國內磨具總量中,陶瓷磨具的產量一直占大半部分。近10-15年來,陶瓷結合劑磨具的產量在歐洲國家增長了2-4倍。陶瓷結合劑金剛石和立方氮化硼磨具需求在增加,并被看作大規模生產中最具前景的磨加工工藝之一。就超硬材料磨具生產中確定的術語來說,常見的有燒結結合劑、玻璃結合劑、玻璃陶瓷結合劑、微晶玻璃結合劑、硅酸鹽結合劑等稱謂也屬于陶瓷結合劑。用陶瓷結合劑制作的磨具稱為陶瓷結合劑磨具,簡稱陶瓷磨具。
超硬材料陶瓷磨具,是用陶瓷結合劑將超硬磨料粘結成一定的形狀,用于磨削、研磨和拋光作用的一類高性能磨加工工具。其中,超硬磨料主要是指金剛石和立方氮化硼(CBN),它們是目前已知材料中最硬的材料,幾乎可以用于磨削加工各種材料。陶瓷結合劑具有耐熱、耐油、耐水、耐酸堿性好等優點。因此超硬材料陶瓷磨具具有磨削能力強,磨具磨損;適應多種冷卻液下磨削;磨具形狀保持性好,磨削精度高;磨具中有較多的氣孔,有利于冷卻和排屑,磨削時不易堵塞,不易燒傷工件;磨具有較好的自銳性,修整間隔較長,比其它結合劑磨具更容易修整。
超硬材料陶瓷磨具適合數控磨床和自動化生產線上的各種特種磨床磨削加工要求,能夠很好地滿足難加工材料和一般材料的高精磨削和高效磨削需要,特別是普通磨料難以加工的材料,超硬材料陶瓷磨具有極其突出的優點。例如,用金剛石陶瓷磨具加工硬質合金、工程陶瓷、光學玻璃、半導體材料、石材、混凝土等非金屬材料。用陶瓷結合劑立方氮化硼磨具加工工具鋼、模具鋼、不銹鋼、耐熱合金、耐磨鋼、高釩高速鋼、淬硬鋼等黑色金屬,能夠獲得滿意的加工效果;如在加工9Cr18合金鋼襯套內孔、Cr4Mo4V、W9Cr4 V2 Mo高溫軸承鋼套圈、高溫高速鋼刀具等磨削方面取得了良好的加工效果;在磨削加工滾珠絲杠、導軌、齒輪、軸承、曲軸、凸輪軸、鈦合金等方面,陶瓷結合劑CBN磨具具有優異的特性。
金剛石在純氧中700~800℃可燃燒,在空氣中不斷加熱至850~1000℃時即可燃燒。人造金剛石在大氣條件下氧化溫度約740~838℃之間。在惰性氣體及約1700℃高溫下,將全部石墨化。金剛石的氧化主要取決于晶體的完整程度,結晶完整的人造金剛石晶體氧化溫度高,非完整晶體氧化溫度低。立方氮化硼的熱穩定性比金剛石要高一些,約在1200℃左右,結晶不完全,有缺陷的磨粒,耐熱性能更差。為避免超硬磨料的氧化與石墨化,避免磨料性能的劣化,超硬磨料陶瓷磨具必須使用低溫陶瓷結合劑在較低的燒成溫度下制造。 |