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金剛石是目前己知硬度最高的物質(zhì)，要發(fā)揮金剛石的磨削性能，通常需借助結(jié)合劑和其他輔助材料將其制備成具有一定規(guī)格、性能和用途的磨具。

陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具由于具有良好的耐熱、耐水、耐油、耐酸堿以及磨具形狀保持性好、磨削效率高等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械加工領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。但在磨具制備過程中，一方面由于人造金剛石磨料抗氧化溫度相對(duì)較低，陶瓷結(jié)合劑磨具燒結(jié)時(shí)易引起金剛石強(qiáng)度的下降；另一方面則是共價(jià)鍵形態(tài)的金剛石磨料表面不易被熔融態(tài)的陶瓷結(jié)合劑所潤(rùn)濕，造成兩者間的結(jié)合力較弱，上述兩方面原因都對(duì)磨具整體性能產(chǎn)生不利影響。針對(duì)此問題，目前常采用金剛石磨料表面涂覆硅酸鹽涂層或鍍覆金屬的方法，未提高金剛石磨料的抗氧化性能以及與陶瓷結(jié)合劑的結(jié)合強(qiáng)度。
陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具，由于具有良好的耐熱、耐油、耐水、耐酸堿以及磨具形狀保持性好、自銳性好、切削能力強(qiáng)和磨削效率高等優(yōu)點(diǎn)，在功能陶瓷、硬質(zhì)合金、耐火材料、石材加工等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的強(qiáng)度取決于陶瓷結(jié)合劑、金剛石磨料及兩者間的結(jié)合強(qiáng)度。但在磨具制備過程中卻存在一定的技術(shù)問題，首先，陶瓷結(jié)合劑燒結(jié)溫度較高，一般在700~9000C ，有的甚至高達(dá)1000 0C 以上，麗人造金剛石磨料在空氣條件下700 0C 時(shí)就會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)、表面變形和強(qiáng)度降低:其次，共價(jià)鍵形態(tài)的金剛石磨料表面不易被熔融態(tài)的陶瓷結(jié)合劑所潤(rùn)濕，造成其兩者間的把持力較弱，結(jié)合強(qiáng)度不理想。

金剛石磨具超精密切削在加工銅、鋁及其合金等軟金屬材料中己獲得極大成功，但在工程陶瓷、半導(dǎo)體、光學(xué)玻璃、石材等各種硬脆材料的精密和超精密加工上，卻在很大程度依賴于研磨、拋光等加工方法，雖然這些方法可以達(dá)到很高的精度和極低的表面粗糙度，但加工效率較低，在形狀復(fù)雜如非球面零件等的超精密加工方面應(yīng)用效果有限。陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪磨削高脆硬性材料是一種有效的磨削加工方法，相比金屬結(jié)合劑金剛石砂輪和樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪，具有自銳性好、強(qiáng)度高、磨削效率高、剛性好、磨削過程中不易堵塞和燒傷工件等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到廣泛應(yīng)用。

氣孔是影響砂輪磨削性能的重要參數(shù)之一，氣孔率、孔徑及其分布對(duì)砂輪磨削性能起重要作用，氣孔使冷卻液更便捷的流入工作面，在磨削過程中起到容屑、排屑的作用，有效防止加工過程中工件的燒傷和砂輪堵塞，同時(shí)氣孔對(duì)砂輪的抗彎強(qiáng)度和洛氏硬度也有很大的影響，因此氣孔的引入有非常重要的意義。陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪雖然能由自身顆粒的堆積形成部分空隙，但氣孔粒徑和氣孔率遠(yuǎn)不能滿足加工的需求。


新技術(shù)與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
1、本發(fā)明加入氧化鑭稀土金屬氧化物或其他副族金屬氧化物可以有效地優(yōu)化玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高陶瓷結(jié)合劑的強(qiáng)度和硬度等性能，增強(qiáng)金剛石磨具的磨削性能，而氧化鋅的引入則可以增強(qiáng)結(jié)合劑對(duì)金剛石磨粒的潤(rùn)濕性；造孔劑核桃殼的加入能提高砂結(jié)比，起結(jié)構(gòu)骨架支撐作用，提高磨削效率；

2、新技術(shù)制備的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪剛性較好，磨削過程中磨具變形較小，工件的加工精度較高；而且是多孔組織結(jié)構(gòu)，修整簡(jiǎn)便，同時(shí)陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪內(nèi)氣孔大小與數(shù)量可以通過加入造孔物質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，磨削過程中不易堵塞和燒傷工件，陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪的加工效率較高:使用陶瓷結(jié)合劑制備的陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪是通過玻璃或陶瓷類物質(zhì)高溫?zé)Y(jié)或燒熔條件下將金剛石磨料固結(jié)起來，因此在磨削高溫條件下陶瓷結(jié)合劑仍能與金剛石磨料有較好的結(jié)合強(qiáng)度，所制陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪能適用于較重負(fù)荷磨削:

3、制備的陶瓷結(jié)合劑有低燒結(jié)溫度，能實(shí)現(xiàn)金剛石砂輪的低溫?zé)桑惶沾山Y(jié)合劑有與金剛石磨料相匹配的熱膨脹性能，能避免或者降低砂輪工作時(shí)金剛石磨粒與陶瓷結(jié)合劑之間產(chǎn)生熱應(yīng)力，提高結(jié)合劑對(duì)金剛石磨粒的粘結(jié)把持能力:陶瓷結(jié)合劑有較高的韌性，適當(dāng)?shù)捻g性能夠保障金剛石磨料微刃的切削作用，提高砂輪磨削時(shí)的抗沖擊力，保證砂輪的形狀穩(wěn)定性:陶瓷結(jié)合劑對(duì)金剛石磨料具有良好的潤(rùn)濕包覆性能，利于提高兩者間的結(jié)合強(qiáng)度和砂輪的整體強(qiáng)度；

4、新技術(shù)通過加入造孔劑核桃殼在砂輪中引入氣孔，使砂輪具有自銳性好、強(qiáng)度高、磨削效率高、剛性好、磨削過程中不易堵塞和燒傷工件，對(duì)高脆硬難加工材料的加工有較高的效率的優(yōu)點(diǎn)：在磨削金屬或合金制品時(shí)，氣孔可以容納部分金屬碎屑，防止金屬碎屑大量存在于砂輪和工件表面麗導(dǎo)致的工件損傷:在砂輪的高速磨削過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，氣孔的存在可以容納部分的冷卻液，促進(jìn)工件表面冷卻，防止工件表面燒傷:對(duì)于強(qiáng)度較高的砂輪來說，氣孔的存在可以有效地促進(jìn)結(jié)合劑隨磨鈍的金剛石一起脫落，有助于砂輪自銳性的提高。