聚晶金剛石(Polycrystalline Diamond，簡稱PCD)是由特殊處理的單晶金剛石微粉與少量粘結(jié)劑在高溫高壓條件下燒結(jié)而成的新型超硬材料。采用K類硬質(zhì)合金刀片為基底覆厦，在基底上面壓制而成的PCD稱之為PCD復(fù)合片。PCD中無序排列的金剛石顆粒使其具有均勻的高硬度和高耐磨性琅戏，被廣泛應(yīng)用于刀具们袜、工具和模具等行業(yè)。而PCD復(fù)合片由于基底的作用，在保證硬度和耐磨性的前提下又在一定程度上兼顧了強(qiáng)度和韌性堰怜，從而進(jìn)一步擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域球垂，加之造價低廉，所以更具使用價值和應(yīng)用前景钻蔑。

　　但是啥刻，超硬度和超耐磨性始終是PCD材料精密加工的最大障礙，傳統(tǒng)的加工方法幾乎無能為力咪笑。隨著加工技術(shù)的發(fā)展可帽，特種工藝逐漸用于PCD材料的加工，但仍存在許多不足窗怒，加工質(zhì)量更難盡如人意映跟。因此，為滿足工業(yè)發(fā)展對PCD材料日益增長的需要兜粘，引入了金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪在線電解修整(ELID)精密鏡面磨削技術(shù)，旨在通過該技術(shù)的試驗(yàn)與研究弯蚜，探索PCD材料精密加工的新途徑孔轴。

　　實(shí)驗(yàn)用砂輪為鑄鐵纖維結(jié)合劑金剛石砂輪CIFB，規(guī)格?240mm×90mm×10mm×5mm碎捺，粒度W5路鹰。實(shí)驗(yàn)中使用的修整電源是自行研制的ELID磨削專用高頻脈沖電源，電源輸出電壓為0～140V掖猬，電流0～10A议幻，脈沖頻率0～500kHz。磨削液使用自行研制的專用磨削液赃律。由于ELID磨削的磨削液兼作電解液薯荷，因此，使用堿性水溶型磨削液咆比，除添加防銹劑戒舆、鈍化劑、極壓添加劑和合成潤滑劑外扩芋，尚需一定數(shù)量的無機(jī)鹽睦柏，以使磨削液具有電解能力。

　　實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)用ELID磨削裝置對PCD復(fù)合片進(jìn)行磨削實(shí)驗(yàn)時聪痢，首先對砂輪進(jìn)行電火花精密整形赶馍，消除砂輪的圓度和圓柱度誤差，使微細(xì)磨料盡可能等高地分布在砂輪表面上翼袒。然后接通電源摘甜，進(jìn)行電解預(yù)修銳，在砂輪表面形成充分的氧化膜，時間大約30～45min没隘。接著進(jìn)行在線電解動態(tài)磨削懂扼。由于PCD材料的硬度高，該階段時間較長右蒲，并要嚴(yán)格控制加工參數(shù)阀湿，保證冷卻充分。磨削完畢后瑰妄，切斷電源陷嘴，并增大工作臺速度，依靠砂輪表面的氧化膜對工件光磨30～45min间坐。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用日本Kosaka Laboratory Ltd.公司制造的SE-3H型輪廓儀進(jìn)行表面粗糙度檢測灾挨，其中微觀尺寸放大倍數(shù)V=50000，走紙方向放大倍數(shù)H=10竹宋，采樣長度R0=0.25mm劳澄，測量長度L=2.5mm。經(jīng)測量蜈七，磨后PCD復(fù)合片表面粗糙度達(dá)到Ra0.012μm秒拔。3 PCD材料ELID磨削的去除機(jī)理

　　由于PCD材料的高硬度，其磨削加工與硬質(zhì)合金薛津、工程陶瓷恐呢、光學(xué)玻璃等硬脆材料有明顯的不同。這主要表現(xiàn)在症妻，PCD材料磨削壓力高节婶，磨削效率低，砂輪消耗大追临，磨削比小享积。特別是引入在線電解修整技術(shù)，使得整個磨削過程十分復(fù)雜蘑弊，作用因素眾多璃淤，因此PCD材料的加工去除機(jī)理具有其特殊性。

　　盡管砂輪中金剛石磨粒與PCD復(fù)合片的金剛石層硬度相近唬辛，但兩者的微觀結(jié)構(gòu)迥然不同伙斯。前者是靠有一定塑性的金屬結(jié)合劑對金剛石磨粒進(jìn)行把持，并且在砂輪表面形成具有良好彈性和塑性的氧化膜泉扛，而后者則是以金剛石C-C鍵強(qiáng)固結(jié)構(gòu)形式將金剛石微粒固結(jié)在一起笛坦，故PCD復(fù)合片的金剛石層整體硬度極高，幾乎無塑性苔巨，極不耐沖擊版扩。磨削加工時废离，由于接觸壓力高，隨著砂輪的高速旋轉(zhuǎn)礁芦，砂輪表面磨粒對PCD材料表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊和摩擦蜻韭，形成對PCD復(fù)合片劇烈的機(jī)械交變沖擊。期間還伴隨有劇烈的摩擦柿扣、相互的擠壓和滑動肖方，并產(chǎn)生粘結(jié)、刻劃未状、摩擦化學(xué)反應(yīng)和表面斷裂等作用俯画。在這種情況下，PCD材料表面的部分晶粒產(chǎn)生解理司草、剝落或斷裂艰垂。同時，由于劇烈的摩擦和滑動埋虹，使磨削溫度急劇上升吭辛，PCD表面的部分金剛石由于熱穩(wěn)定性差而發(fā)生石墨化或氧化，從而被去除驳辖。

　　由于在線電解修整作用嘴净，砂輪始終保持鋒利狀態(tài)參與磨削，克服了砂輪易堵塞的障礙乙遵，有利于提高加工質(zhì)量和效率：形成的氧化膜具有一定的厚度浦忠、強(qiáng)度和致密性塑满，覆蓋在砂輪表面轮庵，減小了砂輪的損耗：氧化膜中容納了大量的微細(xì)粒度磨料，一方面增加了參加磨削的磨粒數(shù)硫联，有利于提高磨削效率沦靖，另一方面相當(dāng)于對工件進(jìn)行研磨拋光，有利于精密鏡面的形成援仍。所以ELID磨削方式下去除PCD材料是機(jī)械防偿、熱化學(xué)和電解反應(yīng)綜合作用的結(jié)果，特別是電解反應(yīng)生成的氧化膜妖坡，對最終精密鏡面的形成起了關(guān)鍵的作用窗悯。4結(jié)論

　　通過對PCD復(fù)合片的ELID精密鏡面磨削實(shí)驗(yàn)和分析，得出以下結(jié)論:

　　用金屬結(jié)合劑金剛石砂輪和在線電解修整(ELID)精密磨削技術(shù)對聚晶金剛石進(jìn)行精密磨削加工可以得到很好的效果偷拔，磨削表面粗糙度值很小蒋院，是一種聚晶金剛石精密加工新途徑，具有很大的推廣價值和應(yīng)用前景莲绰。

　　由于PCD材料的超硬性欺旧，使得其磨削加工較一般硬脆材料有很大不同姑丑。采用ELID磨削技術(shù)時，材料的去除是機(jī)械辞友、熱化學(xué)和電解反應(yīng)綜合作用的結(jié)果栅哀。

　　由于在線電解修整作用，砂輪表面形成一層具有一定強(qiáng)度称龙、厚度和致密性的氧化膜留拾，該氧化膜對整個磨削過程以及最終的表面質(zhì)量都起到了極其重要的作用。

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