陶瓷结合剂金刚石砂轮的制备研究

陶瓷结合剂金刚石砂轮是目前发展比较迅速的一种超硬材料磨具,与树脂结合剂磨具相比其形状保持性好,加工尺寸精度高;与金属结合剂磨具相比其具有砂轮易于修整、磨削时不易堵塞及不易烧伤工件等优点。同时由于树脂及金属结合剂砂轮通常采用热压法制备,难以获得足够的气孔用于储存磨削液及提高砂轮自锐性,而陶瓷结合剂金刚石砂轮可以很方便地控制气孔率的大小[1]
。目前,陶瓷结合剂金刚石砂轮主要应用于刀具、硬质合金、金属陶瓷、铁氧体、液压泵齿轮颈、宝石、普通陶瓷及新型工程陶瓷材料的磨削和加工,具有广阔的应用前景。
目前在欧美日俄等发达国家陶瓷结合剂金刚石砂轮的使用已较普遍[2],相应的产品日渐丰富,而国内对其研究仍处于实验室阶段或试用阶段。与树脂或金属结合剂砂轮不同,陶瓷结合剂金刚石砂轮须通过烧结制备,因此烧结温度成为影响其性能的一个很重要因素。一个性能优异的陶瓷结合剂金刚石砂轮应当是在金刚石粒度、烧结温度及结合剂含量上均取得一个平衡的结果。对其进行研究可以对砂轮的生产起指导性作用,有利于提升其性能。
1.金刚石的粒度对陶瓷结合剂金刚石砂轮的烧结有一定的影响,粒度越细在相同结合剂含量和烧结温度条件下砂轮硬度越大;
2.陶瓷结合剂金刚石砂轮的烧结温度对金刚石磨具的硬度有很大影响,温度过低时结合剂流动性差,对金刚石润湿性差,温度过高时,金刚石容易与结合剂中碱金属氧化物反应产生气孔,影响磨具硬度和强度;
3.结合剂在磨具中的加入量对烧结后磨具的硬度有一定的影响,结合剂含量较低时烧结体强度不高,砂轮硬度低,当结合剂含量过高时烧结体中容易产生气孔,磨具硬度大幅下降。