金刚石磨片磨料材料刀具的现状与发展方向

由于金刚石磨片磨料刀具材料的耐磨性和强韧性不易兼顾，因此使用者只能根据具体加工对象和加工条件在众多金刚石磨片磨料牌号中选择适用的刀具材料，这给金刚石磨片磨料刀具的选用和管理带来诸多不便。为进一步改善金刚石磨片磨料刀具材料的综合切削性能，目前的研究热点主要包括以下几个方面：

(1) 细化晶粒

通过细化硬质相晶粒度、增大硬质相晶间表面积、增强晶粒间结合力，可使金刚石磨片磨料刀具材料的强度和耐磨性均得到提高。当WC晶粒尺寸减小到亚微米以下时，材料的硬度、韧性、强度、耐磨性等均可提高，达到完全致密化所需温度也可降低。普通金刚石磨片磨料晶粒度为3——5μm，细晶粒金刚石磨片磨料晶粒度为1——1.5μm(微米级)，超细晶粒金刚石磨片磨料晶粒度可达0.5μm以下(亚微米、纳米级)。超细晶粒金刚石磨片磨料与成分相同的普通金刚石磨片磨料相比，硬度可提高2HRA以上，抗弯强度可提高600——800MPa。

常用的晶粒细化工艺方法主要有物理气相沉积法、化学气相沉积法、等离子体沉积法、机械磨片化法等。等径侧向挤压法(ECAE)是一种很有发展前途的晶粒细化工艺方法。该方法是将粉体置于模具中，并沿某一与挤压方向不同(也不相反)的方向挤出，且挤压时的横截面积不变。经过ECAE工艺加工的粉体晶粒可明显细化。

由于上述晶粒细化工艺方法仍不够成熟，因此在金刚石磨片磨料烧结过程中纳米晶粒容易疯长成粗大晶粒，而晶粒普遍长大将导致材料强度下降，单个的粗大WC晶粒则常常是引起材料断裂的重要因素。另一方面，细晶粒金刚石磨片磨料的价格较为昂贵，对其推广应用也起到一定制约作用。

金刚石磨片的硬度类型有哪些？  

 在金刚石磨片的制备过程中，硬度是选择磨料重要的参数之一。硬度的科学表述为：物质抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力，也可理解为在固体表面产生局部变形所需的能量。如果单从物质组成结构上来说，硬度是与物质内化学键的强弱以及配位数有关，主要有如下四种类型：

1、在固体物质组成的化学键中，由共用电子相结合的共价键，结合力强，因此共价型晶体的硬度大，如金刚石、碳化硅等；   2、由异性离子间引力相结合所组成的离子晶体，其硬度随构造中离子电价的增加、离子间距的缩短以及极化作用的增强而增大，但其所组成物质的硬度较共价型晶体硬度要小；

3、金属原子间由自由电子相结合所形成的金属键，由于结合力相对较弱，因此一般金属物质的硬度处于中等偏低地位；    4、由质点间分子引力相结合所形成的分子键，由于结合力弱，因此分子晶体的硬度亦小，如石墨、滑石、高岭石等。根据硬度的不同测量方法，可表示为刻划硬度、显微硬度、研磨硬度等，其数值随测量方法而异，但其变化规律却有相似性，表现为硬度越大，数值也越大。

金刚石磨片刀片的合理切削参数助力数控机床实现加工
数控机床加工速度高于普通机床，为了更好的满足数控机床高速切削，其切削刀具以金刚石磨片刀片为主，可有效避免因高速切削而产生高温及严重摩擦而导致的刀具快速磨损。
金刚石磨片刀片目前主要以焊接式和整体式为主，根据不同工件信息选择不同的金刚石磨片刀片结构。金刚石磨片刀片其性能优势给数控机床加工提供了良好的条件。
但金刚石磨片刀片在使用过程中，需要合理选择以下几个条件，才能保证立方氮化硼刀具的率长寿命，反之则适得其反。
1、合理选择切削用量：切削速度要根据被加工材料进行选择，一般要大大高于金刚石磨片磨料刀具，不然就不能发挥出金刚石磨片刀片的性能优势。如金刚石磨片刀片加工硬度HRC58-62之间的淬火件，粗加工工序的切削速度为50-150m/min，精加工工序的切削参数为60-250m/min，而且可承受断续切削工况。
2、合理选择刀具几何参数：由于金刚石磨片刀片的韧性高于陶瓷，低于金刚石磨片磨料，因此刀具几何参数的选择主要考虑的就是保证刃口强度，刀具前角一般选择(0°—-10°)，后角选择较小，为10°左右。除特殊要求外，为保证刀尖强度，电镀金刚石磨盘供货商，刀尖角一般不要小于90°;刃口要磨出负倒棱，一般取为0.2mm×(-15°—-30°)，使用前要用30～50倍放大镜对刀具进行检查，确保刃口无崩刃。
3、对机床的工艺系统：由于金刚石磨片刀片多用于淬硬钢及耐磨铸铁等难加工材料的切削加工，且刀具有负倒棱，因而径向力较大，这就要求机床刚度和精度要好，系统振动要小。
目前，虽然金刚石磨片刀片材料的价格相对传统刀具来讲较高些，但它所能完成的加工效果却是显而易见的，比国外的涂层刀片加工效果更高，这对用户来说也是物超所值的。'

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