表面镀覆磨料的性能及应用

国际上著名公司的表面镀覆金属层的品种,经过汇总列入表6。此外,近来国内还出现了金刚石或CBN表面镀陶瓷的品种,但尚未正式形成品牌。

表6 表面镀覆的超硬材料品种

无论金刚石或CBN,其镀覆金属品种,单颗粒抗压强度都有所提高,如图4(b)所示,同时,磨耗比下降见图4(a),即砂轮寿命延长,可延长50%～100%。

正是在尼柯都尔(Nicodur)发现了表面镀覆金属可显著提高砂轮寿命之后,金刚石树脂砂轮在世界上才得以广泛普及。这也是整个金刚石制品工业形成规模化大生产的开端,后来,发展到青铜磨具、陶瓷磨具以及金刚石锯片和钻头等金刚石制品的大规模工业化生产。

(1)镀层减缓对树脂结合剂的热脉冲

金属镀层的导热率比金刚石小,例如Cu,导热率为4 W·K- 1·cm- 1,而金刚石的导热率一般为（9～ 26）W·K- 1·cm- 1。因此,每个金刚石磨粒在接触工件时,磨削产生的瞬时高温,在脱离磨削区后的时间内,经过镀层然后比较缓慢地传给树脂,而不是由金刚石直接很快传给树脂,从而保护紧接磨料部位的树脂不被高温烧毁而失去对磨料的把持力。这就是磨具寿命得以延长的真正的主要原因所在。它比下面将要提到的其它几个作用都重要得多。

(2)镀层提高磨料与结合剂的结合强度

金属镀层内部紧紧包裹着金刚石,而外部与树脂结合剂能良好粘结(发生物理吸附甚至化学吸附),凸凹不平的粗糙镀层表面有利于镀层与结合剂之间的机械啮合。

(3)镀层提高磨料颗粒抗破碎强度

镀金属后,磨料颗粒的缺陷、裂隙得以弥补,起到补强作用;脆性磨料表面包覆一层韧性金属,当然也有利于提高颗粒抗破碎强度。

(4)镀层对磨粒起隔离保护作用

包裹着金刚石的镀层起了隔绝外界氧及其它有害介质的作用。同时,在磨削高温下,金属层对金刚石晶体结构的石墨化能起抑止作用。例如镍镀层,就有如图5所示的侧面支撑作用,保护金刚石的四面体结构不发生石墨化。

磨具的精加工及质量检测

金刚石或CBN磨具均属于精密磨具,主要应用于高精度加工,在数控机床和柔性加工中心使用。因此,对磨具有必要进行精加工,以充分保证磨具的尺寸精度和形位公差。否则难以发挥出其应有的优越性,达不到应有的高技术经济指标。

欲生产高档精密磨具,原料是前提,配方是基础,工艺(热压成型和加工)是关键,检查是保证。磨具的质量检查,包括外观检查,尺寸精度和形位公差,均应按照有关标准进行严格检查，并且要进行动平衡检查。目前国内一些工厂对此重视不够,不具备必要的检查仪器,不掌握有关的检查方法,限制了产品质量的提高,更谈不上替代进口和争取出口。国产磨具要更新换代,提高档次,赶上世界先进水平,除了解决内在质量问题以外,加工和检查是必须引起重视并加以解决的重要问题。