陶瓷磨钻

陶瓷磨钻所用金 刚石为抗压强度和抗冲击韧度较高的ＳＭＤ，，品级， 基体材料为４５号钢。・ Ｈ２０的摩尔比为 １：１２：１２、ＮａＯＨ的质量分数为３０％、ＮｉＣＩ：的浓度为 ２ｍｏｌ／Ｌ、溶液温度６０。采用高性 能的多元合金铜基结合剂胎体，结合剂配比（体积 分数）为Ｃｕ（４８％）、Ｃｏ（３０％）、Ｎｉ（６％）、ＷＣ （５％）、Ｔｉ（５％）、Ｓｎ（４％）、Ｃｒ（２％）。陶瓷金刚石磨钻石砂轮_胜创超硬材料有限#提供粒度：W20 W40 W60 W80 325/400以上规格供货期为10天，除以上规格外可根据客户需求订做。 ３）其它条件相同情况下，提高ＮａＯＨ的含量，或 提高反应温度，有利于获得粒径小、表面光滑的镍 粉。实际磨削 过程的影响因素很多，如机床刚度、运动精度、运动 平稳性、磨削深度、砂轮转速、磨粒尺寸、形状、几何 角度、工件材料及温度等。

为陶瓷材料的断裂韧度；Ｈ 为材料的维氏硬度。结果表明，在试验条件下，陶瓷材料虽然以脆性断裂去除为 主，但也有部分材料发生塑性变形去除。６：４１５—４１８ ［４］Ｋｉｍ Ｋｗａｎｇ Ｈｏ，Ｈｅｅ Ｃｈａｎ Ｐａｒｋ，Ｌｅｅ Ｓｉｎ Ｄｕｋ。陶瓷磨钻文 献［３—４］中分析了烧结金刚石钻头加工工程陶瓷 的材料去除率模型，并试验研究了加工条件对材料 去除率的影响。 根据工程陶瓷的硬脆特性，采用特定组份的孕 镶金刚石钻头，以高纯度（９９％）氧化铝工程陶瓷为 加工对象，从理论分析和试验验证两个方面对烧结 金刚石钻头加工工程陶瓷的表面形成机理进行了深 入分析，为进一步揭示工程陶瓷的磨削钻孔机理并 提高加工质量提供理论基础。于爱兵，等．工程陶瓷材料加工技术的研究进 展．中国机械工程，１９９６，７（６）：５９—６３ ［２］黄春峰．工程陶瓷加工技术的发展及应用．工具技术．２０００，３４ （１２）：３—６ ［３］张勤河，张建华，贾志新．金刚石工具钻削加工工程陶瓷孔的研 究．磨床与磨削。

将Ｐ，值与单颗磨粒切削载荷相比较，可以用 来预测磨削过程是横向断裂过程还是塑性切除过 程。 尽管大部分划痕沟槽底部总是参差不齐，边沿 呈不规则的锯齿状，呈典型的脆性断裂特点，但是在 少量划痕沟槽（切深很小时）的边沿发现了不同程 度的塑性迁移特征，如图５所示，图中的表面颗粒是 微细陶瓷磨屑。图６为划痕 底部及侧面的局部ＳＥＭ放大照片，在划痕底部并没 有发现裂纹和断裂凹坑，侧面材料明显翻起，因此材 料塑性流动特征显著。从单颗粒金刚 石划擦陶瓷的形貌特点可以推测图５中沟槽两侧的 材料隆起应该较为对称，但图中沟槽两侧的材料隆 起却并非如此分布，而是呈现为一边隆起较高（右 边）、一边为较为密集的明显较低的隆起，这说明了 该区域多颗金刚石磨粒的划擦作用。陶瓷磨钻文献［２０—２１］报道， 切削表面材料的再烧结、再结晶过程使得加工表面 看上去很光滑。ｅｔ ａ１．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｘ７Ｒ ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄ ＭＬＣｓ ｗｉｔｈ Ｎｉ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ．ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，１９９８。

当单颗磨粒载荷低于这一临界值，横向裂纹 不会出现，金刚石磨粒与工件界面将主要产生塑性 流动。 ４）其它条件相同情况下，降低水合肼的比例， 有利于刺状（各向异性）镍颗粒的制备。＝１０／（ｋｄ） （４） 因此，在１ｃｍ２单位面积上出露的金刚石颗粒数 量Ⅳ０可计算为： Ｎｏ＝。陶瓷磨钻１９９８（Ｉ）：２９—３４ ［４］张勤河，张建华，贾志新，等．金刚石工具钻削加丁工程陶瓷孔的 试验研究．金刚石与磨料磨具工程，１９９７（４）：８—９ ［５］靳晓丽，袁军堂。钻头正 常出刃时，加工厚度为１０ｍｍ的工程陶瓷块的时间 通常在３０～９０ｓ之间；若加工时间太长，则是由于钻 头唇面金刚石大多磨平抛光所致。２００４．３８（５）：２２—２４ ［６］李泽印，陈建毅，黄辉，等．钎焊金刚石薄壁钻加工工程陶瓷的试 验研究．工具技术，２００６，４０（９）：１０—１２ ［７］Ｂｌａｋｅ ＰＮ。

陶瓷磨钻 当唇面金刚石工作到一定时间，由于胎体磨耗、 包镶强度不够等原因会自动脱落。根据加工条件， 通常采用超声波、激光、电火花等特种加工方法对工 程陶瓷进行孔加工。 图Ｉ 烧结金刚石钻头 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｄｉａｍｏｎｄ ｂｉｔ １．２加工方式与试验参数 试验在ＺＸＬ．２０型多功能钻铣床上进行，主轴 转速为３ ２００ｒ／ｒａｉｎ。 从图４还可以看出：沟槽划痕底部及侧面有金 刚石磨粒摩擦所导致的比较光滑的压实层，可以断 定崩碎是在金刚石棱面的推挤下发生的；而在划痕 底部和侧面有大量的碎化晶粒，部分碎化晶粒以切 屑形式脱离表面，部分碎化晶粒在已加工表面上形 成密实的碎化晶粒层，该层碎化晶粒有一种重新长 大的趋势，即重结晶或再结晶‘１”２ ０｜，这使得划痕表 面具有一些塑性流动的特征。这是因为在切削过程中，非弹性区的材料在 磨粒的强烈推挤作用下向磨痕沟槽两侧流动，形成 材料在沟槽两侧的堆积和隆起现象。 １钻孔试验 １．１钻孔工具 所研制的烧结金刚石钻头如图１所示，钻头外 径为西２４ｍｍ。

图２磨削表面显微形貌 Ｆｉｇ．２ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｕｒｆａｃｅｓ 图３划痕沟槽显微形貌 Ｆｉｇ．３ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｃｒａｔｃｈｅｄ ｇｒｏｏｖｅｓ 观察发现，磨削表面由磨粒划擦引起的沟槽磨 痕和由于脆性断裂破坏所形成的凹坑组成，如图２ 所示。陶瓷磨钻陶瓷材料在横向裂纹临界载 荷以下，才可能发生塑性切削，由此可以推测在此处 磨粒的磨削力小于产生横向裂纹的临界载荷。 由于破碎带物质是应力作用的结果，破碎的机械能 一部分转为细粒物质的表面能，使这些微细晶粒的 比表面能较微米级晶粒的比表面能大得多；比表面 能的增加使这些微细晶粒材料变得容易烧结，可在 比正常烧结温度低得多的条件下（６０％一７０％）再 烧结、再结晶。因此，在上述工艺条件下，烧结金刚石钻头 可以实现工程陶瓷的高质量钻孑Ｌ加工。７“ｊ，在加工中控制单颗磨 粒切削载荷或磨粒切深，使之小于陶瓷材料 塑一脆性转变的临界载荷或磨粒切深，即可实现陶 瓷材料的塑性域磨削（或延性域磨削）。采用定压进给方式，即在 钻削过程中保持钻头的轴向力恒定不变，这是通过 在进给手轮上施加砝码实现的。

磨削加工中，陶瓷材料虽然 以脆性断裂去除为主，但也有部分材料发生塑性变 形去除。２００３，２２：１５３７—１５４ｉ ［３］Ｈｉｒｏｎａｒｉ Ｓｈｏｊｉ，Ｙｕｉｃｈｉ Ｎａｋａｎｏ，Ｈａｒｎｈｉｋｏ Ｍａｔｓｕｓｈｉｔａ。由此可见，在本文 介绍的试验条件下，金刚石钻头磨削氧化铝工程陶 瓷时，陶瓷材料主要以脆性断裂方式去除。 根据文献［１７—１８］中的分析，孕镶金刚石工具中工 作金刚石颗粒占出露总颗粒的比例不超过２６％，即 工作金刚石颗粒系数宇≤２６％。从微观上看，每颗金刚石都不会与 另一颗金刚石处于同一平面，则１ｃｍ３单位体积内金 刚石的层数ｍ。陶瓷磨钻高温软化致使强度降低的一薄层材料在磨 粒和钻头胎体的摩擦和刮擦作用下发生了一定程度 的塑性流动，并堆积在划痕沟槽侧面。