金剛石的成核機理

在研究金剛石的成核機理等基礎理論方面是較為完善的一種金剛石磨頭電鍍。盡管合成速度較慢約為1~2um/h金剛石工具電鍍，但沉積的金剛石薄膜質量高，與基體結合好。

近發展的等離子體輔助熱絲CVD法(EACVD)，不僅獲得遠比一般熱絲CVD法更高的沉積速度(10—20um/h)，而且金剛石膜的質量得到顯著提高。

先將真空室抽成真空，再將熱絲加熱到1800℃~2400℃的高溫，通往含碳氣源和H2，氣體通過熱絲時被分解成原子H，CH3，C2H2等基團金剛石鋸片電鍍，這些活性基團在800℃~1100℃的基體上反應形成金剛石晶核，再生長成金剛石膜。其中絲的材質、溫度、絲與基體間的距離、氣體種類比例、基體溫度等對金剛石形核和生長都影響。

金剛石磨頭為什么需要修正？

在磨削加工中，影響磨削質量好壞的根本因素是磨料磨具的固有特性和被加工材料的物理化學性質   因此，對于確定的工件材料，必須首先選擇合適的金剛石磨頭，然而影響磨削性能的其他條件，諸如金剛石磨頭的修正，磨削液的配置，機床的熱變形金剛石磨盤電鍍，磨削用量等如果不能適應磨削的要求，同樣達不到提高磨削效率和磨削質量的目的。其中金剛石磨頭的修正在磨削中占有重要的地位，是充分發揮磨料磨具優異性能的必要條件。

至于金剛石磨頭為什么需要修正呢？

原因有兩種：

一是由于磨粒磨損，棱角變鈍，七孔被切削堵塞從而失去切削能力；   二是由于磨粒在金剛石磨頭中分布不規則，切削刃棱角的銳利程度不同（晶體的方向性），而與結合劑的結合強度不一致，磨粒磨損的程度也不相等，造成自銳脫落的不均勻，以致影響工件表面的幾何形狀、表面粗糙度和尺寸精讀。

因此在修整過程中，從金剛石磨頭表面切除的應當是薄而又必要的表面層，并且能使金剛石磨頭在兩次修整間隔中具有長的磨削時間。

燒結剛玉”金剛石磨頭

這種金剛石磨頭有很高的強度和硬度，在磨削加工中形狀保持性v 很好。適用于儀表零件、微型刀具、工具等硬質工件的半精磨V 和精磨。

“燒結剛玉”金剛石磨頭是用粒度極細的純淨的鋁氧粉為主料， 外加適量的礦化劑，在1800°C左右高溫下燒結而成。

為滿足不同加工要求的需要，產品又分“致密型”和“多 孔型”兩類，它們的氣孔率分別是〇%、8 %和20%三種。

產品有磨頭和油石兩類。磨頭有碟形、碗形、杯形和平形四 種。油石有三角形、長方形、圓柱形、半圓柱形和正方形等多種。

金剛石磨頭特性對磨削效果的影響

磨削加工和其他機槭加工一樣，主要要求能經濟地獲得高 的生產效率和良好的加工質量，同時，要求降低金剛石磨頭和修整工 具一金剛石的消耗。而耍滿意的達到上述耍求，是和機床狀 態、金剛石磨頭特性、工件的性質和批量、磨削工序的特點以及操作 技術和管理水平等一系列因素有關的。下面主要談談金剛石磨頭的特 性是如何影響磨削效果的。

(一)金剛石磨頭特性對磨削生產率的影響

磨削生產率與金剛石磨頭的切削性能和單位時間內參加磨削的磨 粒數量有關。金剛石磨頭的切削性能好、單位時間內參加磨削的磨粒 數多，磨削生產率就高。因此，從金剛石磨頭方面來看，要提高生產 率，主要應從這兩方面考慮。

1.金剛石磨料的粒度是影響磨削生產率的主要因素。金剛石磨料顆粒 大，磨削深度可以增加，每顆磨粒切去的金屬就多，生產率就 高。因此，在滿足光潔度要求的前提下，應盡量選用粗一些的 粒度。例如，磨鋼錠和鑄件打毛刺時，一般選用16*??20?的粗 粒度金剛石磨頭;曲軸軸頸的粗磨選用36?粒度，精磨用46*粒度;磨 機床軸類零件，一般選用46*??60#粒度較好。

又如磨削螺紋，過去為了保證達到一定的尖角，粒度一般 選得較細。近來，在其他因素的配合下，粒度可以選得粗一些， 可以提高生產率，加工精度并不會降低。

2.金剛石磨頭硬度也是影響磨削生產率的一個因素。硬度適當 降低，可以改善磨頭的自銳性，即磨鈍的磨粒容易脫落，能經

常保持鋒利的切削刃口，使金剛石磨頭保持良好k切削性能I同時， 還可戚少磨頭的修整次數，生產率也就可以提高。但要注意， 在切入磨削或成型磨削時，降低磨頭的硬度，不容易保持磨頭 的正確兒何形狀，需要經常修整磨頭，反而會影響生產率的提 高。

金剛石磨頭結合劑及其選擇

結合劑是把許多細小的磨粒粘結在一起而組成金剛石磨頭的材 料。它的種類很多，常用的結合劑有以下幾種：

陶安結合劑(代號A):它是一種無機結合劑，由粘土、 長石和其它天然的硅鋁酸鹽材料為原料配合制得。

這種結合劑的應用范圍廣，能做成各種粒度、硬度、組 織、形狀和尺寸的金剛石磨頭。陶瓷結合劑的性能穩定，不受天氣、 溫度變化的影響，能耐水、耐熱而不變質，能適應加各種冷卻 液的磨削，也可干磨。陶瓷結合劑做的金剛石磨頭比有機結合劑金剛石磨頭 的氣孔率大，磨削效率髙，磨損小，能較好的保持磨頭的幾何 形狀，適用于成型磨削和磨螺紋、齒輪、曲軸等。

但是，陶瓷結合劑金剛石磨頭脆性大，不能受劇烈的振動。一般 的陶瓷磨頭只能在35米/秒以內的速度下使用，再髙的速度，則 須用特殊的陶瓷結合劑。

陶瓷結合劑按照它的耐火度不同分為燒熔結合劑和燒結結 合劑兩類。各種剛玉金剛石磨頭都是用燒熔結合劑制造，而各種碳化 硅金剛石磨頭一般則用燒結結合劑制造。現在，已有用燒熔結合劑制 造的碳化硅磨頭，這種磨頭的機槭強度高，結構疏松，透氣性 和自說性好，切削，用燒熔結合劑綠碳化眭磨頭磨削T

此外，在陶瓷結合劑中加入硼、鉛元素，可以提高金剛石磨頭的 強度和韌性;在磨削小螺距螺紋時，可以獲得較好的磨削效 果0

樹脂結合劑(代號S):這是一種有機結合劑。用這種結 合劑制造的金剛石磨頭強度高，有一定的彈性，?可制造丁作速度高于 50米/秒的磨頭和很薄的磨頭。它的應用范圍僅次于陶瓷結合 劑，在下面一些工序中用得多：

金剛石磨頭的選擇

選擇磨頭硬度時，還要考慮結合劑性能，在同樣的磨削條件 下，用樹脂結合劑磨頭比陶瓷結合劑磨頭的硬度要高1?2小級。

此外，在選擇超精加工、珩磨以及某些精細磨削所用的磨 具時，還要注意磨晷硬度的均勻性，就是金剛石磨頭各部分的硬度值 要均勻，否則會影晌加工質量。

不用冷卻液磨削時，工件容易發熱，應該比用冷卻液磨削 時的磨頭硬度軟1?2小級。

上面所說的磨頭硬度都是指靜止狀態下測定的。而磨削 時，磨頭是在旋轉狀態下切削工件。當工件的速度不變，磨頭 旋轉速度高時，每個磨粒所切下的切厝就薄，承受的切削力就

相對減小，這就是磨頭在運動情況下所獲得的“動力硬度”。 所以，磨頭旋轉速度高時，磨頭的硬度可選軟1?2小級。

同樣，磨頭硬度的選擇也與工件的速度有關。當其他條件 不變，工件速度低時，磨頭上每個磨粒切下的切厝薄，磨粒承 受的切削壓力小，磨頭的硬度可以選得軟些。例如，磨削螺距 為1?3毫米的螺紋，當工件轉速為1?5轉/分，磨頭硬度可 用 ZRa?ZR2。