话说金刚石磨具

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话说金刚石磨具

金刚石是超硬材料的一种,另一种是立方氮化硼。两种超硬材料经过一系列加工和处理工序可制成各类工具以及直接用它们制成各类功能器件,统称为超硬材料制品。这里重点说说其中的一种—金刚石磨具。

金刚石可分为天然以及人造两种。它是最硬的物质,而且对光的折射能力最强,因此大粒的天然金刚石早成了“宝石之王”。金刚石还具有强度、导热率、声速为已知材料中最高,滑动摩擦系数较小,化学稳定性,疏水性,热稳定性以及石墨化现象等优良特性,使得金刚石可制成多种用途的工具。主要由以下几类:锯切工具、钻进工具、超硬刀具、修整工具和拉丝模。

以金刚石磨料为原料,分别用金属粉、树脂粉、陶瓷或电镀金属作结合剂,制成的中央有通孔的圆形固结磨具称作金刚石砂轮。金刚石砂轮结构一般由工作层、基体、过渡层三部分组成。工作层又称金刚石层,由磨料、结合剂和填料组成,是砂轮的工作部分。过渡层又称非金刚石层,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。基体,用于承接磨料层,并在使用时用法兰盘牢固地夹持在磨床主轴上。一般金属结合剂制品选用钢材、合金钢粉作基体;树脂结合剂选用铝合金、电木作基体。由铝、钢或电木加工而成,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。

金刚石磨头是一种石材、瓷质材料等非金属材料的磨削工具,特别是涉及一种以金刚石合金为磨体的磨削工具,它包括基体和数个磨体,其中数个磨体间隙地固定在基体中,在磨头的磨削面上磨体也呈间隙设置,其中,基体最好是由具有一定韧性的粘接材料制成,磨体最好由金刚石合金材料制成,本实用新型具有磨削性能高,制造简单且成本低,磨削加工质量高并能够适用于大规模磨削加工的特点。

柔性金刚石研磨制品是用人造金刚石、立方氮化硼为原料和全新的工艺方法研发制造的新型涂附磨具,它具备了传统涂附磨具和超硬磨具的双重优势。柔性超硬磨料制品包括:砂带、砂套、砂盘、砂页、海绵手擦等多种形式。柔性金刚石、立方氮化硼制品广泛应用于研磨、抛光石材、玻璃、陶瓷、合成材料、硬质合金、有色金属及铁基合金等硬质材料。由于超硬磨料拥有硬度高、单颗抗压强度高等性能,因此具有磨削效率高、磨削温度低、工件表面质量好、磨削性能稳定等优点。金刚石砂带已经证实在汽车玻璃及高档玻璃上使用性价比非常好,它比传统金刚石砂轮拥有更好的磨削力,吻和力,更好的排屑和散热功能。

金刚石锯切工具主要是指各类金刚石切割锯片,包括圆锯片、排锯、带锯、绳锯等。主要用于切割大理石、花岗岩和混凝土等非金属材料。

钻进工具主要包括人造金刚石地质钻头、油(气)井钻头、工程薄壁钻头,分别用于地质勘探、油(气)勘探与开采及。各类建筑物钻孔。在人造金刚石的工业应用中,地质钻头是最

主要的制品之一。钻头的类型大致可以分为:取芯钻头;全断面钻进钻头;工程钻头等。其

中应用最广泛的是地质勘探取芯钻头,这种钻头又可以分为孕镶钻头和表镶钻头,其制造方

法有热压法、浸渍法和冷压烧结法、电镀法。

涂附磨具

超硬材料涂附磨具的特点及应用 摘要:本文介绍了金刚石、立方氮化硼砂带所具有的特性及国内外发展情况。因超硬材料砂带具有高效、精密、节能、节材、环保的特点。加之我国既是超硬材料大国,又是机械制造大国,具有开发和应用超硬材料涂附磨具的优势,目前我国超硬材料砂带已研制成功并量产,为开展难加工材料和复杂型面的磨削试验和加工创造了条件,促进我国高端装备制造业的发展。 关键词:金刚石、CBN砂带、砂带磨削、高效、节能、环保。 1、引言 高效、精密、节能、节材、环保是现代制造业发展的总趋势。超硬材料(金刚石与立方氮化硼)工具,包括超硬材料砂带,将在这个发展过程中扮演重要角色。将超硬材料应用于涂附磨具,在我国还刚刚开始,笔者有幸成为它的开拓者之一,采用金刚石和立方氮化硼作磨料成功生产出砂带、砂盘和砂套、页轮、磨盘等,并开始规模生产及应用。本文就大力发展超硬材料涂附磨具的重要性、必要性和可行性谈点粗浅的看法。 金刚石、立方氮化硼(CBN)是目前世界上已知的硬度最高的两种材料(详见表1. 各种物质的莫氏硬度表)。由于其硬度高、耐磨性好、导热率高等,是普通磨料(刚玉和碳化硅)无法比拟的。用超硬磨料加工硬脆和硬韧性难加工工件时,其消耗量极小,而且可以较长时间保持其锋利度和磨具外形,不仅可以保证工件的加工精度,而且大大提高了加工效率,同时解决了对环境的污染问题,符合国家在制造业中所推行的节能、节材、环保、低碳等发展战略。

西方发达国家从解决难加工材料的磨加工、提高磨削效率和对人体健康和环保的目的出发,已兴起使用超硬材料制造涂附磨具。目前美国、德国、英国、瑞士等国家均有相关产品的生产与销售,而且形成系列超硬材料涂附磨具产品。 2、超硬材料砂带的现状 超硬材料涂附磨具是指用粘结剂把超硬材料(人造金刚石或立方氮化硼)磨粒粘附在柔性可挠曲基材上的磨具。 随着我国冶金工业和现代机械加工产业的快速发展,各种新型材料的不断出现,高端装备制造对加工精度和表面光洁度要求越来越高,涂附磨具亦向高效率、长寿命和超精密的方向发展。因此,超硬材料涂附磨具的研制和应用悄然兴起,在硬质合金、电子、石材、工程陶瓷、玻璃、宝石、建材、不锈钢、淬火钢、高速工具钢、高温合金(钛合金、镍基和钴基合金)和复合材料(碳纤维增强塑料、特种玻璃纤维增强塑料)等难加工材料的特殊加工领域得到了广泛应用(见表2.高速钢中碳化物与几种磨料的显微硬度比较表)。尤其值得注意的是,在磨削难加工材料如硬质合金、石材、陶瓷、铁基合金等方面,超硬材料砂带则显示出其独特的优势,从用作一般精度要求的工件磨削发展到高精密、超高精密零件的磨削。由于超硬材料砂带的应用,使砂带工作寿命大幅度提高,砂带磨削领域迅速扩

金刚石线锯制造的一些关键技术问题

金刚石线锯制造的一些关键技术问题 图1表明了分别采用未镀覆金刚石与镀覆金刚石上砂电镀镍的区别。众所周知,采用未镀覆的原始金刚石制作电镀金刚石工具,镀镍层从工具的基体开始逐渐生长增厚,由于金刚石不能导电,镍镀层不在金刚石上沉积,而是“绕过”金刚石生长,通过显微镜发现发现,在镍镀层与金刚石颗粒界线处,镍镀层会凹陷。因此,金刚石在电镀过程中作为“杂质”被镍镀层埋在镀层内,形成电镀金刚石工具。这样,金刚石与镍镀层之间结合力不好,只是靠镍镀层对金刚石的机械镶嵌来把持金刚石,因此对于镀层的厚度有着严格要求,一般认为最佳镀层厚度应该使得金刚石直径的70%埋入镍镀层中,埋入厚度不足,金刚石容易脱落;反之埋入过多,金刚石难于出露,工具的出刃不好,加工效率低。这样的要求给电镀过程控制带来了镀层厚度要求高,难调控的问题。 另外,由于金刚石不导电,镍镀层不能直接在金刚石表面形核生长,而是“绕过”金刚石生长,非常不利于金刚石上砂,也就是说,金刚石颗粒不容易沉积到钢丝基体上。金刚石微粉上砂慢,浓度不易调整,浓度难于控制。这个问题对于长度巨大的金刚石线锯连续大批量生产提出挑战。 如果采用镀覆的金刚石制作电镀金刚石工具,如镀钛金刚石、镀镍金刚石、镀铜金刚石、镀铬金刚石、镀覆合金的金刚石以及复合镀层金刚石等等,情况与上述未镀覆的金刚石发生了很大的变化。由于镀覆的金刚石变得导电了,镍镀层从工具的基体和与基体接触的镀覆金刚石上同时生长,而不是“绕过”金刚石生长,上砂容易,镀层生长迅速 因此镀覆的导电金刚石在电镀过程中不是作为“杂质”,“被动”地埋在镍镀层内,而是“主动”与镍镀层形成电镀金刚石工具。 由于镍镀层迅速漫过整个金刚石颗粒,对金刚石颗粒全覆盖,镍镀层厚度可以比薄,金刚石出刃高,制造方法 电镀,金刚石微粉复合镀镍,使得金刚石微粉颗粒与金属镍共沉积在钢丝上 钎焊法,采用钎焊的方法,用钎料把金刚石钎焊在钢丝上 挤压镶嵌法,采用机械挤压方法,把金刚石颗粒嵌入钢丝。 不管什么方法,两个要点,将金刚石微粉颗粒分布在钢丝表面,牢固结合在高强度钢丝上。 另外,制造过程不能损害高强度钢丝的性能。这里特别需要注意,不能使高强度钢丝经受高温退火,由于的工作条件,线锯对高强钢丝的强度有极高的要求,以保持切割过程中丝线的刚性和防止断丝。因此,对于细达0.1mm的钢丝,都是经

超硬材料报告

超硬材料的性能和应用 材料成型及控制工程2009级2班张天珍学号:20091420224 摘要:超硬材料在工业发展进程中扮演了至关重要的角色。随着时代发展和技术的更新,将越来越受到人们的关注。本文立足事实基础,以超硬材料多年的发展历史为背景,详细介绍了超硬材料的基本性能以及在工业、军工、航空航天、电子、机械、汽车、机床工具、精密制造、医疗、石材、建材等方面的应用。重点介绍了金刚石和立方氮化硼的性能和应用关键词:超硬材料金刚石立方氮化硼性能应用 1、引言 金刚石及立方氮化硼称为超硬材料,是因为它们具有超凡的高硬度特性。金刚石是自然界已知物质中最硬的物质, 还具有高绝缘性、优异的耐磨性和良好的导热性。立方氮化硼的硬度仅次于金刚石, 还具有高耐磨、低摩擦系数、优异的耐热性和化学稳定性,特别是对铁族金属呈化学惰性,尤其适合于加工硬而脆的铁族金属材料。立方氮化硼的这一特点是金刚石所不能比拟的。这样, 立方氮化硼就以其独特的优越性与金刚石相互补充,构成了超硬材料的两大体系。超硬材料具有其他材料无可比拟的优异力学、热学、光学、声学、电学和生物等性能,享有“材料之王”赞誉,是用途广泛的极端材料,不仅可加工世界上所有的已知材料,而且可制成性能极端的功能性器件,在诸多应用领域具有不可替代性。超硬材料及制品已广泛应用于军工、航空航天、电子、机械、汽车、机床工具、精密制造、医疗、石材、建材、机场、清洁能源、高速铁路、公路、石油与天然气钻井、地质勘探、煤炭及矿物采掘、救灾抢险、家庭装修等国计民生的各个领域。 2、金刚石的性能和应用 2.1金刚石的发展史 人类最早发现先金刚石是在公元前800年,但直到18实际末,才开始对金刚石有了系统科学的研究。法国人拉瓦锡发现金刚石可燃烧,英国人费南腾研究证实金刚石是碳的同素异形体。1955年由美国通用电气公司首次以石墨为原料在高温高压条件下合成出金刚石,从此,工业技术领域进入新的时代。 2.2金刚石的性能 金刚石是自然界已知物质中硬度最高的材料。莫氏硬度为10 ,是石英8.5倍,刚玉的4.4倍,立方氮化硼的1.56倍。特别指出,(111)面的硬度大于(110)

超硬材料树脂磨具的成型

成型是将混好的成型料装入模具,按规程热压成具有一定形状规格和强度的毛坯制品的工艺过程。 超硬材料树脂磨具多以热压为主,其原理是在压制的过程中,使树脂熔融流动,并在保压的时间内逐渐缩聚固化或半固化,以保证磨具的密度、强度和硬度,同时还可避免磨具发泡起层和变形等废品。 1、设备与模具 (1)热压机 热压机是油压机的一种,有50t、63t、100t、200t、500t等几种。它的构造和传动原理与普通磨具所用的设备一样,所不同的是上下压板安有加热系统,并用热电偶控温,保证热压时的温度恒定。加热系统功率的大小可根据压制最大砂轮的热平衡情况而定。各类压机实际采用加热装置的功率如表1所示。 表1 压机加热装置功率 (2)模具 由于金刚石磨具结构较普通磨具复杂,所用模具结构也较为复杂。一般由下列几部分组成:模套、底板、芯棒、芯体、非金刚石压环、金刚石层压环。 由于压制砂轮时,模具本身也需要承受很大压力,因此必须对制造模具的材料进行很好的选择,使模具能具备足够的强度,以免在压制过程中变形或涨裂。通常采用合金工具钢、炭素工具钢、合金结构钢等。在制造过程中模套的内壁及压环、定位芯的外圆柱面等必须要有较好的粗糙度,以减少成型时的摩擦力。模具配合必须达到二级滑配精度,以保证产品质量,具体要求见表2。 表2 模具技术参数表

2、基体 因为超硬材料磨具价格昂贵,所以它不能象普通磨具那样制成整体,只能在磨削层部位采用超硬磨料,而且尽可能地窄些,其余部分只起着支撑磨削层、装卡在机床主轴上的作用,我们把这部分统称为基体。 金刚石树脂磨具有铝基体、胶木基体、酚醛铝粉基体、酚醛铝纤维基体等,个别也有用钢做基体(如很薄的树脂切割片)。 (1)铝基体 目前国内普遍使用锻造铝合金材料做基体。它属于A1-Mg-Si-Cu 合金系,具有较高的强度、良好的塑性和可加工性。锻造铝合金的机械性能(如强度和刚性)介于钢和酚醛树脂之间,这意味着它的性能比钢更接近树脂。因此,在树脂砂轮中应用更加广泛。 基体的形状尺寸与砂轮相适应,可在机床上加工而成。加工表面粗糙度一般达到Ra6.3μm以上;为了与过渡层结合牢固,常在结合面上开沟槽和滚刀花。结合面较宽的可开多道沟槽,结合面较窄无法开槽的,只有滚花。沟槽一般为直槽,深1~2mm。大尺寸基体也可加深,但槽深与槽宽应有比例。窄而深的沟槽内,物料压制后密度低,强度低,起不到增强的作用。为了便于成型和简化模具

金刚石拉丝模具

金刚石拉丝模具不锈钢线材及电缆行业生产的重要工具,尤其在细线及微丝方面应用极为广泛。但因为其价格很贵,生产成本较高,如何有效提高金刚石拉丝模具的使用寿命是线材生产行业的一大重要课题。 金刚石拉丝模具是不锈钢线材及电缆行业生产的重要工具,尤其在细线及微丝方面应用极为广泛。但因为其价格很贵,生产成本较高,如何有效提高金刚石拉丝模具的使用寿命是线材生产行业的一大重要课题。 1 金刚石拉丝模具简介 金刚石拉丝模具有两种,一种是天然金刚石模具,天然金刚石具有硬度高、耐磨性好的特点,拉制的线材表面光洁度很高,由于天然金刚石在结构上具有各向异性,导致其硬度也呈各向异性,使模孔的磨损不均匀,制品不圆整,加之价格昂贵、稀少,一般用作表面质量要求高的细线拉线模或成品拉线模;另一种是造聚晶金刚石模具,人造聚晶金刚石是无定向的多晶体。它具有硬度高,耐磨性好,抗冲击能力强的优点。在硬度上不存在各向异性,磨损均匀,模具使用寿命,适用于高速拉拔。由于产聚晶模坯存在晶粒粗大、抛光性能差等质量问题,目前国内厂家多使用聚晶模作过渡模,而不用作成品模。但随着聚晶模内在质量和加工水平的提高,有取代昂贵的天然金刚石作成品模使用的趋势。 2 金刚石拉丝模具的磨损原因分析 2.1 拉丝模自身加工质量因素导致模具磨损

(1)金刚石模坯与模具钢套镶嵌不对称,烧结的硬质合金钢套分布不均匀或有空隙,都容易导致在拉拔线材过程中产生U形裂痕; (2)金刚石模坯在激光打孔过程中,烧结痕迹清理不干净或受热不均匀会导致金刚石层内金属触媒、结合剂等聚成一堆,样容易导致在拉丝过程中模具出现凹坑; (3)模具孔型设计不合理,入口润滑区开口过小、定型区过长,会导致润滑不畅,致使模具磨损甚至碎裂。 2.2 拉丝过程中使用不当因素导致模具磨损 (1)拉丝面缩率过大,导致模具产生裂痕或破碎。裂痕或断裂纹绝大部分是内应力释放所产生。在任何物料结构中,存在内应力是必然的,拉拔线材时产生的内应力本来可以增强金刚石微晶结构,但当拉丝面缩率过大、无法及时润滑从而温升过高就会导致金刚石模具表明部分物料被移走,微晶结构所承受的应力就大大增加,使其更容易产生裂痕或破碎。 (2)线材的拉伸轴线与模孔中心线不对称,致使对线材和拉线模产生应力作用不均匀,而机械振动产生的冲击也会对线材和拉线模造成很高的应力峰值,两者都将加速模子的磨损。 (3)因退火不均匀而造成的线材硬度不均匀等因素容易造成金刚石拉丝模具过早产生疲劳损伤,形成环形沟槽,加剧模孔磨损。

《中国涂附磨具发展史》编写大纲

《中国涂附磨具发展史》编写大纲 (草案) 《中国涂附磨具发展史》总的写作架构由七大部分构成。 前言 概括涂附磨具在国民经济中的地位、作用及当前的发展状况。 发展史(第一到五章) 拟分为五个阶段(五章)叙写涂附磨具行业的发展过程。 一个工业门类的兴起、发展和兴盛离不开一个国家乃全球经济发展的宏观需求,我们将按照我国经济发展的不同阶段及全球经济的发展形态,每个阶段结合国家的经济形势,结合国外涂附磨具的发展情况,概述我国涂附磨具行业在当时的发展状况和特点;集中展现我国涂附磨具行业发展过程中的典型事件、科技成就和代表企业,描述对国内涂附磨具发生突变和转折的历史节点,生动地再现我国涂附磨人的精神风貌、创业精神及振兴民族工业的不懈追求。 发展启示(第六章) 经过分析比较,找出行业发展的规律;分析行业的贡献:指出当前存在的主要问题。 行业展望(第七章) 明确发展方向,展望预测未来发展趋势、前景。 专论(第八章) 以行业发展的几个重点要素为横向坐标,集中揭示我国涂附磨具行业发展过程中相关专项事业的发展背景、特点和演变、进化情况,使行业内从事这些专项事务的现有工作人员及相关人员了解历史过程,找准当前工作接口,并启迪后人更好推进。 *本部分与发展史部分可能有部分重复,到底如何分配和界定,待具体编写时再定夺。 典型企业(第九章) 主要记载各代表性企业的成长发展历史;(主要以经营规模大小设定进入门槛线,通用产品门槛要高,特殊产品门槛降低,而且应保证最早生产专、特、精产品的企业能够入围)。 附录 主要附有涂附磨具行业大事记、各种生产经营统计数据、重要奖励项目、荣誉称号及技术专利等。 前言 一、论述涂附磨具行业在国民经济和人民生活中的地位与作用。 简述涂附磨具的概念、名词来历、起源以及对社会劳动与人类进化过程的意义; 涂附磨具在现代工业和人民生活中的作用及贡献。 二、概论中国涂附磨具的现状及发展趋势。 从规模、技术水平、装备水平、涵盖的应用领域以及在世界同行业所处的地位等方面客观总结评价我国涂附磨具的现状; 涂附磨具的发展趋势。

金刚石工具分类及属性

金刚石工具的分类及属性 Diamond Tools 金刚石工具是指用结合剂把金刚石(一般指人造金刚石)或者立方氮化硼制作成一定形状、结构、尺寸,并用于加工的工具产品。金刚石工具如果按照用途分,可以分为金刚石磨削工具、金刚石锯切工具、金刚石刀具、金刚石钻探工具、修整工具和拉丝模等。在上一篇《超硬磨具的分类及属性》中,这里把超硬磨具也就是金刚石磨削工具独立出来了,其余的归入本分类中。以下是详细的分类及属性。

如图1所示,金刚石工具目前在这里被分为9个二级分类和24个三级分类。针对产品数量众多的产品,比如金刚石锯片和,金刚石绳锯、线锯和金刚石刀具等添加了属性,对于数量少的目前只给出了商标和型号两个属性,具体如下: 一、Diamond Saw Blades 金刚石锯片 金刚石锯片一般是指金刚石圆锯片(Circular Saw Blades ),但金刚石带锯(Band Saw

Blades )和金刚石排锯(Gang Saw Blades )也应归属于金刚石锯片。金刚石锯片是一种切割工具,广泛应用于石材,陶瓷等硬脆材料的加工。金刚石锯片主要由两部分组成;基体与刀头。基体是粘结刀头的主要支撑部分,而刀头则是在使用过程中起切割的部分。金刚石锯片可以按照工艺分,也可按照外观或者应用分类。在本文,这些被作为属性来定义一款金刚石锯片。 Style 外观:Continuous Rim 连续式、Contour Blade 轮廓切割、Ring Saw 环锯片、Segmented 节块式、Turbo 涡轮形、Tuck Point 开槽片、Other; Weld Type 工艺:Sintered 烧结、Brazed 焊接、Laser Brazed 激光焊接、Electroplated 电镀、Other; Diameter 直径:收集了100mm-900mm的常见金刚石锯片直径供用户选择;Sawing Condition 应用环境:Dry 干切、Wet 湿切、Wet / Dry 干湿两用;Concentration 浓度:200%、150%、125%、100%、75%、50%、25% Materials Sawed 应用材料:Asphalt 沥青、Brick 砖块、Concrete 混凝土、Granite 花岗岩、Glass 玻璃、Marble 大理石、Porcelain 瓷器、Refractory 耐火材料、Stone 石头、Slate 石板、Tile 瓷砖、Universal 通用、Other 应用材料属性可以让供应商选择多个,但我们不建议每次都全选,可以根据实际情况选择,如果适用于多种材料,建议直接选择Universal 通用。 金刚石带锯和排锯目前没有太多的属性,我们会根据情况增加。 二、Diamond Wire 金刚石绳锯、线锯 金刚石绳锯和金刚石线锯的英语都是Diamond Wire,金刚石绳锯一般用于花岗岩、大理石等石材或是混凝土的切割;金刚石线锯也称为金刚线,是指利用电镀工艺或树脂结合的方法,将金刚石磨料固定在金属丝上。线锯一般用于晶体,比如单晶硅硅棒、蓝宝石晶棒开方

金刚石砂轮介绍

金刚石砂轮介绍 简介: 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,制成各种形状的制品,用于磨削、抛光、研磨的工具叫金刚石磨具 结构 金刚石磨具结构一般由工作层、基体、过渡层三部分组成。 工作层又称金刚石层,由磨料、结合剂和填料组成,是磨具的工作部分。过渡层又称非金刚石层,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。 基体是由铝、钢或电木加工而成,起支承工作层和装卡磨具的作用。 用途 由于金刚石磨料所具有的特性(硬度高、抗压强度高、耐磨性好),是金刚石磨具在磨削加工中成为磨削硬脆材料及硬质合金的理想工具,不但效率高、精度高,而且粗糙度好、磨具消耗少、使用寿命长,同时还可改善劳动条件。因此广泛用于普通磨具难于加工的低铁含量的金属及非金属硬脆材料,如硬质合金、高铝瓷、光学玻璃、玛瑙宝石、半导体材料、石材等。 [编辑本段] 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;金属结合剂金刚石砂轮(青铜结合剂金刚石砂轮) 金刚石砂轮按生产工艺可分为:烧结式金刚石砂轮(树脂结合剂金刚石砂轮;陶瓷结合剂金刚石砂轮;金属结合剂金刚石砂轮);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(金刚石刀磨砂轮);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。 人造金刚石又称"工业钻石",它和天然金刚石一样,是当今人们已知自然界中最硬的物质。由于它具有极高的硬度,抗压强度和耐磨性,抗酸碱性以及良好的导热性和半导体性能,因而它被制成的各种工具制品能广泛应用于冶金、机械、地质、石油、电子、光学、建筑、石材等各个领域。人造金刚石砂轮是以人造金刚石为主要原材料配以其他金属粉料经过高温、高压形成的一种人造金刚石制品,能广泛应用于硬质合金、有色金属和非金属的磨削加工。 粒度选用 人造金刚石粒度的粗细以粒度号表示。粒度的粗细直接影响工件表面粗糙度、磨削效率和磨具损耗。选择粒度原则上是在满足加工工件要求的条件下选用尽可能粗的粒度,这样可以提高磨削效率和降低磨具的损耗。(见右表) 金刚石粒度一般分 磨削工序选用粒度 粗磨30#-120# 中磨120#-240# 精磨240#-W40 研磨、抛光W40-W1 结合剂选用 人造金刚石砂轮根据结合剂的不同一般分为树脂砂轮、金属砂轮、陶瓷砂轮和电镀砂轮。不同的结合剂有着不同的性能,要根据不同的加工对象、要求来选用合适的结合剂。 结合剂代号主要用途 树脂结合剂B 用于硬质合金、玻璃、陶瓷、石材和宝石的切割、磨削。 金属结合剂M 用于硬质合金、玻璃、陶瓷、石材、宝石等重负荷切割、磨削耐磨性好。 陶瓷结合剂V 用于各种钢材和铸铁等的干磨和湿磨,更适合磨削长轴和丝轩。 电镀结合剂D 用于各种材料特殊型面、小孔的磨削及贵重材料的切割下料。

磨料磨具英汉翻译

磨料:Abrasive/Grinding Material 磨具:Abrasive Tool Grinding Tool、abrasive products 磨粒:Abrasive Grain 安息角:angle of Repose 人造磨料:artificial Abrasive 黑刚玉:Black fused Alumina 黑碳化硅:Black Silicon Carbide 碳化硼:Boron carbide 白刚玉:white fused alumina 棕刚玉:brown fused alumina 碳化硅:silicon carbide 石榴石:garnet 锆刚玉:zirconia alumina 单晶刚玉:monocrystalline alumina 堆积密度:Bulk Density 毛细现象capillarity 混合粒度:Combination Grain Size 抗压强度:Compressive strength 普通磨料:conventional abrasive 立方氮化硼:cubic boron nitride 立方碳化硅:cubic silicon carbide 金刚石:diamond 天然金刚砂:emery 电熔刚玉:fused alumina 粒度:grain size 粒度组成:grain size distribution 绿碳化硅:green silicon carbide 粒度号:grit designation 冲击韧性:impact toughness 自由磨粒:losse grain 粗磨粒:macrograins 磁性物:magnetic Material 金属衣金刚石:metal clad diamond 微晶刚玉:microcrystalline alumina 微粉:microgrits 天然磨料:Natural abrasive 天然刚玉:natural corundum 天然金刚石:natural diamond 物理刚玉:physical corundum 铬刚玉:Pink fused alumina 多晶体:polycrystal 立方氮化硼烧结体:polycrystalline cubic boron nitride 人造金刚石烧结体:polycrystalline diamond 单晶体:single crystal 烧结刚玉:sintered alumina 比表面积:specific surface area 超硬材料:super abrasive 人造金刚石:synthetic diamond 砂带:abrasive belts 砂布:abrasive cloth 布砂带:abrasive cloth belt 卷状砂布:abrasive cloth in roll 页状砂布:abrasive cloth in sheets 砂盘:abrasive discs 砂纸:abrasive paper 砂纸带:abrasive paper belt 卷状砂纸:abrasive paper in rolls 页状砂纸:abrasive paper in sheets 砂套:abrasive sleeves 粘结剂:adhesive 烧结刚玉磨石:Aluminum oxide sintered stick 烧结刚玉砂轮:aluminum oxide sintered wheel 基材:backing 平衡试验:balancing test 结合剂:bond 磨石:brick‘s stick 固结磨具:bonded abrasive products 对接砂带:butt joint belts 无心磨砂轮:centreless grinding wheel 无心磨导轮:centreless regulating wheel 密植砂:closed coated 闭口气孔:closed pore

树脂结合剂金刚石工具性能的研究

树脂结合剂金刚石工具性能的研究 树脂结合剂金刚石磨具是金刚石磨具中使用量最大的一类。和金属结合剂金刚石磨具和陶瓷结合剂金刚石磨具相比,树脂结合剂金刚石磨具有磨具硬化温度低,只需200℃左右,远远低于金属结合剂和陶瓷结合剂金刚石磨具的热压成型 温度;生产周期短,生产设备简单,生产能耗少,规模生产可降低成本;形成自锐性,提高磨具锋利性;被加工工件的表面光洁度高,适用于镜面磨削;其缺点是寿命短,耐热性差,易老化。 其中最根本原因是:树脂结合剂胎体对金刚石的把持力小。为了提升树脂结合剂磨具的寿命,通常采用两种方法进行改进。 一种方法是尝试新型树脂或者对现有树脂进行改性,提高树脂的耐热性;另一种方法是对金刚石进行镀覆,提高树脂对金刚石的把持力。镀覆金刚石在金属结合剂和陶瓷结合剂的磨具中应用的相应研究较多,但镀覆金刚石在树脂结合剂中的研究却鲜有报道。 本文通过采用对无镀层金刚石、镀覆刚玉金刚石和金属镀层金刚石制备的金刚石树脂结合剂磨具性能进行对比分析,研究镀覆种类对两种树脂结合剂磨具的锋利性、耐用性、力学性能以及对树脂结合剂的结构和致密度的影响,获得如下结论:(1)采用聚酰亚胺树脂(PI)作为结合剂,在金刚石、聚酰亚胺(PI)、氧化铬等组分确定的前提下,实验填料的最佳配比为碳化硅微粉30(vol)%,合金粉 4(vol)%,冰晶石4(vol)%,此时,树脂金刚石磨具磨削比最大,达到2.286,具备良好的磨削性能,使用性价比较高。(2)按照最佳填料配方,采用无镀层金刚石、镀覆金属(钛、铜、镍)镀层金刚石和镀覆刚玉镀层金刚石压制两组平行实验试样进行性能对比分析。

结果表明:在其他组分含量保持不变的前提下,对金刚石进行表面镀覆处理可以明显提高磨具的磨削比,提高磨具的磨削效率,并且可以提高试样的抗弯强度、硬度等力学性能。三种金属镀层(钛、铜、镍)中,钛镀层的镀覆效果最好,对树脂磨具的磨削性能和力学性能提升明显,无机物刚玉镀层镀覆效果优于金属镀层。 (3)使用无镀层金刚石的配方试样,聚酰亚胺(PI)树脂结合剂金刚石磨具拥有更好的耐磨性和锋利性;使用含镀层的金刚石配方试样,情况相反。在无水冷磨削条件下,酚醛树脂(PF)树脂结合剂使用镀覆镀层的金刚石对树脂磨具的磨削性能提升幅度更大。 (4)对金刚石进行表面镀覆可以影响到热压后酚醛树脂(PF)结合剂的结构和致密度,并且表面更粗糙的刚玉镀层影响更大。靠近金刚石的酚醛树脂(PF)更为致密,对金刚石形成保护性包裹,远离金刚石的酚醛树脂(PF)更为稀疏。

金刚石砂轮

金刚石砂轮 什么是金刚石砂轮?金刚石砂轮的组成、特性和用途有时什么?以下将做详细介绍。 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,制成各种形状的制品,用于磨削、抛光、研磨的工具叫金刚石磨具,包括砂轮、油石(珩磨油石)、钻具、据具、粉状修正工具、修正滚轮、手工工具(锉刀类)、牙钻、雕刻工具、油石、内外圆切割锯片、砂轮刀、玻璃刀、车刀、木工圆盘锯片等。其中以金刚石砂轮,金刚石锯片应用最广泛。 金刚石砂轮一般由工作层、基体、过渡层三部分组成。工作层,又称金刚石层,由磨料、结合剂和填料组成,是砂轮的工作部分;过渡层,又称非金刚石层,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;基体,用于承接磨料层,并在使用时用法兰盘牢固地把砂轮夹持在磨床主轴上,基体本身应该是在不影响其刚性和强度的条件下愈轻愈好,一般金属结合剂制品选用钢材,合金钢粉作基体,树脂结合剂制品选用铝合金,电木作基体。制品成型质量的好坏和使用精度的高低都与基体有很大关系。因此,基体应该有几何形状和尺寸精度以及表面粗糙度要求。 金刚石砂轮的特性包括金刚石磨料泊种类、粒度、浓度、结合剂和形状尺寸。 金刚石砂轮的用途:由于金刚石磨料所独具的特性(硬度高、抗压强度高、耐磨性好),使金刚石砂轮在磨削加工中成为磨削硬脆材料及硬质合金的理想工具,不但效率高、精度高、而且粗糙度好、砂轮消耗少,使用寿命长,同时还可改善劳动条件。因此广泛用于普通砂轮难以加工的低铁含量的金属和非金属硬脆材料,如硬质合金、高铝瓷、光学玻璃、玛瑙宝石、半导体材料、石材等。 各种型号金刚石砂轮的特点及用途 金刚石砂轮是磨削硬质合金、陶瓷、玻璃等材料的理想工具,采用优质金刚石,结合先进工艺配方,产品质量稳定可靠,磨削效率高,磨削成本低,是非常理想的磨削工具。 金刚石砂轮金属结合剂(代号J):常见的是青铜结合剂(代号Q),主要用于制作金刚石砂轮。青铜结合剂金刚石砂轮的特点是型面的成型性好,强度高,有一定韧性。但金属结合剂制成的砂轮自砺性差。 利用金属结合剂配以各种配比生产的青铜砂轮,动、静平衡度好,磨削效果上乘,是厂家理想的选择。 青铜金刚石砂轮 适用光学玻璃、装璜玻璃磨边,半导体材料,陶瓷硬脆岩石的磨削加工。 其特点是:耐磨性好、磨粒把持力强,砂轮寿命长;在玻璃、铁氧体等硬脆材料加工时,切削性能优异。

涂附磨具行业发展分析

涂附磨具行业发展分析 进几年,在我国国民经济快速增长的带动下,涂附磨具行业得到飞速发展。大体形成以下格局:一是国外同行业知名公司看好中国市场,以资金,技术有时来华寻求发展,合作,主导着高档涂附磨具市场。二是经过市场经济的历练,我国的一些涂附磨具制造老企业在机制,管理,技术上都得到很大提升,也积累了一定的财富,通过引进设备,技术,提高涂附磨具产品质量,占领了中档产品市场。三是新企业如雨后春笋般进入涂附磨具行业。这些企业良莠参差,依靠低价格,在中低档次市场具有很强的竞争力。目前,我国涂附磨具行业无论在质量还是数量上都进入了空前的快速发展时期。 但是,在为行为发展欣喜的同时,我们必须清醒的看到:我国涂附磨具制造业水平还不高,高档涂附磨具产品还主要依赖进口。中低档产品价格竞争激烈,有的企业甚至通过制造假冒伪劣产品,提高磨料粒度等不正当方式粗制滥造,竞相压价,扰乱了市场秩序,形成了过度竞争。 为了使中国涂附磨具行业沿着正确的轨道健康发展,特提出如下观点和建议与涂附磨具行业同仁共同商讨。 一、整合资源,充分发挥权威机构在行业的引领作用 目前,我国涂附磨具产品在技术上与国外差距很大。进几年,虽然不少厂家引进了国外高档涂附磨具设备,但是在消化吸收技术方面还远远没有达到目标要求,在涂附磨具应用领域还达不到有针对性的细分。要想提升涂附磨具制造水平,仅靠企业的单打独斗很难奏效。作为行业最具有权威机构的中国磨料,磨具,磨削研究所,郑州工业大学材料与工程系,中国磨料磨具检测中心,中国机床工具协会涂附磨具分会还有最近出现的中国研磨网和中国研磨杂志应责无旁贷的担负起振兴中国涂附磨具的引领作用。但是,我个人认为除去中国研磨网和中国研磨杂志外,以上其他机构都与涂附磨具市场结合的不紧密。例如,企业需要产品与实际操作相进的往复式检测设备,这种设备国外已经使用很多年了。但是我

金刚石线锯切割设备现状与发展综述(zsw20111128)

金刚石线锯切割设备现状与设计初探 周世威郑超 国家特种矿物材料工程技术研究中心桂林541004 摘要:随着光伏产业、半导体等高精端产业的发展,硬脆性材料,如单晶硅、多晶硅、宝石、玻璃、陶瓷等材料的切割加工显得犹为重要。近年来,世界各国研究开发其切割设备,新工艺,新设备不断涌现。而金刚石线锯切割设备成为研究和发展的主流趋势,本文介绍国外硅片切割设备研究的最新进展以及国内发展状况,并介绍笔者参与研制的金刚石环形线锯机的功能、特点和设计心得体会及金刚石单线和环线切割机应用前景展望。 关键词:线切割设备金刚石线多线切割金刚石线开方机金刚石单线机环线机 一、前言 目前,硬脆性材料,如单晶硅、多晶硅、宝石、玻璃、陶瓷等,具有优良、稳定的物理和化学性能(如耐磨损性、抗腐蚀性、电绝缘性等),在电子、光学及其它领域得到广泛应用,特别是单晶硅、多晶硅、陶瓷材料被广泛用于太阳能光伏产业、半导体、真空电镀等高精端产业中。伴随半导体、光伏材料技术的发展,需求量不断增加,切割加工量大幅增长,由于硬脆材料硬度高、脆性大,因此加工难度较大。锯切是硬脆材料机械加工的第一道工序,锯切加工成本约占加工总成本的 5 0 %以上,因此,切割工艺、工具及设备受到越来越广泛的关注,并得到迅速发展。(1)从目前国内外加工的现状来看,硬脆性材料切割方法多种多样,主要有:金刚石圆盘锯切割(如外圆锯片切割和内圆锯片切割)、金刚石带锯切割、电火花线切割(只能用于带金属晶体)、游离磨料线锯切割和金刚石线锯切割等等。在国际上,游离磨料线锯切割在单晶硅、多晶硅的切割中占主流地位,但是这种技术存在明显的不足:线锯走丝速度低,通常≤10m/S,切割效率低, 锯丝使用寿命短。切割大尺寸坯料时磨料难以进入到长而深的切缝,磨浆的处理和回收成本较高。因此,近来出现金刚石线锯代替游离磨料线锯的发展趋势。目前,国内硅片多线切割设备仍然是国外品牌厂家统治的天下,其核心技术长期为他们所垄断,严重制约我国光伏产业和半导体IC产业的发展。国家将对新能源及其装备制造业给予有力的政策支持,并提出要强化科技创新,提升产业核心竞争力,加强产业关键核心技术和前沿技术研究,强化企业技术创新能力建

简述人造金刚石

人造金刚石制造方法综述 人造金刚石取得成功的方法有许多种,兹将具有代表性的几种分类列举如下: 静压触媒法是国内外工业生产上应用最为广泛的方法,人造金刚石的绝大部分(约90%)都是用这种方法生产的。爆炸法在某些国家被应用于金刚石微粉的生产,产量占1%左右。CVD薄膜生长法近年来开始了工业应用。其它一些方法,目前都还处于试验研究阶段。 静压法,又称静态超高压高温合成法。静压触媒法是指在金刚石热力学稳定的条件下,在恒定的超高压高温和触媒参与的条件下合成金刚石的方法。就是以石墨为原料,以过渡金属或合金作触媒,用液压机产生恒定高压,以直流或交流电通过石墨产生持续高温,使石墨转化成金刚石。转化条件一般为5~7GPa,l300~1700℃。这个方法就是传统的高压高温合成法,至今已有40多年的历史了。现在它还在继续发展和完善中,国内外都在致力于高压设备和加热方法的改进以及碳素原料和合金触媒的研究。 静压触媒法合成金刚石的工艺程序大致分为以下三个阶段: 原材料准备(石墨、触媒、叶蜡石的选择、加工与组装) 高压高温合成(p、T、t参数,控制方法与设备) 提纯分选与检验(原理、方法、标准、仪器) 静压触媒法制造金刚石的原理与工艺,是本书所要讨论的主要内容。 所谓静压直接转变法,是指没有触媒参与下的静压法。由于不用触媒,因而需要更高的压力和温度条件,对压机提出了更高的要求,这也正是它不能用于工业生产的原因。

静压法有两种情况,一是固相转化,二是熔融冷暖。 (1) 固相转化 固相转化,要求提供12GPa以上的压力、2000℃以上的温度,保持时间很短(千分之几秒),只能生长细微的多晶体。 (2) 熔融冷凝 此法比固相转化要求更高的压力和温度。日本有人曾经在20GP,和4000℃条件下,使金刚石熔融,然后逐渐冷凝成为块状大单晶。这是液相金刚石向固相金刚石的转变。也可以通过石墨→熔融→重结晶的过程生成金刚石。石墨在高压高温下熔融,晶格解体,然后冷凝,在重结晶过程中建立起金刚石键,成为金刚石晶体。这种方法的困难在于要有耐高温容器。 动压法主要是爆炸法,爆炸法压力温度条件与不用触媒的静压法相似(压力一般在20GPa以上),但产生高压高温的方法不同,不是用压机,而是用炸药。利用TNT(三硝基甲苯)和RDX(黑索金)等烈性炸药爆炸后产生的强冲击波作用于石墨,在几微秒的瞬间可得到几十GPa和几千度高温,使石墨转变为金刚石,产品一般为5~20nm的细小多晶体。结晶缺陷严重,脆弱,可作为研磨膏或者制造聚晶的原料。纳米金刚石的用途有待研究开发。 爆炸法的优点是不需要贵重设备,单次产量高,每次使用15kg炸药(TNT 40%+RDX60%)可生产约120克拉的金刚石微粉,缺点是温度压力不好控制,尤其无法分别控制温度和压力并且样品回收提纯手续繁多。 爆炸法常用的一种装置是单飞片装置,图1-1为其剖面简图。平面波发生器使顶端的点爆源变成面爆源,产生平面激波,引爆主炸药包,驱动飞片以每秒几千米的速度撞击石墨,使之转变成金刚石,所得产品占石墨的3%~5%。 假若碳源不用石墨而改用球墨铸铁或者普通生铁,铁就能起触媒作用,促使其中的碳变成金刚石。 如果用含有石墨小包裹体的触媒金属块作原料,由于金属比石墨难以压缩,压缩波通过时,没有象石墨那样热起来,造成了石墨包裹体的猝灭。这种猝灭作用使得在冲击压缩过程中形成的金刚石在随后的卸压膨胀过程中得以保存下来,产量大大提高。 日本人漱同信雄采用无定形碳素和改进过的单飞片装置(飞片速度为 3.6

金刚石磨具磨料简介

金刚石磨具磨料简介 THE DATA OF SUPER ABRASIVES 超硬磨料包含了天然金刚石, 人造金刚石及CBN. 根据加工对象的不同, 磨料的选择各有侧重. 常兴根据多年的实践经验, 在同客户充分交流的基础上, 依据客户加工产品的不同, 为客户选择最适合的金刚石工具. The super abrasives include Natural Diamond, Synthetic Diamond and CBN. Based on different work pieces, the choice of abrasives also needs discretion.

结合剂简介 THE DATA OF BONDS 磨料是通过结合剂粘合到基体上从而制成磨具, 通常的结合剂有电镀, 树脂, 金属和陶瓷. Generally, the Bonds include Electroplate, Resin Bond, Metal Bond and Vitrified Bond. 电镀金刚石工具可直接使用. 其他的结合剂工具, 在使用前,通常需要一道额外的研磨工序, 以使金刚石能更加锋利, 我们通常称之为”开刃” With the exception of the electroplated bond, the abrasives do not protrude from the bond after manufacture. The other bonds have to be broken back by an additional process in order to create a protrusion. This generally achieved by means of dressing with a silicon carbide wheel.

超硬材料涂附磨具_上_

第20卷第2期 超 硬 材 料 工 程V ol.20 2008年4月SU P ERHAR D M A T ER IA L EN G IN EERIN G A pr.2008 超硬材料涂附磨具(上) 吕 智,郑 超 (桂林矿产地质研究院,广西桂林 541004) 摘 要:文章介绍了当代涂附磨具尤其是超硬材料涂附磨具的发展情况,在指出涂附磨具尤其是超硬材料 涂附磨具的发展方向,分析我国涂附磨具产品的存在问题的基础上,依次介绍分析了砂带的磨削机理与特 点,超硬材料涂附磨具的类型和规格,超硬材料涂附磨具生产工艺流程,超硬材料涂附磨具生产设备以及 当前研制超硬材料涂附磨具的着重点。 关键词:超硬材料涂附磨具;金刚石工具;综述;基体;磨料;粘结剂 中图分类号:T Q164 文献标识码:A 文章编号:1673-1433(2008)02-0033-05 Coated superhard abrasive tools LU Zhi,ZHENG Chao (Guilin Resear ch I nstitute of Geology f or M iner al R esour ces,Guilin,Guangx i541004,China) Abstract:T he article has intr oduced the dev elo pm ent of present coated abrasive too ls especially the coated superhard materials tools being mentioned.Based on the po inting out of the developing direction of coated abrasive tools especially that of superhard m aterials w ith the analysis on existing problems of Chinese coated abr asive to ols products,it has orderly intro duced and analyzed the gr inding mechanism and character istics of abrasiv e belt,the ty pes and specificatio ns,technolo gy flow,equipment and the em phasis o f manufacturing coated superhar d abrasive to ols. Keywords:coated super hard abrasive to ols;diam ond too ls;review;base;abrasive;bo nd 超硬材料涂附磨具是指用粘结剂把超硬材料(人造金刚石或立方氮化硼)磨粒粘附在柔性、可挠曲基材上的磨具。 目前,磨料固结磨具、涂附磨具和超硬材料磨具(包括固结磨具和涂附磨具)行业己发展为规模大、品种多、门类齐全的工业体系。涂附磨具由于其产品的多样性,涉及使用范围极广,如航空航天、汽车、机械加工、木材加工、玻璃、造船、建筑、自行车、不锈钢制品、硬质合金制品等制品、零件的表面磨削、抛光、修饰,均要选用涂附磨具,所以,国际市场上占有率在不断上升。美国2002年的磨具工业产值是32亿美元,其中涂附磨具(包括超硬材料涂附磨具)相关产品为16亿美元,占50%。在我国,涂附磨具工业也逐步成为磨料磨具行业中新的经济增长点,并随着我国经济的高速发展而得到突飞猛进的发展。 随着现代机械加工工业的不断发展及各种新型材料的不断出现,对制品、零件的加工精度和表面粗糙度的要求越来越高,这就要求相应的先进的磨削技术和磨具,尤其是涂附磨具向更高效、高寿命和超精密的方向发展。为此,超硬材料涂附磨具的研制和使用异军突起,在涂附磨具中的占有率逐年增加,在汽车工业、电子工业、玻璃加工、宝石加工、不锈钢、淬火钢等难加工材料的特殊加工领域得到了广泛的应用。世界著名的磨具公司,如美国3M公司、NORT ON公 33 收稿日期:2007-09-20 作者简介:吕智(1956-),男,教授级高级工程师,长期从事超硬材料方面的研发和管理工作。

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