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金刚石砂轮损耗的显微分析

发布时间:2017-08-23

将各种磨削加工条件下使用后的金刚石砂轮在显微镜下进行观察,可以详细分析其损耗情况,结果如下:
    在磨削力和磨削速度都较低的条件下,金刚石砂轮使用后,其表面上分布着大量的棱角分明、反光一致的金刚石磨料的磨耗小平面。这是由于金刚石磨粒与超硬材料的机械摩擦而产生的机械磨损。这种磨损是逐渐进行的,磨粒的磨损量与其磨削行程长度成正比例关系。
    在磨削区温度较高的磨削条件下,金刚石砂轮上的金刚石磨粒产生氧化和石墨化而损耗,如图3所示。根据金刚石的性质可知,氧化、石墨化的程度取决于金刚石磨料的晶体完整性,并且石墨化的程度还与晶体方位有关。晶体完整性好的金刚石磨料,其氧化、石墨化损耗的程度低。
    金刚石砂轮表面上部分金刚石磨粒发生局部断裂和破碎,以致整粒脱落。金刚石磨粒发生解理破坏。由于晶体解理是由晶体结构因素7化学键的类型、强度和分布所产生的平面破裂,它经常是沿化学键强度最终的方位面产生。磨粒分布的随机性,决定其发生解理破坏是不可避免的。
    金刚石磨粒发生局部断裂和破碎,破碎形成的断口是无规则的。磨削过程中,磨粒瞬时升至高温,又在磨削液的作用下急冷,反复多次,在磨粒表面上形成很大的热应力,使磨粒表面开裂破碎。热应力破碎磨损与金刚石磨粒的缺陷分布以及氧化、石墨化有密切的联系,因此,首先在磨粒晶体表面缺陷处产生局部热应力集中,诱发多个裂纹产生和扩展。在磨削力的作用下,强度最弱的部分产生破碎。磨粒的破碎和脱落是磨削力和磨削热共同作用的结果。
    当作用在磨粒上的机械力超过砂轮结合剂对其的结合力时,便产生磨粒的整粒脱落。实验结果表明,在结合剂结合力较小(例如使用树脂结合剂)的情况下,磨粒容易整粒脱落。

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