金剛石工具行業(yè)要提高自主能力

進(jìn)一步提高自主能力電鍍研磨輪，為機(jī)械工業(yè)調(diào)整振興注入不竭動(dòng)力研磨輪。要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、前沿技術(shù)研究、增強(qiáng)原始能力。依托國家重大科技專項(xiàng)，突破核心關(guān)鍵技術(shù)和共性關(guān)鍵技術(shù)，提升重大集成能力。

早在新石器時(shí)代，人類就已經(jīng)開始應(yīng)用天然的磨石來加工石刀、石斧、骨器、角器和牙器等工具了；1872年，在美國出現(xiàn)了用天然磨料與粘土相結(jié)合燒成的陶瓷砂輪；

金剛石厚膜焊接刀具的制作過程一般包括：大面積的金剛石膜的制備；將金剛石膜切成刀具需要的形狀尺寸；金剛石厚膜與刀具基體材料的焊接；金剛石厚膜刀具切削刃的研磨與拋光。

電鍍金剛石砂輪

電鍍金剛石砂輪是用電化學(xué)法制作的金剛石砂輪，砂輪工作層含有金剛石磨粒，金剛石磨料被金屬結(jié)合劑粘結(jié)在基體上。首先沉積金屬結(jié)合劑的厚度為金剛石磨粒高度的20%上砂金剛石研磨輪，然后繼續(xù)用金屬結(jié)合劑把金剛石磨粒粘結(jié)增厚，厚度約為磨粒高度的2/3。包括金剛石修整砂輪，磨削或切削用金剛石砂輪。

金剛石膜硬度高、耐磨、不導(dǎo)電決定了它的切割方法是激光切割，切割可在空氣、氧氣的環(huán)境中進(jìn)行。采用激光切割不僅能將金剛石厚膜切割成所需要的形狀和尺寸，還可以切出刀具的后角，具有切縫窄等優(yōu)點(diǎn)。

超硬磨具磨削技術(shù)與理論

要想完成有效、節(jié)約生產(chǎn)，離不開實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家們不斷攻克行業(yè)難題電鍍金剛石研磨輪。比如研究“新型超硬磨具設(shè)計(jì)與先進(jìn)制造技術(shù)與理論”、“超硬磨具磨削技術(shù)與理論”等。

科學(xué)家們還需要通過對(duì)陶瓷結(jié)合劑、樹脂結(jié)合劑、金屬結(jié)合劑、電鍍金屬結(jié)合劑配方進(jìn)行研究，把金剛石等制成超硬材料磨具。

那些結(jié)合劑，其實(shí)就是黏結(jié)劑。因?yàn)榻饎偸土⒎降鸲际穷w粒狀，都沒有支撐，需要將其黏結(jié)形成塊狀的產(chǎn)品，然后再做成磨具。

隨著現(xiàn)代集成技術(shù)的問世，機(jī)加工向方向發(fā)展，對(duì)刀具性能提出了相當(dāng)高的要求。由于金剛石摩擦系數(shù)小、熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱率高，能切下極薄的切屑，切屑容易流出，與其它物質(zhì)的親和力小，不易產(chǎn)生積屑瘤，發(fā)熱量小，導(dǎo)熱率高，可以避免熱量對(duì)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(zhì)量的表面。

國硬質(zhì)合金工具制造行業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

2002年，鄭州機(jī)械研究所推出了硬質(zhì)合金工具釬料，推動(dòng)了中國硬質(zhì)合金工具的發(fā)展。至2014年，中國切削刀具和礦用工具規(guī)模以上的生產(chǎn)廠家超過3000家，切削刀具工業(yè)銷售產(chǎn)值突破350億元，礦山工具工業(yè)銷售產(chǎn)值突破200億元，硬質(zhì)合金工具用釬焊材料需求量超過10億元，釬劑消耗量超過5萬噸。

目前，中國硬質(zhì)合金工具制造行業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，但是總體來看，行業(yè)發(fā)展的有利因素占據(jù)了主導(dǎo)地位。鄭州機(jī)械研究所開發(fā)的硬質(zhì)合金工具釬料和導(dǎo)磁體驅(qū)流技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，其中釬焊材料推廣應(yīng)用到700多家企業(yè)，導(dǎo)磁體驅(qū)流技術(shù)應(yīng)用到十幾萬臺(tái)感應(yīng)釬焊設(shè)備，顯著帶動(dòng)了硬質(zhì)合金材料上、下游產(chǎn)業(yè)的跨越發(fā)展。

影響鋸石機(jī)的材料切除率的因素

金剛石在鋸石機(jī)的切割面上的出露情況或凸出高度會(huì)影響每個(gè)顆粒的切割深度，也就是影響了鋸石機(jī)的材料切除率。使用粒度較大的金剛石出露程度將有較快的材料切隊(duì)率。一般粗顆粒用于切割軟質(zhì)材料，而較小的粒度則用作堅(jiān)硬材料的切割。

金剛石的粒度決定了每克拉的顆粒數(shù)。隨著粒度號(hào)的增大，每克拉的顆粒數(shù)增多。因?yàn)殇徥瘷C(jī)的切割面積上金剛石的數(shù)目對(duì)工具的壽命和功率消耗有影響，所以選擇合適的目數(shù)是確保工具性能的關(guān)鍵。

一般來說，低濃度金剛石鋸石機(jī)采用細(xì)粒度金剛石，就能使切割工具表面上的金剛石顆粒增多，這樣一來有利于提高壽命，同時(shí)也增加了功率消耗。除金剛石粒度外，金剛石的濃度也決定了鋸石機(jī)表面晶粒的數(shù)目。金剛石濃度越高，鋸石機(jī)表面晶粒的數(shù)目就越多，這樣有利于提高壽命。

鋒利又耐切的混凝土圓鋸片

針對(duì)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(jié)工藝對(duì)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(jié)塊工作面上的金剛石的分布狀態(tài)和鋸片工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，求出了鋸片節(jié)塊工作面上出刃金剛石之間的距離和金剛石的運(yùn)動(dòng)軌跡，據(jù)此推導(dǎo)出單顆金剛石切削厚度的計(jì)算公式，并討論了切削厚度與鋸切參數(shù)和節(jié)塊結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

還有一些人綜合介紹了國內(nèi)外優(yōu)化金剛石圓鋸片基體及鋸齒結(jié)構(gòu)的有關(guān)成果，分析了各種防側(cè)面磨損防應(yīng)力變形、改善冷卻性能的鋸片基體及鋸齒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、生產(chǎn)價(jià)值及存在問題。