金刚石数值砂轮
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2 刚玉涂覆的金刚石树脂砂轮的制造工艺
2.1 总的工艺流程图 根据实际生产，设计总的工艺流程图如图所示。
图总的工艺流程图
2.2 对关键工艺环节的简要说明 2.2.1 配料 配料计算是树脂金刚石砂轮制造中最重要的一个环节，要求准确无误。首先根据砂轮的 规格、形状算出金刚石层体积，然后根据制造数量，按有关公式计算各种原材料的用量。采 用刚玉涂覆的金刚石制造树脂基砂轮的计算方法与采用原始金刚石的计算方法是类似的，不 同之处在于，计算时需考虑金刚石经刚玉涂覆处理后，其表观密度已发生了变化，其对应关 系可见表。图 MBD6 40/50 金刚石在不同小球作用下的破碎情况
4 结论
1)磨削效率：刚玉涂覆的金刚石树脂砂轮比未涂覆刚玉的金刚石树脂砂轮，其磨削效率 提高了 35%。
2)砂轮寿命：刚玉涂覆的金刚石树脂结合剂砂轮比未涂覆的金刚石树脂结合剂制造成本：在不降低加工效率和使用寿命的基础上，可降低制造成本。
参考文献 1 余家国等.三种树脂金刚石砂轮的耐磨性对比试验研究.超硬材料与工程，1995(4):14～16 2 余家国等.超细增韧聚酰亚胺树脂粉在金刚石砂轮中的应用.磨料磨具与磨削，1995(6)：19～ 22 3 赵玉成等.刚玉涂覆的超硬材料.金刚石与磨料磨具工程，1999(5)：4～6
例 2 采用涂覆金刚石，降低其用量 20%的(树脂结合剂)砂轮：(对比试验) 1)被磨削工件材料：金刚石复合片(聚晶金刚石+YG20～15)； 2)机床：M6025 万能工具磨床； 3)磨削参数：砂轮线速度(m/s)20；轴向进给速度 Vf(m/min)0.4；工件速度(m/min)12； 磨削深度：0.008(mm)。
刚玉涂覆的金刚石树脂砂轮的制造及其
应用
066004 燕山大学材料科学与工程学院 赵玉成 臧建兵 王明智
摘要 本文探讨了采用刚玉涂覆的金刚石制造树脂基砂轮的方法，并对比研究了采用不同表面状态的
金刚石所制造的树脂砂轮用于磨削金刚石复合片的实验。结果表明，采用刚玉涂覆的金刚石制造的树脂砂 轮，其工作效率比未采用刚玉涂覆处理的金刚石制造的树脂基砂轮提高了 35%，使用寿命延长 35%以上； 采用涂覆刚玉的金刚石，减少金刚石的实际投放量 20%，其使用性能仍不低于采用原始金刚石制造的树脂 基砂轮。
4)磨削液：硼砂+三乙醇胺+水； 5)砂轮寿命：310～330 件/每片砂轮。
例 3 未涂覆金刚石(树脂结合剂)砂轮：(对比试验) 1)被磨削工件材料：金刚石复合片(聚晶金刚石+YG20～15)； 2)机床：M6025 万能工具磨床； 3)磨削参数：砂轮速度(m/s)20；轴向进给速度 Vf(m/min)0.4；工件速度(m/min)12；磨 削深度：0.008(mm)。 4)磨削液：硼砂+三乙醇胺+水； 5)砂轮寿命：290～300 件/每片砂轮。
3 刚玉涂覆的金刚石树脂砂轮的应用实例
砂轮规格： 400×10×25，浓度为 80%的树脂结合剂砂轮 例 1 采用刚玉涂覆的金刚石(树脂结合剂)砂轮： 1)被磨削工件材料：金刚石复合片(聚晶金刚石+YG20～15)； 2)机床：M6025 万能工具磨床； 3)磨削参数：砂轮线速度(m/s)20；轴向进给速度 Vf(m/min)0.5；工件速度(m/min)12； 磨削深度：0.01(mm)。 4)磨削液：硼砂+三乙醇胺+水； 5)砂轮寿命：390～420 件/每片砂轮。
主题词 刚玉涂覆 金刚石 树脂砂轮
1 引言
树脂结合剂金刚石砂轮是以金刚石为磨料，树脂粉为粘接剂，加入一些填充材料，通过 配料、混料、热压成型、加工等工艺过程而制成具有一定几何形状的，能适用不同磨削要求 的一种磨加工工具。由于这种砂轮具有弹性好，强度高，耐冲击，生产周期短，在磨削中自 锐性好，不易堵塞，磨削效率高，加工表面光洁度好，从而在工业生产中得到了广泛的应用。 在影响树脂结合剂金刚石砂轮使用性能的各种因素当中，最关键的因素是所采用金刚石的有 关特性。适合于树脂基砂轮的金刚石一般选用 RVD(JR 1)型金刚石，该晶型的金刚石价位 低，表面较粗糙，有利于树脂基体对其的有效把持。但在早期树脂砂轮的制造过程中普遍采 用酚醛树脂，该树脂热稳定性不好，易造成金刚石颗粒早期脱落，使金刚石不能充分发挥磨 削作用。后来普遍采用热稳定性较高的聚酰亚胺树脂，从而使树脂基金刚石砂轮的耐磨性得 到了提高。为进一步提高树脂基金刚石砂轮的性能，自 70 年代以来，国内外开始采用镀镍、 镀铜金刚石用于制造树脂基砂轮，由于金刚石经过镀镍、镀铜处理后，其表面状态发生了巨 大变化，使原始的金刚石表面变为更加粗糙的表面，增加了树脂基体对其的把持作用，从而 使树脂基金刚石砂轮的使用寿命有了一定程度的提高。采用镀镍的金刚石所制造的树脂砂 轮，虽然其使用寿命有了一定程度的提高，但由于经过镀镍处理后，金刚石表面厚厚的镍金 属衣使得原本为脆性材料的金刚石表现出很大的韧性，自锐性变差，从而使其加工效率大大 降低。为此我们研制开发了一种新型的涂覆技术，在金刚石的表面涂覆一层或多层刚玉，使 金刚石经过处理后，其表面形态变为凹凸不平，其表面粗糙程度更甚于镀镍的金刚石的表面 状态。不仅提高了树脂基体对金刚石颗粒的把持力，而且由于刚玉为脆性材料，处理后的金 刚石依然保留了良好的自锐特性，使刚玉涂覆的金刚石树脂砂轮的使用寿命和加工效率均有 很大幅度的提高。
第一作者简介：赵玉成，男，1967 年生，副教授，在读博士。
表刚玉涂覆的金刚石的表观密度与增重之间的关系
2.2.2 热压成型 树脂金刚石砂轮成型主要采用热压成型工艺。其工艺原理为在压制的过程中同时加热砂 轮，使结合剂快速熔化，并在保压时间内缩聚硬化或半硬化。 在热压过程中既要注意成型压力的大小、加压方式的选取、压制速度的确定，又要注意 热压温度和热压时间的选取与确定。
2.1 总的工艺流程图 根据实际生产，设计总的工艺流程图如图所示。
图总的工艺流程图
2.2 对关键工艺环节的简要说明 2.2.1 配料 配料计算是树脂金刚石砂轮制造中最重要的一个环节，要求准确无误。首先根据砂轮的 规格、形状算出金刚石层体积，然后根据制造数量，按有关公式计算各种原材料的用量。采 用刚玉涂覆的金刚石制造树脂基砂轮的计算方法与采用原始金刚石的计算方法是类似的，不 同之处在于，计算时需考虑金刚石经刚玉涂覆处理后，其表观密度已发生了变化，其对应关 系可见表。图 MBD6 40/50 金刚石在不同小球作用下的破碎情况
4 结论
1)磨削效率：刚玉涂覆的金刚石树脂砂轮比未涂覆刚玉的金刚石树脂砂轮，其磨削效率 提高了 35%。
2)砂轮寿命：刚玉涂覆的金刚石树脂结合剂砂轮比未涂覆的金刚石树脂结合剂制造成本：在不降低加工效率和使用寿命的基础上，可降低制造成本。
参考文献 1 余家国等.三种树脂金刚石砂轮的耐磨性对比试验研究.超硬材料与工程，1995(4):14～16 2 余家国等.超细增韧聚酰亚胺树脂粉在金刚石砂轮中的应用.磨料磨具与磨削，1995(6)：19～ 22 3 赵玉成等.刚玉涂覆的超硬材料.金刚石与磨料磨具工程，1999(5)：4～6
例 2 采用涂覆金刚石，降低其用量 20%的(树脂结合剂)砂轮：(对比试验) 1)被磨削工件材料：金刚石复合片(聚晶金刚石+YG20～15)； 2)机床：M6025 万能工具磨床； 3)磨削参数：砂轮线速度(m/s)20；轴向进给速度 Vf(m/min)0.4；工件速度(m/min)12； 磨削深度：0.008(mm)。
刚玉涂覆的金刚石树脂砂轮的制造及其
应用
066004 燕山大学材料科学与工程学院 赵玉成 臧建兵 王明智
摘要 本文探讨了采用刚玉涂覆的金刚石制造树脂基砂轮的方法，并对比研究了采用不同表面状态的
金刚石所制造的树脂砂轮用于磨削金刚石复合片的实验。结果表明，采用刚玉涂覆的金刚石制造的树脂砂 轮，其工作效率比未采用刚玉涂覆处理的金刚石制造的树脂基砂轮提高了 35%，使用寿命延长 35%以上； 采用涂覆刚玉的金刚石，减少金刚石的实际投放量 20%，其使用性能仍不低于采用原始金刚石制造的树脂 基砂轮。
4)磨削液：硼砂+三乙醇胺+水； 5)砂轮寿命：310～330 件/每片砂轮。
例 3 未涂覆金刚石(树脂结合剂)砂轮：(对比试验) 1)被磨削工件材料：金刚石复合片(聚晶金刚石+YG20～15)； 2)机床：M6025 万能工具磨床； 3)磨削参数：砂轮速度(m/s)20；轴向进给速度 Vf(m/min)0.4；工件速度(m/min)12；磨 削深度：0.008(mm)。 4)磨削液：硼砂+三乙醇胺+水； 5)砂轮寿命：290～300 件/每片砂轮。
3 刚玉涂覆的金刚石树脂砂轮的应用实例
砂轮规格： 400×10×25，浓度为 80%的树脂结合剂砂轮 例 1 采用刚玉涂覆的金刚石(树脂结合剂)砂轮： 1)被磨削工件材料：金刚石复合片(聚晶金刚石+YG20～15)； 2)机床：M6025 万能工具磨床； 3)磨削参数：砂轮线速度(m/s)20；轴向进给速度 Vf(m/min)0.5；工件速度(m/min)12； 磨削深度：0.01(mm)。 4)磨削液：硼砂+三乙醇胺+水； 5)砂轮寿命：390～420 件/每片砂轮。
主题词 刚玉涂覆 金刚石 树脂砂轮
1 引言
树脂结合剂金刚石砂轮是以金刚石为磨料，树脂粉为粘接剂，加入一些填充材料，通过 配料、混料、热压成型、加工等工艺过程而制成具有一定几何形状的，能适用不同磨削要求 的一种磨加工工具。由于这种砂轮具有弹性好，强度高，耐冲击，生产周期短，在磨削中自 锐性好，不易堵塞，磨削效率高，加工表面光洁度好，从而在工业生产中得到了广泛的应用。 在影响树脂结合剂金刚石砂轮使用性能的各种因素当中，最关键的因素是所采用金刚石的有 关特性。适合于树脂基砂轮的金刚石一般选用 RVD(JR 1)型金刚石，该晶型的金刚石价位 低，表面较粗糙，有利于树脂基体对其的有效把持。但在早期树脂砂轮的制造过程中普遍采 用酚醛树脂，该树脂热稳定性不好，易造成金刚石颗粒早期脱落，使金刚石不能充分发挥磨 削作用。后来普遍采用热稳定性较高的聚酰亚胺树脂，从而使树脂基金刚石砂轮的耐磨性得 到了提高。为进一步提高树脂基金刚石砂轮的性能，自 70 年代以来，国内外开始采用镀镍、 镀铜金刚石用于制造树脂基砂轮，由于金刚石经过镀镍、镀铜处理后，其表面状态发生了巨 大变化，使原始的金刚石表面变为更加粗糙的表面，增加了树脂基体对其的把持作用，从而 使树脂基金刚石砂轮的使用寿命有了一定程度的提高。采用镀镍的金刚石所制造的树脂砂 轮，虽然其使用寿命有了一定程度的提高，但由于经过镀镍处理后，金刚石表面厚厚的镍金 属衣使得原本为脆性材料的金刚石表现出很大的韧性，自锐性变差，从而使其加工效率大大 降低。为此我们研制开发了一种新型的涂覆技术，在金刚石的表面涂覆一层或多层刚玉，使 金刚石经过处理后，其表面形态变为凹凸不平，其表面粗糙程度更甚于镀镍的金刚石的表面 状态。不仅提高了树脂基体对金刚石颗粒的把持力，而且由于刚玉为脆性材料，处理后的金 刚石依然保留了良好的自锐特性，使刚玉涂覆的金刚石树脂砂轮的使用寿命和加工效率均有 很大幅度的提高。
第一作者简介：赵玉成，男，1967 年生，副教授，在读博士。
表刚玉涂覆的金刚石的表观密度与增重之间的关系
2.2.2 热压成型 树脂金刚石砂轮成型主要采用热压成型工艺。其工艺原理为在压制的过程中同时加热砂 轮，使结合剂快速熔化，并在保压时间内缩聚硬化或半硬化。 在热压过程中既要注意成型压力的大小、加压方式的选取、压制速度的确定，又要注意 热压温度和热压时间的选取与确定。