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聚晶金刚石高速研磨实验研究*

2012-10-24许立福黄树涛

制造技术与机床 2012年12期

许立福 刘 涛 黄树涛 周 丽

(沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳 110159)

聚晶金刚石(Polycrystalline Diamond简称PCD)是20世纪70年代以来发展起来的一种新型材料。具有接近天然金刚石的硬度、耐磨性、化学性能稳定以及与硬质合金相当的抗冲击性[1]。在现代工业、国防和高新技术等领域得到日益广泛的应用[2],其中用于制造各种切削刀具是聚晶金刚石最具潜力的应用领域[3-5]。这些应用都需要对PCD表面进行光整加工,而研磨是获得高质量PCD表面的加工方法之一。传统的研磨分为干研和湿研,干研时,研磨区温度高,工件表面易产生硬度软化层;湿研时,冷却液直接作用在研磨区,对研磨表面产生侵蚀,不易获得镜面,而且研磨速度低,耗时长,效率低。

本文针对PCD研磨加工过程中存在的问题,自制了高速研磨实验台及冷却套夹具对其进行研磨和冷却,避免冷却液对研磨区的直接作用。研究冷却和不冷却两种情况下,研磨工艺参数对PCD片材料去除率和研磨表面质量的影响,为进一步提高PCD的加工效率奠定了实验基础,对促进PCD的广泛应用具有重要意义。

1 实验条件

(1)高速研磨实验台:自行研制的金刚石膜超高速研磨实验台,电主轴驱动,100~24 000 r/min无级变速,配有坚固的防护罩;砂轮为B型树脂结合剂金刚石,粒度325#,直径255 mm,最高转速5 000 r/min(研磨线速度57.57 m/s)。

(2)试样材料:φ13 mm×2 mm的PCD圆片,PCD层及硬质合金层厚度各1 mm。

(3)聚晶金刚石材料去除率的测量方法采用称重法,称重仪器:梅特勒-托利多AB104-L分析天平,可读性0.1 mg,最大称重110 g。

(4)表面粗糙度测量:TR200粗糙度仪。……

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