对低质量金刚石，由于其抗压和抗冲击能力都较差，即使切割较容易的矿物成分时也会发生较明显的磨损和破碎，在遇到特别难切割部分时，一般会发生宏观破碎而失去切削能力，此时对结合剂耐磨性的要求应相对低一些，以保证金刚石有足够的出刃高度。

同时，应尽量降低金刚石的品质分散性。

通过分析陶瓷结合剂金刚石砂轮加工蓝宝石过程中的主轴变形（用变形表示磨削所需法向载荷的变化），发现其变形成周期性变化，说明砂轮具有自锋利性，原因是陶瓷结合剂砂轮的磨损是结合剂材料的脆性断裂，从而会快速出现新的磨粒。

而金属和树脂结合剂砂轮的磨损主要为摩擦磨损和磨蚀。

YCFu等给出了砂轮磨削的优化模型，通过此模型，可根据加工要求和磨削参数来优化砂轮（包括磨粒大小、浓度、伸出率和有效磨粒的空间），也可根据砂轮和加工要求优化磨削参数（包括磨削深度、砂轮转速和工件进给速度）。

此外还有不少学者进行了这方面的研究。

（2）加工条件由于金刚石刀具的磨损与其负载状态密切相关，因此加工条件会对磨损产生明显影响。

金刚石工具在打磨工作中的重要性：金刚石工具

金刚石工具是打磨工具中常见的一种易用工具,选择合理的工艺参数,陶瓷结合剂金刚石
砂轮研磨单晶金刚石,研磨效率比金属结合剂砂

轮高,磨耗比非常小,加工成本低,因此采用陶瓷结合剂砂轮研磨单晶金刚石,可极大的提高破天
研磨效率.在磨削 PCD 刀具方面,由于树脂结合剂
这无聊漫长又不甘寂寞的时间。噼里啪啦打着键盘，发现半天
较软,磨削时容易变形,不能有效地磨削 PCD 刀具. 金属结合剂由于对磨粒的结合能力太强而使磨
具自锐性差,磨削效率低,而且金属结合剂砂轮
会造成 PCD 刀具边缘产生最最严重的破坏,综合磨削效率,磨具耐用度及工件表面的加工质量,
陶瓷结合剂金刚石砂轮是磨削 PCD 刀具最合适选
这无聊漫长又不甘寂寞的时间。噼里啪啦打着键盘，发现半天
择. 金刚石锯片是一种切割工具,广泛应用于石
材,陶瓷等硬脆材料的加工,金刚石锯片主要由
两部分组成,基体与刀头.基体是粘结刀头的主要支撑部分,而刀头则是在使用过程中起切割的
部分,刀头会在使用中而不断地消耗掉,而基体
这无聊漫长又不甘寂寞的时间。噼里啪啦打着键盘，发现半天
则不会.
2dp0f6c7a 金刚石工具金刚石锯片

影响金刚石工具性能

影响金刚石工具性能（锋利度、寿命）的因素主要包括：配方设计、刀头的形状与结构设计、金刚石的影响、工艺过程的影响、锯片基体的影响、锯片的焊接、现场切割7个大的方面。

一、配方设计：胎体对金刚石的“把持力”，通过A、机械镶嵌力（烧结金属冷却收缩而产生摩擦力）；B、化学结合力；C、冶金结合力三种形式来实现。

由于金刚石特殊的晶体结构，几乎所有的金属在高温下都不能浸润（渗透）金刚石，无法产生化学结合力；通过特殊的金属化处理工艺在金属中加入过渡元素如：ti/cr/mo(熔点高、沸点高、硬度高、密度大)等,期望使其产生冶金结合力，但效果不好，同时，金刚石在超过1060℃时，会产生石墨化，影响金刚石的性能，所以在金刚石工具制造行业内，提高机械镶嵌力始终是增加把持力的主导力量。

二、刀头的形状及结构设计2.1刀头的外形结构（市场上常用的刀头有：长方形、梯形、V 形、锯齿形）1、长方形刀头：应用广泛优点：模具简单，装料方便，质量相对稳定缺点：在切割过程中容易产生圆角或被磨成梯形而在切割后期磨损锯体（基体）2、梯形刀头：将刀头做成上宽下窄优点：解决切割过程中的夹锯问题缺点：随着切割过程的进行，石材的尺寸会发生变化，对加工精度有不利影响。

3、V形刀头：目前在组锯中大量使用优点：提高工具的开刃速度，使工具提前进入工作状态，提高组合锯的工作效率。

缺点：适应面少4、锯齿形刀头：提高排渣能力，避免刀头的二次磨损，增强刀头的冷却效果，提高金刚石的利用率缺点：磨具加工制造复杂且装料、卸模困难，影响生产效率。

2.2刀头的尺寸：（长宽高），通过刀头尺寸的调整，针对于不同的加工对象，可以提高工作效率，延长刀头使用寿命1、减小刀头的长度，对于一定直径的锯片实际上是增加了两个刀头之间的距离，增加了锯片的撞击力，同时也减少了参与工作的金刚石颗粒数量，在一定程度上提高锯片的锋利度。

但一味的减小刀头的长度，增加结块之间的距离，使得冲击力过大，切割机主电流随之增加，切割效率反而受到影响，同时会降低机器的使用寿命。

关于金刚石工具制造的研究报告

关于金刚石工具制造的研究报告：1. 单元素金属粉混合配方的缺陷2. 预合金粉的优势3. 被加工材料分类及意义4. 佛刚预合金粉所适用的工具5. 工具的使用条件对选择预合金粉的影响6. 生产工艺对选择预合金粉的影响7. 金刚石对选择预合金粉的影响1. 单元素金属粉混合配方胎体的缺陷1.1 通常单元素金属粉的沌度高(≥99%),活性较大,易氧化,易吸潮,保质期较短1.2 当金属粉混入其它杂质元素时,因混入的种类、数量的不同,而引起性质的变化非常不确定,这是金刚是工具性能不稳定的原因之一1.3 大多数常用金属粉对金刚石表面在980℃以下均难于亲合,而大多数金刚石工具的烧结温度均低于980℃1.4 纯铁粉对金刚石表面的碳化作用在750℃就开始了,这种碳化的表面十分不利于胎体对金刚石的包锒,也会降低金刚石的强度1.5 Co 、Ni 中易混入铁粉，而铜粉中易混入廉价的Fe2O3, 锡粉中易混入铁粉,这些混入的成份往往难于及时发现,等到发现工具性能突变时,造成的损失已无法挽回了1.6 单元素粉烧结温度较高, 而较高的温度对金刚石强度的损失也较大1.7 成分太多：常规配方中通常不少于5种成份,各成份的交互作用比较复杂,当某一种成份产生变化时,工具的性能就会产生较大的变化,这种情形十分难于控制,这又是金刚石工具性能不稳定的一大原因.单一元素的合金粉的生产过程复杂,影响质量稳定的因素较多,其成品的性能难于稳定,如纯度从98%提高到99.9%,对大多数金属粉来说,大多数性能的差别会达到一个数量级以上，并且生产成本急剧上升.A. 胎体配方设计必须考虑其烧成品的以下性能指标：强度、硬度、耐磨性、韧性.B. 工具配方设计时还必须考虑金刚石的：品级、粒度、浓度.C. 工具的工作压力, 切割线速度, 沖洗冷却状况也是设计配方时必须考虑的因素.2. 预合金粉的优势佛刚预合金粉由添加了微量活化元素的纯合金粉和惰性金属粉末组成, 纯合金粉的烧结温度较低, 对金刚石的亲和性较好, 隋性金属粉末用来调节胎体的综合性能, 纯合金粉是专门为金刚石工具烧结制品研发的稳定不变的组分,通过二者的不同配比，使得佛刚预合金粉可以调配出适合各种类型、用途、各种性能特点的预合金胎体粉,它的具体的优势体现如下:2.1 性质稳定, 不易氧化,保质期达一年之久.2.2 它只有一个来源、成份始终如一,不会混入其它成份.2.3 它与金刚石表面在750℃即开始产生强力的亲和, 使胎体对金刚石产生良好的包锒,因此可以适当降低金刚石的浓度, 而不会降低寿命, 同时也提高了工具的锋利度.2.4 佛刚预合金粉即使在930℃下烧结也不会使金刚石表面碳化严重2.5 佛刚预合金粉在烧制相同硬度的胎体时,烧结温度比单元素混合粉胎体通常可低20-50℃, 十分有利于节省模具、电耗、提高生产效率2.6 佛刚合金粉有着广大的各类工具的持久用户, 用户的成功经验又促进了佛刚预合金粉的日趋完善、稳定和更有效的广泛应用2.7 成本：佛刚合金粉相对于同类效能的混合金属粉胎体的成本要低20-60%.2.8 成型性：由于添加了合金纤维，佛刚预合金粉的冷压坯强度特别的高2.9 抗冲击韧性：同样因添加了合金纤维，佛刚预合金粉的烧成胎体的抗冲击韧性特别好.3. 被加工材料的分类及意义根据佛刚的测试标准、和二十多年来的生产工艺经验以及客户使用结果的总结, 根据材料的硬度,强度, 塑性, 耐磨性、韧性的综合指标,我们把被加工材料分成以下10级；1 级; 碳素，新混凝土，红砖，玻璃纤维，轻质耐火材料，人造石，松软大理石，如汉白玉、雅士白2 级: 普通玻璃，莹石，多孔耐火材料，沉积岩，琉璃瓦，致密大理石，如莎安娜米黄，玫瑰红3 级: 钢化玻璃，沥青路，板岩，陶质制品，坚硬耐磨大理石，如黑白根，大花绿4 级: 粗晶浅色、胶结不致密的花岗石，玄武岩，砂岩，板岩，马路，如603、白麻5 级: 中晶深色、胶结致密的花岗石，多孔陶瓷，软玉，单晶硅，如635、岑溪红、将军红6 级: 细晶红色、坚硬致密的花岗岩，硬玉，玛瑙，蛇纹岩，多晶硅，如印度红、巴西红7 级：玻化砖，石英玻璃，微晶玻璃，玛瑙，石英石，钢筋混凝土，硅化木8 级: 锆石，黄玉，硅碳棒，致密型耐火材料，工程陶瓷，轴承，汽缸，高速钢9 级:刚玉，烧结碳化硅，微晶陶瓷，硬质合金，红宝石，蓝宝石，石榴石10 级: 微晶刚玉，烧结碳化硼，氮化硅，氮化硼分类的意义在于方便、有效、准确地设计出工具的配方, 而预合金粉则为配方设计提供了快捷的通道，佛刚预合金粉建立在反复的测试和长期的应用基础之上，因此具有非常现实的针对性.对降低工具成本, 提高工具寿命, 提高工具锋利度, 具有非常可靠的依据4. 佛刚预合金粉所适应的工具分类C. 切割类金刚石的工具C1. 圆锯片单锯刀头（6 00~%3000） C2. 组合式圆锯刀头（600-Φ1600C3. Φ300-Φ500 小锯片 C4. Φ105系列小锯片(♀80-Φ200)C5. 往复式锯条, 排锯刀头绳锯齿C6. 金刚石刮刀/滚筒C7. 干切系列工具 C8. 磨边抡M: 磨削类工具M1: 金刚石磨块（16#~3000#）M2: 平磨工具, 衍磨条、油石M3: 环形、碗形、杯形磨轮 M4: 干磨系列磨具M5: 树脂系列磨轮 M6: 水磨砂轮D: 钻进类工具D1: 地质钻头D2: 工程钻头,薄壁钻头D3: 小型打孔钻头D4: 干钻系列工具佛刚预合金粉在以上工具中均有直接或间接的成熟经验，如果客户能积极配合，通常只需2~3次的试用即能解决大多数问题5. 工具使用条件对预合金粉的要求5.1 压力: 工具的工作压力越高, 相应地佛刚预合金粉的强度要求也会越高,并且相应地硬度也越高,反之亦然.5.2 速度: 工具的切、磨线速度越高, 产生的冲击力和热量就越大,佛刚预合金粉有相应的强度、韧性的预合金粉来匹配, 此时硬而脆的胎体就不会产生好的结果, 必须要有强韧且红硬性好的胎体与之相适应.5.3 冷却状态: 冷却效果较好时工具胎体的耐热性、红硬性一般都能适应,，但在风冷、或冷却状态不佳时，对胎体的散热性和红硬性有更严格的要求, 尤其是在干切,干磨的状态下,工具的表面温度会达到600℃以上, 此时如果胎体的红硬性不佳, 散热性不好，工具很快就会失效，佛刚预合金粉充分考虑到了这些因素的变化,这也是佛刚预合金粉的优势之一.6.工具制造工艺对预合金粉的要求A: 烧结工艺: 从压制的角度来看, 金刚石工具的生产方式主要是：A1: 冷压成形——热压烧结A2: 冷压成形——无压烧结A3: 粉末松装——直接热压这三种不同的压制工艺对合金粉的性能特点要求有所不同，为确保工具的最佳优性价比, 合金粉必须要适应此不同的压制工艺.适用于A1 的预合金粉必须易于成型适用于A2 的预合金粉不仅要求易于成型，还必须烧结活性好, 液相含量高, 相互粘结性好适用于A3 的预合金粉只要求烧成品的综合性能满足要求即可B. 粉末冶金金刚石制品的烧制气氛通常有：B1. 石墨阻氧烧结B2. 氨分解N2+H2混合烧结 B3. 真空烧结B4. 纯N2保护烧结B5. 纯H2还原烧结不同的气氛下对预合金粉的高温氧化性能的要求也不同, 同时必须考虑到成本: 镍、钴、铬含量高的胎体的抗氧化性较好, 但成本偏高. 佛刚预合金粉粉末的抗氧化性能设计综合考虑了这些因素，同时具备抗氧化性能好和低成本的优点.C. 焊结温度: 常规的银焊片的焊接温度在630-780℃之间, 这对预合金粉的烧成品的软化温度是有一定的限制，即成品的软化温度,必须高于焊接温度, 否则刀头会变形性或能下降. 佛刚预合金粉充分考虑了这些情形, 希望广大客户在购置佛刚预合金粉时告知焊接温度.7. 金刚石性质对预合金粉选择的影响7.1 强度: 金刚的强度越高要求烧成预合金粉胎体的强度、硬度也相应地越高, 否则不能充分发挥高强金刚石的应有的效能. 并且, 要求胎体的红硬性也较高, 因为高品级金刚石的负荷通常较大，平均工作时间也较长, 单位时间产生的热量也较高, 因此必须有适当红硬性的胎体来适应.7.2粒度: 粒度较粗的金刚石其单位比表面积较小, 要求预合金粉对金刚石的包锒性能更好, 且强度和韧性要求也越高,否则就会造成金刚石的浪费. 反之亦然！金刚石工具配方设计的基本原理8.1 金刚石品级选择的主要依据8.2金刚石粒度选择的主要依据8.3 金刚石浓度选择的主要依据为了准确地分析工具的使用结果, 以下情况供参考影响工具寿命,锋利度的主要因素：a. 胎体的耐磨性, 硬度, 强度,韧性是否适应所加工的材料b. 金刚石的粒度, 浓度, 品级的选择是否与预合金粉及被加工材料的性质相适应c. 单位切割深度的大小d. 切割速度(切割冲击力的大小)e. 冲洗、冷却及排屑状态f. 加工的强度,硬度,耐磨性,韧性。