立方氮化硼砂輪磨料的性能及使用工具

　　由金剛石或立方氮化硼砂輪(CBN)磨料制作的硬磨料砂輪，因其優(yōu)良的磨削性能，已廣泛用于磨削領域的各個方面。金剛石砂輪是磨削硬質合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬脆材料的工具。

　　近幾年來，隨著高速磨削和磨削技術的迅速發(fā)展，對砂輪提出了更高的要求，陶瓷和樹脂結合劑的砂輪已不能滿足生產的需要，金屬結合劑砂輪因其結合強度高、成型性好、使用壽命長等顯著特性而在生產中得到了廣泛的應用。金屬結合劑金剛石砂輪按制造方式不同主要有有燒結和電鍍兩種類型。為了充分發(fā)揮硬磨料的作用，國外從20世紀90年代初開始用高溫釬焊工藝開發(fā)一種新型砂輪，即單層高溫釬焊硬磨料砂輪，目前國內這種砂輪還處于研制開發(fā)階段。

　　燒結型金剛石砂輪。砂輪燒結型金屬結合劑砂輪多以青銅等金屬作為結合劑，用高溫燒結法制造，其結合強度高，成型性好，耐高溫，導熱性和耐磨性好，使用壽命長，可承受較大的負荷。因砂輪在燒結過程中不可避免地存在著收縮及變形，所以在使用前對砂輪進行整形，但砂輪修整比較困難。目前生產中常用的砂輪對滾整形方法不僅在修整時費時費力，而且修整過程中金剛石顆粒的脫落較多，修整砂輪本身的消耗很大，整形精度較低。近年來各國學者相繼開展了應用特種加工方法修整金屬結合劑金剛石砂輪的研究工作，主要有電解修整法、電火花修整法和復合修整法等。電解修整法速度快，但整形精度不高；電火花修整法整形精度高，既可整形又可修銳，但整形速度較慢；復合修整法有電解電火花復合修整法、機械化學復合修整法等，修整效果較好，但系統(tǒng)較復雜，因此燒結型金剛石砂輪的修整問題仍然沒有得到很好的解決。此外，由于砂輪的制造工藝決定了其表面形貌是隨機的，各磨粒的幾何形狀、分布及切削刃所處的高度不一致，因此磨削時只有少數(shù)較高的切削刃切到工件，限制了磨削質量和磨削效率的進一步提高。

　　電鍍金剛石砂輪，砂輪電鍍金剛石砂輪的優(yōu)點：電鍍工藝簡單，投資少，制造方便；無需修整，使用方便；單層結構決定了它可以達到很高的工作速度，目前國外已高達250～300m/s；雖然只有單層金剛石，但仍有足夠的壽命；對于精度要求較高的滾輪和砂輪，電鍍的制造方法。

　　正是由于這些優(yōu)勢，電鍍砂輪在高速、高速磨削中占據(jù)著無可爭議的主導地位。電鍍金剛石砂輪存在的缺陷：在鍍層金屬與基體及磨料的結合面上并不存在牢固的化學冶金結合，磨料實際上只是被機械包埋鑲嵌在鍍層金屬中，因而把持力小，金剛石顆粒在負荷較重的高效磨削中易脫落(或鍍層成片剝落)而導致整體失效；為增加把持力就增加鍍層厚度，其結果是磨粒裸露高度和容屑空間減小，砂輪容易發(fā)生堵塞，散熱效果差，工件表面容易發(fā)生燒傷。目前國內的電鍍砂輪制造尚未實現(xiàn)按加工條件的要求而優(yōu)化設計出砂輪的地貌，單層電鍍金剛石砂輪的這些固有弊端必然會大大限制它在高效磨削中的應用。