烧结型金刚石砂轮

烧结型金刚石砂轮

烧结型金属结合剂砂轮多以青铜等金属作为结合剂，用高温烧结法制造，其结合强度高，成型性好，耐高温，导热性耐磨性好，使用寿命长，可承受较大负荷。因砂轮烧结过程不可避免地存着收缩及变形，所以使用前必须对砂轮进行整形，但砂轮修整比较困难。目前生产常用砂轮对滚整形方法不仅修整时

烧结型金刚石砂轮费时费力，而且修整过程金刚石颗粒脱落较多，修整砂轮本身消耗很大，整形精度较低。

近年来各国学者相继开展了应用特种加工方法修整金属结合剂金刚石砂轮研究工作，主要有电解修整法、电火花修整法复合修整法等。电解修整法速度快，但整形精度不高；电火花修整法整形精度高，既可整形又可修锐，但整形速度较慢；复合修整法有电解电火花复合修整法、机械化学复合修整法等，修整效果较好，但系统较复杂，因此烧结型金刚石砂轮修整问题仍然没有得到很好解决。

此外，由于砂轮制造工艺决定了其表面形貌随机，各磨粒几何形状、分布及切削刃所处高度不一致，因此磨削时只有少数较高切削刃切到工件，限制了磨削质量磨削效率进一步提高。

电镀金刚石砂轮

电镀金刚石砂轮优点：

①电镀工艺简单，投资少，制造方便；

②无需修整，使用方便；

③单层结构决定了它可以达到很高工作速度，目前国外已高达250~300m/s;

④虽然只有单层金刚石，但仍有足够寿命；

⑤对于精度要求较高滚轮砂轮，电镀唯一制造方法。

电镀金刚石砂轮正由于这些优势，电镀砂轮高速、超高速磨削占据着无可争议主导地位。电镀金刚石砂轮存缺陷：镀层金属与基体及磨料结合面上并不存牢固化学冶金结合，磨料实际上只被机械包埋镶嵌镀层金属，因而把持力小，金刚石颗粒负荷较重高效磨削易脱落（或镀层成片剥落）而导致整体失效；为增加把持力就必须增加镀层厚度，其结果磨粒裸露高度容屑空间减小，砂轮容易发生堵塞，散热效果差，工件表面容易发生烧伤。目前国内电镀砂轮制造尚未实现按加工条件要求而优化设计出砂轮最佳地貌，单层电镀金刚石砂轮这些固有弊端必然会大大限制它高效磨削应用。

参考磨商网链接:/2012/02/08073746018.html

参考磨商网链接:/2012/02/08073746018.html

用电化学法制作的金刚石砂轮，包括金刚石修整砂轮，磨削或切削用金刚石砂轮。

已知的砂轮制作过程如下：砂轮工作层含有金刚石磨粒，金刚石磨料被金属结合剂粘结在基体上。首先沉积金属结合剂的厚度为金刚石磨粒高度的20%（上砂），然后继续用金属结合剂把金刚石磨粒粘结（增厚），厚度约为磨粒高度的2/3。这种方法的缺点是磨具工作表面上金刚石浓度太大。

已知的几种调节电镀金刚石砂轮工作表面上金刚石浓度的方法如下：

金刚石磨料预先和填料混合，这些填料可以是盐类、玻璃球或磁铁颗粒。粘结后，20%厚度的填料颗粒被被金属结合剂粘结，这些填料用分别下列方法去除：溶解法、升华法或磁场法。这种方法中填料颗粒尺寸与金刚石磨料颗粒尺寸大致相当，填料用量要能使磨具工作表面上金刚石达到规定的浓度。这几种方法的缺点是填料的去除比较复杂，要求专门的一套方法。

另一种填料的去除比较简单的方法是填料采用球型颗粒，表面光滑，首先沉积金属结合剂的厚度为金刚石磨粒高度的20%（上砂），然后用刷子把填料刷掉，最后继续用金属结合剂沉积至规定厚度。该方法运用了金属结合剂对不同表面粗糙度和形状的颗粒把持能力不同这一效应，其缺点是填料颗粒尺寸与金刚石磨料颗粒尺寸相当，因而粘结后处于同一平面上，用机械法去除填料时，有可能会把部分金刚石磨料一起刷掉，特别是那些形状接近等积状的颗粒、表面光滑的颗粒。

作为上述方法的改进，填料尺寸选择为金刚石磨料颗粒尺寸的1.5-5.0倍：在用金属结合剂进行第一次电沉积时，金刚石磨料被约为其高度20%的金属结合剂层所粘结，而填料颗粒则为厚度被约为其高度4-13%的金属结合剂层所粘结，这种厚度的金属结合剂层不能把持住任何形状、任何粗糙度的填料颗粒，因而用刷子、油石、刀具轻轻碰撞就能把填料从砂轮表面除去。

这种工艺既简化电镀金刚石砂轮的制造方法，又能调节砂轮工作表面上金刚石浓度

参考磨商网链接:/2008/08/1509117349.html

1 磨削技术发展概述

一般来讲，按砂轮线速度Vs的高低将磨削分为普通磨削(Vs<45m/s)、高速磨削(45≤Vs<150m/s)、超高速磨削(Vs≥150m/s)。按磨削精度将磨削分为普通磨削、精密磨削(加工精度1µm～0.1µm、表面粗糙度Ra0.2µm～0.1µm)、超精密磨削(加工精度<0.1µm，表面粗糙度Ra≤0.025µm)。按磨削效率将磨削分为普通磨削、高效磨削。高效磨削包括高速磨削、超高速磨削、缓进给磨削、高效深切磨削(HEDG)、砂带磨削、快速短行程磨削、高速重负荷磨削。

高速高效磨削、超高速磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展很快，如德国的Aachen大学、Bremm大学、美国的Connecticut大学等，有的在实验室完成了Vs为250m/s、350m/s、400m/s的实验。据报道，德国Aachen大学正在进行目标为500m/s的磨削实验研究。在实用磨削方面，日本已有Vs=200m/s的磨床在工业中应用。

我国对高速磨削及磨具的研究已有多年的历史，如湖南大学在70年代末期便进行了80m/s、120m/s的磨削工艺实验；前几年，某大学也计划开展250m/s的磨削研究(但至今尚未见到这方面的报道)，所以说有些高速磨削技术还只是实验而已，尚未走出实验室，技术还远没有成熟，特别是超高速磨削的研究还开展得很少。在实际应用中，砂轮线速度Vs一般还是45～60m/s。

国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究，以获得亚微米级的尺寸精度。微细磨料磨削，用于超精密镜面磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均直径可小至4µm。日本用激光在研磨过的人造单晶金刚石上切出大量等高性一致的微小切刃，对硬脆材料进行精密磨削加工，效果很好。超硬材料微粉砂轮超精密磨削主要用于磨削难加工材料，精度可达0.025µm。日本开发了电解在线修整(ELID)超精密镜面磨削技术，使得用超细微(或超微粉)超硬磨料制造砂轮成为可能，可实现硬脆材料的高精度、高效率的超精密磨削。作平面研磨运动的双端面精密磨削技术，其加工精度、切除率都比研磨高得多，且可获得很高的平面度。电泳磨削技术也是一种新的超精密及纳米磨削技术。

随着磨削技术的发展，磨床在加工机床中也占有相当大的比例。据1997年欧洲机床展览会(EMO)的调查数据表明，25%的企业认为磨削是他们应用的最主要的加工技术，车削只占23%，钻削占22%，其它占8%；而磨床在企业中占机床的比例高达42%，车床占23%，铣床占22%，钻床占14%。我国从1949～1998年，开发生产的通用磨床有1800多种，专用磨床有几百种，磨床的拥有量占金属切削机床总拥有量的13%左右。可见，磨削技术及磨床在机械制造业中占有极其重要的位置。

为什么磨削技术会不断地发展？主要原因如下：

加工精度高由于磨削具有其它加工方法无法比拟的特点，如砂轮上参与切削的磨粒多，切削刃多且几何形状不同；仅在较小的局部产生加工应力；磨具对断续切削、工件硬度的变化不很敏感；砂轮可实现在线修锐等，因而可使加工件获得很高的加工精度。