超硬磨具磨削技術與理論

要想完成有效、節約生產，離不開實驗室科學家們不斷攻克行業難題。比如研究“新型超硬磨具設計與先進制造技術與理論”、“超硬磨具磨削技術與理論”等。

科學家們還需要通過對陶瓷結合劑、樹脂結合劑、金屬結合劑、電鍍金屬結合劑配方進行研究電鍍金剛石研磨輪，把金剛石等制成超硬材料磨具研磨輪。

那些結合劑，其實就是黏結劑。因為金剛石和立方氮化硼都是顆粒狀，都沒有支撐，需要將其黏結形成塊狀的產品，然后再做成磨具。

隨著現代集成技術的問世，機加工向方向發展，對刀具性能提出了相當高的要求。由于金剛石摩擦系數小、熱膨脹系數低、導熱率高，能切下極薄的切屑金剛石研磨輪，切屑容易流出，與其它物質的親和力小，不易產生積屑瘤，發熱量小，導熱率高，可以避免熱量對刀刃和工件的影響，因此刀刃不易鈍化，切削變形小，可以獲得較高質量的表面。

用黏合劑把金剛石黏合做成磨具需要試驗

用黏合劑把金剛石黏合做成磨具電鍍金剛石研磨輪，聽起來那么簡單，難道還需要專門的國字頭實驗室來做研究嗎？回答是肯定的。之所以開發超硬材料磨具，是因為新的科技應用需要新的生產技術進行匹配生產，這就對超硬材料磨具本身的技術提出了要求。

比如開發碳纖維機體砂輪，就用在汽車曲軸等加工上，而通過對金剛石、立方氮化硼的應用研究，也能做出打磨航天飛機發動機零部件、玻璃切槽磨具等。

航天航空材料需“耐磨”

航空航天零部件，很多是用鈦合金、鎳合金、碳纖維等硬度很高的材料制作而成，而且做出來的零部件比較復雜。

比如，航天航空上用的發動機零部件，有很多是先用模具壓出后，再磨削以達到設計要求。而普通磨削工具對這些材料的磨削效率非常低，損耗也大，要解決這些難題，就需要超硬材料磨具。

“其實，對超硬材料磨具的需求，還出現在手機生產中。”實驗室工程師說，從藍寶石手機屏幕的切割磨削，到手機芯片、CPU等精密儀器的制造，都離不開這類高精密磨削工具，“像蘋果、樂視、華為等手機，在一些生產過程中，都曾使用過我們實驗室攻克的高精密分割技術”.

人造金剛石要用六面頂壓機

生產人造鉆石，需要使用六面頂壓機，上下左右前后，從六個面向機器中間放的石墨按審定好的升溫曲線和升壓曲線加熱加壓，“但如果僅僅是壓的話，效率會比較低，這就需要觸媒提升效率，提升鉆石顆粒”.

隨著工藝的進步，很多金剛石生產廠家有了生產大直徑鉆石的能力，而純度比較高、晶型比較好的寶石級鉆石的價位，更是吸引了眾多廠家加入生產人造鉆石的大軍之中。本來稀少的東西竟然開始批量生產，這些人造鉆石投入市場后，對鉆石的價格會產生多大影響呢？

鋒利又耐切的混凝土圓鋸片

針對目前圓鋸片存在的諸多問題，有人研究了刀頭胎體成分、鈷含量、金剛石、不同碳化鎢粉料以及燒結工藝對鋸片鋒利性和壽命等方面的影響，研制出了一種既鋒利又耐切的混凝土圓鋸片。

有一些人通過分析金剛石圓鋸片的節塊工作面上的金剛石的分布狀態和鋸片工作時的運動特點，求出了鋸片節塊工作面上出刃金剛石之間的距離和金剛石的運動軌跡，據此推導出單顆金剛石切削厚度的計算公式，并討論了切削厚度與鋸切參數和節塊結構之間的關系。

還有一些人綜合介紹了國內外優化金剛石圓鋸片基體及鋸齒結構的有關成果，分析了各種防側面磨損防應力變形、改善冷卻性能的鋸片基體及鋸齒結構的特點、生產價值及存在問題。

提高切割質量和鋸片使用壽命

為了節約石材，減小對環境的污染，金剛石圓鋸片正向薄型方向發展。在工作過程中，由于圓鋸片承受離心力、鋸切力、鋸切熱等外載荷作用，鋸片徑厚比一般都在200以上，屬于典型的超薄零件，易產生軸向變形屈曲，同時水槽底部應力較大，易產生鋸片裂紋和斷裂，導致鋸片結塊早期破損、鋸片壽命降低。

因此，提高鋸片切割質量、延長鋸片使用壽命已成為當下研究的熱點之一。有人研究發現，添加合適粒度和濃度的輔磨料，不僅可以提高鋸片壽命，還能提高其鋒利性，金剛石鋸片的使用壽命可提高150%以上，切割效率提高約40%。