征服硬世界的金刚石砂轮

发布时间：2024-05-23

金刚石砂轮是以金刚石磨料为原料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷和电镀金属作结合剂，制成的中央有通孔的圆形固结磨具。

金刚石砂轮的结构

金刚石砂轮在结构上与普通磨料砂轮有所不同，一般的是由金刚石磨料层、过渡层与基体组成。

金刚石砂轮结构图

1-金刚石磨料层；2-过渡层；3-基体

（1）金刚石磨料层

金刚石磨料层又称为工作层，由金刚石磨料、结合剂和气孔组成，是砂轮起磨削作用的工作部分。金刚石是磨削行为的主体；结合剂将金刚石磨粒粘结成具有一定几何形状的模具；气孔表征模具的密实程度，对磨削效率和工作质量有直接影响，还可起散热和容屑作用。

（2）过渡层

过渡层又称非金刚石层，过渡层不含金刚石磨料，由结合剂、金属粉和填料组成，是将金刚石层牢固地连接在基体上的部分。为了简化制造工艺，又是也可不要过渡层。

（3）基体

基体用于承载磨料层，并在使用时用法兰盘牢固地夹持在磨床主轴上。

根据结合剂种类的不同，金刚石砂轮的基体材料可选用钢、铝合金、电木等。一般金属结合剂砂轮选用钢材、合金钢粉作基体；树脂结合剂砂轮选用铝合金、电木作基体。基体起支承工作层和装卡磨具的作用。砂轮成型质量的好坏和使用精度的高低都与基体有很大关系。基体在能保证强度和刚度的前提下越轻越好，所以铝基体比较常见。

金刚石砂轮的特性

金刚石砂轮是属于超硬磨粒砂轮，与普通磨料砂轮相比，具有非常明显的特点和优势：

金刚石磨料的硬度决定了金刚石砂轮的主要特性，其可对硬质合金、玻璃、陶瓷等难加工材料进行高效磨削，且磨削工具有较长的使用寿命。

金刚石具有高的耐磨性，砂轮磨损较小，使用时间长，在磨削加工中，金刚石磨粒的尺寸、形状和形貌变化小，适合高精密的加工，且生产效率高，金刚石砂轮可以同时满足高效和精密加工的要求。

修锐后的金刚石砂轮能够保持磨粒长时间的微刃性，良好的切削性能保证了磨削过程中较小的磨削力，从而降低了磨削功率，节约了能量。

金刚石的导热性非常好，有利于热量的疏散，减少工件烧伤、裂纹及掉块等现象，可提高工件表面的加工质量。

金刚石砂轮的分类

金刚石砂轮按结合剂可分为：树脂结合剂金刚石砂轮；陶瓷结合剂金刚石砂轮；金属和电镀金属结合剂金刚石砂轮。

金刚石砂轮按生产工艺可分为：烧结式金刚石砂轮；电镀金刚石砂轮；钎焊金刚石砂轮。

金刚石砂轮按磨削方式可分为：磨钻石用金刚石砂轮；磨硬质合金用金刚石砂轮；磨金刚石复合片用金刚石砂轮：无芯磨床用无心磨金刚石砂轮；磨陶瓷制品用金刚石砂轮：切割用金刚石砂轮（也被称为金刚石切割片）；金刚石锯片。

金刚石砂轮按外观或形状可分为：平行砂轮；筒形砂轮；杯形砂轮；碗形砂轮；碟形砂轮；磨边砂轮；磨盘等。

金刚石砂轮的用途

由于金刚石磨料具有硬度高、抗压强度高、耐磨性好等特性和优势，使金刚石砂轮成为光学玻璃、陶瓷、宝石、半导体材料、石材等硬脆材料及硬质合金磨削等普通磨具难以加工的低铁含量的金属及非金属硬脆材料的首选工具。使用金刚石砂轮不但效率高、精度高，而且有粗糙度好、磨具消耗少、使用寿命长等特点，同时还可以改善工作劳动环境。随着现代磨削加工向高质量、高精度、高效率、自动化方向不断发展，金刚石砂轮的作用越来越明显。

金刚石砂轮在工业各部门各领域几乎都有应用，航空航天、模具制造业、半导体制造业、光学加工制造业等。陶瓷材料、光学材料、航空发动机涡轮叶片、硅片制品等都多用金刚石砂轮磨削。

参考资料：《超硬模具制造与应用》王光祖 李金宝著 以及中国超硬材料网整理

（来源：网络）