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由于具有高硬度、高强度、高耐磨性以及线膨胀系数小等一系列优异的物理化学特性，金刚石在磨削加工领域得到日愈广泛的应用。但是在常温常压下，金刚石为亚稳定态，其耐热性不高，且存在一些表面缺陷，在加工过程中常会发生氧化失重或石墨化等反应从而降低加工效率。另外，由于磨具中金刚石磨粒与结合剂之间一般是机械地镶嵌，在磨削力的作用下金刚石磨粒极易脱落，从而使磨具的使用寿命大打折扣。因此如何提高金刚石磨具的加工效率和使用寿命，就成为人们研究的热点之一。
从上世纪70年代开始，国内外的学者做了大量的研究，并开始采用对金刚石进行表面处理的方法来改善金刚石磨具的加工特性，进而达到提高其加工效率和使用寿命的目的。在对金刚石进行表面处理的过程中，人们所采用的材料和工艺也各不相同，从最初单一的金属元素到合金元素，以及后来的非金属材料，在镀覆工艺上也经历了从化学镀到真空微蒸发镀等多种方式。

聚晶金刚石电火花磨削试验的人工神经网络建模

聚晶金刚石（PCD）由于具有高硬度、高耐磨性和抗腐蚀性等优良的特性，其应用范围日益广泛，但是其成型加工非常困难。目前，聚晶金刚石常用的加工方法有机械研磨和电火花磨削，由于机械研磨效率低、金刚石层厚度不均匀等缺点，其应用受到很大限制。而电火花磨削工艺加工效率高，PCD平面度易于控制，近年来得到了迅速的发展。电火花磨削工艺主要参数如工件极性、脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电压和峰值电流对工艺指标金刚石材料去除率（MRR）均有影响，而一般的方法难以确定工艺参数与工艺指标的关系。本文建立了电火花磨削参数和金刚石材料去除率的人工神经网络模型，该模型对未知工艺条件下的预测结果最大误差为14.29%，基本满足工程实际的需要。

摘自《金刚石与磨料磨具工程》2004.3

精磨玻璃t-BMI金刚石砂轮的研究

提高砂轮寿命和磨削效果是树脂结合剂金刚石砂轮制造研究的关键问题。本课题采用烯丙基、环氧树脂及丁晴橡胶对双马来酰亚胺树脂改性增韧，得到了具有耐热渐度较高，韧性良好，成型工艺性能稳定等特点的增韧双马来酰亚胺热固性树脂；用该结合剂研制出的玻璃磨边机专用t-BMI金刚石精磨砂轮磨削效果好，砂轮使用寿命长，能消除磨削时的玻璃崩边现象，明显提高玻璃的表面质量，可替代直边机或斜边机上的同类进口砂轮。
平板玻璃都必须经过磨边加工，以减低玻璃棱边的锋利程度，保证人们的使用安全，并获得良好的视觉效果。平板玻璃的棱边可根据装饰要求加工成平直边、圆边、C形边或斜边等多种形状，这类加工通常是在专用玻璃磨边设备上经多道工序一次性完成的，在这种生产线上，平板玻璃经过粗磨、半精磨、精磨、抛光等工序连续磨削，分别由金刚石金属砂轮、金刚石树脂砂轮、普通磨料抛光砂轮等加工完成。随着玻璃磨边机系列设备的国产化，与其配套的系列磨轮的国产化的需求也日益迫切。目前，我国用于粗加工工序的金属结合剂金刚石砂轮由于其性价比的竞争优势，已占据了国内的主要市场。但用于半精磨和精磨的金刚石树脂砂轮仍以进口为主，国产金刚石树脂轮多以酚醛为主，其主要不足是耐热温度不高，砂轮寿命短，树脂性能较脆，磨削效率低且有玻璃崩边现象。本课题研制出改性增韧双马来酰亚胺树脂作结合剂，采用热压制出改性增韧双马克思来酰亚胺树脂作结合剂，采用热压工艺生产金刚石精磨砂轮，与国内同类产品相比具有良好的磨削韧性，耐热、耐水，使用寿命长，加工效果好。

论生态加工液与零排放生产

21世纪是生产工厂追求零排放（除制品外，无废液、废气和废弃物排出）的时代，切削加工和磨削加工中大量循环使用加工液的状态亟需改变。为了实现从源头上彻底消除加工液对环境的污染及操作人员健康的危害，改善生态环境、节省能源、降低生产成本，研究开发新的加工液形态与零排放生产技术就十分必要。
众所周知，机械加工过程中会产生热（切削热和磨削热），而热会导致加工精度低下并易引发火灾。为了消除热的影响，机械加工中使用加工液（油性加工液和水溶性加工液）来达到冷却、润滑与洗净效果。随着现代高速加工生产的发展，水溶性加工液如乳化液，可溶液和溶解液大量循环使用。水溶性加工液与油性加工液相比劣化速度快，从而导致其加工废液便造成了环境问题。值得一提的是，加工液中不仅含有对人体有害的硫磺、磷、氯等元素的极压添加剂，而且水溶性加工液中使用了表面活性添加剂，以及加工过程中细小切屑的混入，导致加工液中的添加物分离困难；因其不能自然分解，便成为难于回收利用的废液。如果就这样废弃的话，在江河和大海中因不能自然分解而沉积，对自然、生物、动物和人类会产生极为不利的影响。如果要妥善处理这些加工废液，就需要大量的处理设备和处理费用，给企业造成深重的经济负担。

超高速精密磨削是一种高效加工方法，不但能获得高效率，而且能获得高加工精度。超高速精密磨削在欧洲、日本和美国发展很快，被誉为“磨削技术的最高峰”，并被国际生产工程研究学会确定为21世纪的中心研究方向。超高速精密磨削对硬脆材料可以实现延性域磨削，对高塑性材料和难磨材料也有极好的加工性能。然而到目前为止，超高速精密磨削的磨削机理尚不十分清楚。由于用常规方法研究超高速精密磨削十分困难，因此有必要使用分子动力学仿真技术开展超高速精密磨削机理的研究。
目前，分子动力学方法已从物理学扩展到材料科学，并用正在进入机械工程领域。最近几年，关于分子动力学的应用研究和文献数量在不断增加，说明研究人员对其兴趣在上升。它的功能和不断上升的重要性，能根据对不同问题应用的范围和数量而估计。
超高速精密磨削是由大量具有不同方位和几何特征的切削刃完成的，其磨削速度通常高于150m/s或更高。超高速精密磨削能获得极薄的磨屑。使用金刚石砂轮，经过精细修锐，最小磨屑厚度能降到1mm，这一点已被日本学家S。Shimade的磨削实验所证实。

摘要：在高速旋转的砂轮表面形成一层空气附面层，即气流场。气流场的存在，不仅影响工件的加工精度和加速砂轮的磨损，而且还阻止磨削液有效地注入磨削区，使加工条件恶化，磨削力上升，磨削温度升高，严重影响了工件的加工质量和表面完整性。本文综合分析了在磨削区速度和压力的分布规律及影响因素，为今后工业生产中进一步控制、利用气流场进行磨料流光整加工奠定基础。
磨削作为精密加工最主要的机械加工方式越来越受到人们的重视，磨削最主要的特征是砂轮在主轴的带动下高速旋转，因此在高速旋转砂轮表面形成一层空气附面层即气流场。气流场是磨削加工存在砂轮周边的必然现象，气流场在磨削区内的速度和压力的大小及其分布规律，对零件的加工精度及表面完整性，砂轮的磨损，切削液有效注入磨削区有重要的影响。因此，正确认识砂轮场在磨削区内的速度和压力分布规律，对我们在工业实际生产中进一步控制和利用气流场具有重大的意义。

制罐机封口轮等零件具有曲线回转面沟槽，这类沟槽往往既要有精确的形状又要有低粗糙度的光滑表面，其加工已成为一个必须解决的重要问题。对于这类沟槽的加工采用成型磨削是一种有效的工艺方法，但需要解决成型砂轮的修整问题。随着数控技术的发展，成型砂轮数控修整法得到了越来越多的应用，但若作2移动轴联动修整，当零件沟槽截面曲线的某处较陡时（即该处截面曲线的切线斜率绝对值较大时），修整工具会与砂轮发生干涉，严重影响修整精度或根本就无法修整。我们为此设计开发了具有2移动轴+1转动轴三轴联动功能的数控砂轮修整器来修整成型砂轮，分析了砂轮修整器安装高度误码率差对修整后砂轮尺寸精度和截面形状精度的影响，分析结果表明安装高度误差的影响不大，可以忽略不计。

电熔耐火材料是将配合料经高温熔化后直接浇铸加工而制得的材料，因一般用电弧炉熔化配合料，所以，熔铸成型的制品称为电熔制品。
早在1942年，美国成功地研制出熔铸锆刚玉，50年代初，法国西普尔公司采用工业氧化铝代替杂质多的材料，开发了氧化法熔铸锆刚玉工艺，形成了Al2O3-ZrO2-SiO2（简称AZS）锆刚玉电熔耐火材料。锆刚玉电熔耐火材料具有结构致密、热稳定性高、耐磨性好、抗蚀能力强等特点，它的成功开发和应用，对玻璃工业的发展起了特别重要的作用，大大提高了玻璃生产效率，延长了玻璃液池窑的使用寿命，在很大程度上提高了玻璃生产厂家的技术经济指标。目前，玻璃池窑与玻璃液接触的池壁和池底等部位，国内外普遍采用电熔锆刚玉砌筑，浮法玻璃生产线其玻璃熔窑熔化部位的胸墙、小炉口、斜脖弦、墙底、池壁、拐角、铺底耐侵蚀层均采用锆刚玉耐火材料。
锆刚玉砖的内在质量直接影响玻璃池窑的使用寿命，它的拼砌面的加工质量对玻璃池窑的使用寿命也有重要的影响。锆刚玉砖在浇铸过程中，表面凹凸不平、厚薄不一，需要对拼砌面进行磨削抛光处理。但锆刚玉砖是一种高硬度、高耐磨性的三角脆材料，很难或不能采用普通的加工方法进行加工，最适合锆刚玉耐火材料磨削加工的仍然是金刚石磨轮。经过金刚石磨轮加工后的制品具有精确的几何形状和高光洁度的表面，从而保证在使用中具有高度的可靠性和耐久性，有利于提高玻璃熔窑的使用寿命。因此，金刚石磨轮质量十分重要。

金刚石是目前所知的最硬的超硬材料，它是由碳原子以共价键键合成的有立方结构的晶体，其具有良好的耐磨性，被广泛应用于制造切削刀具、采矿工具、石油钻井的钻头、耐磨部件、模具等。目前金刚石工具的主要制造方法有电镀法、粉末冶金烧结法、冷铆等离子喷涂法、孕镶块镶焊法及高温焊接法等。这些制造方法都面临着一个最大的难题：由于金刚石的热敏感性大，在高温下金刚石会燃烧为二氧化碳和一氧化碳，在空气中约在（450—860）℃之间就要出现金刚石的变质，甚至出现石墨化烧蚀，使其良好性能受损。金刚石焊接用热绝缘剂就是针对如何避免金刚石遭遇焊接高温侵蚀而提出的。
选用热绝缘剂是基于热保护技术提出来的：从材料角度根据内部热保护思想，在堆焊材料中加入一种粉体热绝缘剂以防止硬质相在焊接高温作用下发生性能的变化，其实质就是利用某些物质在高温下发生物理、化学反应时吸收、带走大量热并切断被保护物体与环境的物质、能量交换，造成一种热屏蔽，达到预防被保护物体过热的目的。

采用激光焊接方式制造金刚石锯片是近年来发展起来的新技术，与传统钎焊或压制烧结锯片相比，焊出的锯片不但外观好，锯片精度和强度也大大提高。激光焊金刚石锯片刀头内圆弧面的加划是生产过程中的关键工序，激光焊金刚石锯片对刀头圆弧面的要求比普通锯片要高，圆弧面加工质量的好坏直接影响锯片的性能和寿命，良好的圆弧面可以提高锯片的几何形状和尺寸精度，降低锯片的偏摆量，提高焊接强度，防止脱齿，从而大大改善锯片的使用性能和寿命。
目前，国内不少厂家进口了激光焊金刚石锯片生产线，其配备的磨弧机均为砂轮磨弧机，使用过程中调整磨烦，精度难以保证，砂轮经常堵塞，效率低，严重制约了生产线的能力发挥。为此，郑州磨料磨具磨削研究所采用砂带磨削原理研制了砂带磨弧机代替砂轮磨弧机，磨削激光焊金刚石锯片刀头内圆弧面，经生产使用证明，不仅效果良好，而且结构简单，调整更换接触轮方便，效率极高，安全平稳，是新一代理想的磨弧机。
本系列机采用三轮布置砂带磨削结构，接触轮为被动轮，磨削各种规格的锯片砂带线速度恒定。本系列机适用于φ15—900mm的各种规格激光焊锯片刀头弧面的加工。

目前，国内生产软磨具大部分是采用酚醛树脂和抛光磨料混合后浇注固化而成的，由于酚醛树脂刚性，质脆，强度低，耐水性差，尤其对于复杂曲折的石雕工艺品加工，易造成磨块剥离现象，难以磨剥加工，为了解决这些情况，本文提出采用进口AMINO MOULDING COMPOUND（氨基浇锋压模混合物）取代酚醛树脂粘结剂并加入氯丁橡胶进行混炼，对树脂进行改性，制作成即锋利，又耐磨，又有弹性、柔韧性，耐热，耐水性，剥离强度高的软磨具磨具，应用于复杂曲折面的石雕工艺品磨削加工，获得较好效果。

金刚石具有优异的物理、化学性质，在所有物质中具有最高的硬度，室温下有最高的热导率，极低的热膨胀系数，低摩擦系数，良好的化学稳定性，大的禁带宽度(5.5Ev)，最高的声传播速度，较高的半导体掺杂性以及从远红外光区到紫外光区的光学透过性，使得其在机加工、微电子、光学等许多领域有着广阔的应用前景。然而天然金刚石数量极少，高温高压合成的金刚石由于受粒度限制且价格昂贵，使金刚石的优异性能不能充分利用。1982年，Matsrmto等人使用化学气相沉积法（CVD）制备出了金刚石膜，使得金刚石的优异性能得以充分发挥，从而在全世界范围内掀起了CVD金刚石膜研究热潮。我国目前也加大了对金刚石膜的研究投资力度，并有多家研究单位投入了大量的人力进行此项研究工作，根据国内技术发展现状和国内技术经济发展特点，金刚石薄膜涂层工具、金刚石热沉基片、场发射显示器件、声表面波器件及纳米金刚石膜的应用将有望陆续进入市场。

六面顶压机是我国超硬材料行业采用的合成设备。近年来，大吨位压机以极快的速度得到发展，推动了行业技术装备水症和合成工艺水平的提高。用六面顶压机合成出高品级人造金刚石产品，实现我国由超硬材料大国变成超硬材料生产强国的目标，符合我国的国情和金刚石行业的发展方向。六面顶压机归属液压设备，压机的性能一方面取决于六只铰链梁油缸相互铰链在一起构成的主机的制造、安装精度，另一方面则取决于控制系统。现在的电气控制已经实现了由继电器控制方式到工业计算机控制的转变，一般以应用PLC可编程控制方式居多，STD工业总线控制方式和工业PC机也在一定程度上得到了应用，但目前工业控制计算机并没有在六面顶压机控制系统中充分发挥应有的性能和优势，只能实现合成过程中动作顺序自动控制和压力、功率的工艺术曲线跟踪，且控制精度相对较低。在其他合成条件满足的条件下，合成质量的好坏，主要靠合成工根据经验人为地调整合成工艺，合成工也不能从其他辅助信息得到提示和帮助来提高合成效果，所以人为因素是影响合成质量的主要原因之一。要排除人为因素对合成的影响，降低对合成工的操作水平要求，达到进一步提高人造金刚石的品级和质量的目的，就迫切需要提高六面顶压机控制系统的性能，使之具备智能化控制能力，实现自动化工艺控制，这样才能充分发挥工业控制计算机的性能和优势。

应用真空技术与专用设备为粉末冶金制品提供真空烧结气氛的热压烧结工艺，可以减少金刚石因高温氧化造成的强度损失，能够提高胎体性能应用真空技术与专用设备为粉末冶金制品提供真空烧结气氛的热压烧结工艺，可以减少金刚石因高温氧化造成的强度损失，能够提高胎体性能及对金刚石的包镶强度，具有脱气、排杂和促进烧结的作用，因而使制品的内在质量明显提高，是进一步提高人造金刚石制品质量的重要手段。

孕镶人造金刚石钻头烧结温度一般为980—1000℃，烧结时炉内真空度可提高，真空度愈高，愈接近中性气氛，但钻头胎体含锰粉，烧结时应选择较低的真空度，即低于1.3Pa。从烧结效果、及钻头质量等因素考虑，并非烧结钻头时真空度越高越好，烧结时真空度控制在525Pa范围内均可。
我们做了大量的野外实验，售出真空钻头550全肉28个矿区收回了390个可靠的实验数据，实验结果表明，在真空气氛中烧结的人造金刚石钻头，其寿命平均比普通钻头提高60%，时效平均提高20%，千注钻探成本降低5万元。充分显示了真空热压烧结工艺用于人造金刚石钻头烧结中的优越性能。

在现代材料工业中，用粉体原注烧结成型的产业有两类，一个是粉末冶金产业，一个是特种陶瓷产业。所使用的烧结工艺方法主要有两种，一种是冷压成型然后烧结；另一种是热压烧结。实验证明，采用真空热压烧结可以使产品无氧化、低孔隙、少杂质、提高合金化程度，从而提高产品的综合性能，所以，采用真空热压烧结是一个技术进步，应有广阔的市场需要，其应用领域有：
（1）工具类：金刚石及立方氮化硼制品：硬质合金制品；金属陶瓷、粉末高速钢制品。
（2）电工类：软磁、硬磁、高温磁性材料；铁氧体、电触头材料、金属电热材料、电真空材料。
（3）特种材料类：粉末超合金、氧化物弥散强化材料、碳（硼、氮）化物弥散强化材料，纤维强化材料、高纯度耐热金属与合金、复合金属等。
（4）机械零件类：广泛应用于汽车、飞机、轮船、农机、办公机械、液压件、机床、家电等领域。特别是耐磨与易损的关键零件。

模具技术是产品批量生产所使用的主要技术之一，模具的制造多采用车、铣、刨、磨等传统的机械加工方法。为使模具长期保持使用精度和具有更长的使用寿命，模具普遍采用各种特殊材料，这使得模具的机械加工非常困难，有时甚至无法加工。
电火花加工技术的出现，使得难加工材料的加工问题得以解决。由于石墨不仅具有良好的导电性和化学稳定性，而且还有耐腐蚀和热膨胀小等优点，因此在电火花加工中，使用石墨作为工具电极的制造材料。石墨电极的加工也是采用机械加工的方法，但加工表面易崩碎，对于形面复杂、精细度要求高的电极，机械加工很困难。
整体式电极对提高模具加工精度非常关键，对具有复杂形状的模具，其石墨电极的整体制造却十分困难，目前多采用分体制造后拼装成型的方法，造成了加工工作量大，组合精度低等问题。快速成型技术的发展使快速、低价制造具有复杂形状的零件成为可能，将快速成型技术与磨料研磨技术相结合，便产生一种石墨电极的整体成型制造技术。
整体石墨电极的制造过程为：首先用快速成型技术快速制造一个与石墨电极形状完全一样的零件原型作为母模，然后用制得的母模翻制与母模形状相反的阴模研具，研具由磨料粘结成型，再用研具研磨石墨块，最后得到一个整体的石墨电极。
这种整体石墨电极的研磨制造方法是在上世纪60年代由美国的Hausemann公司提出并投入使用的，但由于母模制造十分困难，因此只能用在一些形状简单且精度要求不高的石墨电极加工上，如精度要求较低的模锻模具，在一些形状复杂的精密模具制造中未能推广应用。到了80年代后期，快速成型技术迅速发展起来并成为一种成熟制造技术，零件原型的快速、廉价制造成为可能，这种方法才长到了一种研具的有效制造方法，开始进入实用推广阶段。

磨料磨具是机械工业务的牙齿，随着冶金、耐火材料、化工、电工、航天等工业的发展，已由磨削用途向更广阔的非磨削用途延伸，它是和钢铁、机床等工业按比例同步协调发展的。中国不但是磨料磨具出口大国，也是磨料磨具生产大国。遍布全国的大小磨料磨具厂三千多家，而且这还不是最终的统计数字，还有许多企业未统计，这么多的磨料磨具企业，形成了中国的磨料磨具工业。在这众多的企业中，国有大中型企业只占有很小的比例，大多数为集体和个人建立的小型企业。行业中有四家上市公司：白鸽集团公司、四砂股份公司、太原刚玉和中国七砂。这四家公司应该说是最具实力的企业，基产品水症也代表中国磨料磨具的水平，产品的市场占有率，特别是普通磨料占全国市场近一半。全国这么多的磨料磨具企业，目前都不能满负荷生产，但市场却达到了相当的饱和度，可见市场的竞争和程度非常激烈。反过来看，这些企业的产品水平如何呢？大都是低水平的大路货，这样就使得全国磨料磨具企业处于低水平的竞争之中，很少有几家企业能生产出高品质的世界级的产品。整个行业，包括全国的国有大中型企业为会么不景气，就是我们行业之间处于一种低水平的竞争之中。国有大中型企业没有高精尖的国际水平的产品，总是与私有和集体企业在低档次产品中争饭吃，这样的竞争就失去了国有大中型企业技术水平高的优势。针对严峻的现实情况，以高技术含量的产品赢得市场是目前的首要问题，企业技术创新迫在眉睫，有关部门要为企业提供优质的信息服务，以确保企业技术创新的顺利实施。