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超硬磨料及其磨具的选择与应用

磨削过程就是磨具中的磨粒对工件的切削过程。选择磨具就是要充分利用磨粒的切削能力去克服工件材料的物理力学性能产生的抗力。由于磨具的品种规格繁多，而每一种磨具都不是万能的切削工具，只有一定的适用范围。因此对每一种磨削工作，都必须适当选择磨具的特性参数，才能达到良好的磨削效果。磨具特性主要包括磨粒、粒度、硬度、结合剂、组织、形状和尺寸。这里从磨具特性方面叙述选择磨具的一般原则。
一.超硬磨料及其磨具
(一)超硬磨料磨具的加工特点
超硬磨料系指金刚石和立方氮化硼均属立方晶系。与刚玉和碳化硅相比，具有硬度高、强度好、颗粒形状好、良好的导热性和低的热膨胀系数等特点。磨削能力强及良好的磨削性能。是非常优异的磨削材料。
由超硬磨料制成的磨具，其磨削性能突出，主要加工特点有：
极高的磨料硬度
耐磨损性能好
形状和尺寸保持性能好
能长时间保持磨粒微刃的锋锐性
磨削温度低
(二)超硬磨料磨具的特性
1.超硬磨料磨具结构
超硬磨料磨具的结构与普通磨具不同，其结构形式由工作层、过渡层和基体三部分组成。如图一所示。工作层即磨料层，由金刚石或立方氮化硼磨料、结合剂及填料组成。是磨具
进行磨削加工的部分。过渡层是由结合剂和其它材料组成，以保图一超硬磨料金刚石、立方氮化硼磨具结构
证工作层的充分使用，不含超硬磨料，将工作层牢固把持在基体上。近年来，有些厂家取消了过渡层，直接将过渡层把持在基体上。基体是磨具的基本形体，起支承工作层的作用。
2.超硬磨料磨具的特性及标志
=1\*GB2⑴磨料超硬磨料的品种有天然金刚、人造金刚石及立方氮化硼（CBN）。人造金刚石又有多种牌号。人造金刚石、立方氮化硼的品种、代号及适用范围列于表一
表一人造金刚石和立方氮化硼品种、代号及适用范围（摘自GB/T6405-1994）
品种适用范围系列代号粒度推荐用途窄范围宽范围人
造
金
刚
石RVD60/70～325/400树脂、陶瓷结合剂制品MBD35/40～325/40030/40～60/80金属结合剂磨具，锯切、钻探工具及电镀制品等SCD60/70～325/400树脂结合剂磨具，加工钢与硬质合金组合件等SMD16/18～60/7016/20～60/80锯切、钻探和修整工具等DMD16/18～60/7016/20～40/50修整工具等M-SD36/54～0/0.5硬、脆性材料的精磨、研磨和抛光等立方氮化硼CBN20/25～325/40020/30～60/80树脂、陶瓷、金属结合剂制品M-CBN36/54～0/0.5硬、韧金属材料的研磨和抛光=2\*GB2⑵粒度粒度系标志超硬磨料金刚石、立方氮化硼颗粒尺寸的大小。粒度的标记按国家标准的规定，超硬磨料的各粒度颗粒尺寸范围及粒度组成按表二规定。
=3\*GB2⑶结合剂结合剂起着把持超硬磨料和使磨具具有正确的几何形状的作用。超硬磨料磨具的结合剂分四大类，即树脂结合剂(B)、金属(青铜)结合剂(M)，陶瓷结合剂(V)，电镀金属结合剂(M)
=4\*GB2⑷浓度浓度是超硬磨料磨具所特有的概念。它表示磨具工作层单位体积中超硬磨料的含量。一般规定为每立方厘米体积中含4.4克拉(1克拉＝0.2g，0.88g/cm3)的超硬磨料磨具的浓度为100%；每增加或减少1.1克拉磨料，则浓度增加或减少25%。不同浓度超硬磨料磨具中磨料含量及代号列于表三。
表二金刚石、立方氮化硼粒度标记、各粒度颗粒尺寸范围及粒度组成(摘自GB/T6406-1996)
颗粒
标记公称筛孔尺寸范围/μm99.9%通过的网孔尺寸/μm上检查筛下检查筛不多于2%通过的网孔尺寸(下限筛)网孔尺寸/μm筛上物不多于(%)网孔尺寸/μm筛上物不少于(%)筛上物不多于(%)16/181180/1000170011808100090871018/201000/85014001000885090860020/25850/7101180850871090850025/30710/6001000710860090842530/35600/500850600850090835535/40500/425710500842590830040/45425/355600455836090825545/50355/300500384830290821350/60300/250455322825590818160/70250/212484271821390815170/80212/180322227818190812780/100180/150271197101518710107100/120150/12522716510127871090120/140125/10619713910107871075140/170106/901651161190851165170