當前我國金剛石砂輪發展的新形勢
金剛石砂輪是磨削硬質合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬度材料的特效工具。近年來,隨著高速磨削和超精密磨削加工技術的快速發展,對砂輪提出了更高的要求,目前陶瓷樹脂結合劑砂輪已不能滿足生產需要,金屬結合劑砂輪由于結合強度高、成型性能好、使用壽命長等特點,廣泛應用于生產中。金屬化金剛石砂輪按制造方法不同主要有燒結、電鍍兩種類型。為充分發揮超硬磨料的作用,國外自20世紀90年代初開始采用高溫釬焊工藝,研制出一種新型的單層高溫釬焊超硬磨料砂輪,目前國內已研制出一種新型砂輪,該金剛石砂輪是采用高溫釬焊技術進行的。
具有金剛石砂輪與陶瓷結合劑的共同特性,與普通剛玉、碳化硅砂輪相比,其磨削力強,磨削溫度較低,磨削溫度較低,較小的砂輪磨損;可適應各種冷卻劑的作用;磨削時砂輪形狀保持良好,工件研磨精度高;砂輪內有較多的氣孔;研磨時有利于排屑和散熱,不易堵塞,不易燙傷工件;砂輪的自銳性較好,修整間隔時間長,修整間隔容易。所以,國外一些發達國家的陶瓷結合劑金剛石砂輪的使用越來越多。
燒結金屬結合劑砂輪多以青銅等金屬為結合劑,經高溫燒結而成,結合強度高,成型性好,耐高溫,導熱性好,耐磨性好,壽命長,可承受較大負荷。由于在燒結過程中不可避免的存在收縮和變形,因此砂輪在使用前必須對其進行整形,但砂輪修整比較困難。當前常用的砂輪對滾成形方法修整,不僅修整費時費力,而且修整過程中金剛石顆粒脫落較多,修整砂輪本身消耗很大,整形精度也不高。
近幾年來,各國學者相繼開展了應用特殊加工方法對金剛石砂輪進行修整的研究,主要有電解修整、電火花修整等方法。電火花修整法成形速度快,但成形精度不高;電火花修整法成形精度高,既可整形也可成形,但成形速度較慢;電解電火花復合修整、機械化學復合修整等方法是復雜的,由于該工藝工藝復雜,修整效果較好,因此,燒結金剛石砂輪的修整問題仍未完全解決。
另外,由于金剛石砂輪的制作工藝決定了其表面形態的隨機性,使得磨削加工過程中的磨粒幾何形狀、分布和所處的高度不一致,從而制約了磨削加工質量的進一步提高。