[科普中国]-钻石砂轮

钻石砂轮，英文名：Diamond Bruting wheel，别名“钻石打边砂轮，1A1平行陶瓷金刚石砂轮”。属于陶瓷结合剂金刚石砂轮的一种，目前广泛应用于钻石的加工。适用于天然钻石的打磨抛光，它可以代替金刚石聚晶(PDC)，加工钻石。

简介英文名：Diamond Bruting wheel。别名“钻石打边砂轮，1A1平行陶瓷金刚石砂轮”。属于陶瓷结合剂金刚石砂轮的一种，广泛应用于钻石的加工，名字也是由此得来的。适用于天然钻石的打磨抛光，它可以代替金刚石聚晶(PDC),加工钻石。具有金刚石和陶瓷结合剂的共同特点，与普通刚玉、碳化硅磨具相比，它的磨削力强，磨削时温度比较低，磨具磨损比较小；可以适应各种冷却液的作用；磨削时磨具的形状保持性好，磨出工件的精度高；磨具内有较多的气孔，磨削时有利于排屑和散热，不易堵塞、不易烧伤工件；磨具的自锐性比较好，修整间隔的时间长，修整比较容易。因此陶瓷结合剂金刚石磨具在国外一些发达国家的使用日益增多。1

特性结合剂结合剂起着把持磨料的作用，并赋予磨具一定的几何形状。它是磨具性能的一个重要标志。结合剂由热塑性树脂做粘结剂加上各种填料所组成，(广泛应用的是酚醛树脂，少量应用聚酰亚胺树脂；填料应用一些金属氧化物），其各种成分的性质用量的多少对结合剂的物理性能、力学性能和磨削性能有很大的影响，因此，必须针对加工工件的材质、性能加以选择，才能达到良好的使用效果。

浓度超硬磨具特有之特性。以金刚石砂轮为例，它是指砂轮金刚石层每立方厘米体积中所含金刚石质量的对应百分比。金刚石在磨具中浓度基础值是100%，等于0.88g/cm3（4.4克拉/cm3）；当金刚石密度为3.52 g/cm3时，(CBN密度为3.47 g/cm3)，此值相当于体积的25%，所有其它浓度均按此比例计算，详见表1。

体积与浓度百分数成简单的直线关系：

V=0.88c/γ 式中：

V——体积，cm3；

c——浓度，%；

γ——磨料的密度（一般取金刚石为3.52g/cm3，CBN为3.47g/cm3)。

将金刚石的密度代入公式，则V (%)是浓度c (%)的l/4，即

V=0.25c

表1 常用浓度与含量对照表

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陶瓷金刚石砂轮一般采用浓度为100%~200%左右。

磨料指金刚石及CBN的品种型号。金刚石根据来源分两大类：天然金刚石和人造金刚石。另外可根据不同的使用要求和结合剂的特性，或根据磨料的形状和不同的处理方法分为多种。树脂结合剂磨具一般选用人造金刚石，它大多呈针片状，强度低，脆性大，表面粗糙，但价格低；CBN选用中等强度及表面镀金属衣的品种。

粒度是指磨料颗粒尺寸，常用粒度标记。根据磨料使用的要求，采用筛分法和水选法制成粗细不同的各种粒度。颗粒尺寸在40μm以粗的，多用筛分法，按其尺寸大小分为25个粒度，记作：

窄范围：16/18~325/400 宽范围：16/20~60/80

各个粒度的尺寸范围以基本粒群的尺寸范围表示，每个基本粒群是以相邻的两个筛网网孔公称尺寸来确定的。颗粒尺寸在40μm以细的，多用沉降法。不同粒度适用于不同的加工精度和粗糙度要求。

特性1、金刚石磨料的硬度决定了金刚石砂轮的主要特性，其可对硬质合金、玻璃、陶瓷等难加工材料进行高效磨削，且磨削工具有着最长时间的使用寿命。

2、金刚石具有高的抗磨性，砂轮磨损较小，使用时间就越长，在磨削加工中，金刚石磨粒的尺寸、形状和形貌变化小，这样更适合高精密的加工，且生产效率高，金刚石砂轮是可以同时满足高效和精密加工的工具。

3、修锐后的金刚石砂轮能够保持磨粒长时间的微刃性，良好的切削性能保证了磨削过程中较小的磨削力，从而降低了磨削功率，节约了能量。

4、金刚石的导热性非常好，有利于热量的疏散，避免工件烧伤、裂纹及掉块等现象，大大提高了工件表面加工的质量。1

使用注意事项1、侧面磨削问题

在砂轮机的日常使用中，我们常常可以发现有的操作者不分砂轮机的种类、不分砂轮的种类，随意地就使用砂轮的侧面进行磨削，这是严重违反安全操作规程的违章操作行为。按规程用圆周表面做工作面的砂轮不宜使用侧面进行磨削，这种砂轮的径向强度较大，轴向强度很小，操作者用力过大时会造成砂轮破碎，甚至伤人，在实际的使用过程中应禁止这种行为。

2、正面操作问题

在日常的使用中，许多操作者总习惯正对着砂轮进行操作，原因是这个方向上能用上劲，其实这种行为是砂轮机操作中应特别禁止的行为。按操作规程，使用砂轮机磨削工件时，操作者应站在砂轮的侧面，不得在砂轮的正面进行操作，以免砂轮出故障时，砂轮飞出或砂轮破碎飞出伤人。

3、用力操作问题

在砂轮机的使用时，有些操作者，尤其是年青的操作者，为求磨削的速度快，用力过大过猛，这是一种极不安全的操作行为。任何砂轮的平身都有一定的强度，这样做很可能会造成砂轮的破碎，甚至是飞出伤人，也是一种应禁止的行为。

4、共同操作问题

在实际的日常操作中，也有这样的情况发生，有人为赶生产任务、抢工作时间，两人共用一台砂轮机同时操作，这是一种严重的违章操作行为，应严格禁止。一台砂轮机不够用的时候，可以采用添加砂轮机的办法解决，绝对不允许同时共用一台砂轮机。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学