聚晶金刚石的精密镜面磨削

    1前言

    聚晶金刚石(PolycrystallineDiamond，简称PCD)是由特殊处理的单晶金刚石微粉与少量粘结剂在高温高压条件下烧结而成的新型超硬材料。采用K类硬质合金刀片为基底，在基底上面压制而成的PCD称之为PCD复合片。PCD中无序排列的金刚石颗粒使其具有均匀的高硬度和高耐磨性，被广泛应用于刀具、工具和模具等行业。而PCD复合片由于基底的作用，在保证硬度和耐磨性的前提下又在一定程度上兼顾了强度和韧性，从而进一步扩大了应用领域，加之造价低廉，所以更具使用价值和应用前景。

    但是，超硬度和超耐磨性始终是PCD材料精密加工的最大障碍，传统的加工方法几乎无能为力。随着加工技术的发展，特种工艺逐渐用于PCD材料的加工，但仍存在许多不足，加工质量更难尽如人意。因此，为满足工业发展对PCD材料日益增长的需要，引入了金属结合剂超硬磨料砂轮在线电解修整(ELID)精密镜面磨削技术，旨在通过该技术的试验与研究，探索PCD材料精密加工的新途径。

    2PCD材料的ELID精密镜面磨削实验

    PCD-1500物理机械性能表

    指标

    威氏硬度

    热膨胀系数

    (×10-6℃-1)

    抗弯强度

    (MPa)

    弹性模量

    (GPa)

    抗压强度

    (MPa)

    热导率

    [W/(m·K)]

    PCD-1500系列

    6500～8000

    3～3.6

    2800

    5600

    4200

    100～109

    实验材料实验中采用美国GE公司生产的PCD-1500系列聚晶金刚石复合片。其物理机械性能如右表所示。

    实验条件在MM7120A卧轴矩台精密平面磨床上加装自行开发的ELID磨削电解电极装置，配以自行研制的砂轮、磨削液和电源，组成ELID磨削系统。

    实验用砂轮为铸铁纤维结合剂金刚石砂轮CIFB，规格?240mm×90mm×10mm×5mm，粒度W5。实验中使用的修整电源是自行研制的ELID磨削专用高频脉冲电源，电源输出电压为0～140V，电流0～10A，脉冲频率0～500kHz。磨削液使用自行研制的专用磨削液。由于ELID磨削的磨削液兼作电解液，因此，使用碱性水溶型磨削液，除添加防锈剂、钝化剂、极压添加剂和合成润滑剂外，尚需一定数量的无机盐，以使磨削液具有电解能力。

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