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金剛石工具加工硬脆材料磨損及影響因素

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，硬脆材料(如激光和紅外光學(xué)晶體、陶瓷、石英玻璃、硅晶體和石材等)的應(yīng)用日益廣泛。由于硬脆材料硬度高、脆性大，其物理機(jī)械性能尤其是韌性和強(qiáng)度與金屬材料相比有很大差異，因此這些材料很難甚至不能采用普通的加工方法進(jìn)行加工。金剛石是自然界已知的硬度最高的物質(zhì)，其優(yōu)異的性能使其在硬脆材料加工領(lǐng)域具有廣闊的前景。目前，采用金剛石工具對(duì)硬脆材料進(jìn)行切割和磨削仍是有效的加工方法，如用金剛石切割工具切割石材、用金剛石砂輪磨削陶瓷等。
加工硬脆材料的金剛石工具主要有各種金剛石鋸和金剛石砂輪等，盡管各種工具的應(yīng)用范圍和加工特點(diǎn)不同，但其磨損機(jī)理都大致相同。因?yàn)榻饎偸ぞ叩哪p對(duì)工件的加工質(zhì)量和加工過程的影響很大，工具的磨損性能是反映工具性能、工藝參數(shù)是否合理的一個(gè)重要指標(biāo)，所以對(duì)金剛石工具磨損機(jī)理的研究對(duì)指導(dǎo)金剛石工具的合理制造和工藝參數(shù)的合理選擇具有重要意義。長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者致力于金剛石工具磨損機(jī)理的研究，并已取得了可喜的成果。
2.金剛石工具磨損機(jī)理的研究
用金剛石工具加工硬脆材料時(shí)，由于劇烈摩擦、高溫等的作用，工具不可避免地會(huì)產(chǎn)生磨損，而磨損是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。
(1)磨損的三個(gè)階段
金剛石工具的磨損由三個(gè)階段組成：初始的快速磨損階段(也稱過渡階段)、磨損率約為常數(shù)的穩(wěn)定磨損階段以及隨后的加速磨損階段。加速磨損階段表明工具不能繼續(xù)工作，需要重新修整。