陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具具有陶瓷結(jié)合劑和金剛石的共同特點(diǎn)，與普通磨料磨具相比，它的磨削能力強(qiáng)，磨削溫度低，磨具耐用度高；磨削時(shí)磨具的形狀保持性好，加工出來的零件尺寸精度高；磨具整體自銳性好，修整間隔的時(shí)間長，修整時(shí)也比較容易；磨削時(shí)不易堵塞、不易燒傷工件，并且可以用各種冷卻液冷卻。因此，陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具在國外一些發(fā)達(dá)國家的使用日益增多，而我國還處于實(shí)驗(yàn)室階段或試用階段。

　　陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具主要應(yīng)用于金剛石刀具、立方氮化硼刀具、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、鐵氧體、鑄鐵、寶石、普通陶瓷及新型工程陶瓷材料的磨削和加工，亦可用于鉻淬火鋼軸承滾柱、汽車和拖拉機(jī)曲軸、液壓泵齒輪頸等精密磨削。由于結(jié)合劑往往為低溫陶瓷無機(jī)材料，引入了大量堿性物質(zhì)，在結(jié)合劑熔煉過程中(1000℃以上)容易揮發(fā)，引起制備的結(jié)合劑性能不穩(wěn)定；在磨具的制造過程中，由于金剛石的惰性致使結(jié)合劑對(duì)金剛石的濕潤性差；金剛石的熱膨脹系數(shù)非常低，為2.7×10^-6/℃，兩者相差比較大，從而降低了結(jié)合劑對(duì)金剛石的把持力，磨具在磨削過程中金剛石容易脫落，損耗大。以上原因直接影響了陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的使用，更主要的是近幾年樹脂結(jié)合劑超硬磨具的發(fā)展非?？?，磨具價(jià)格持續(xù)走低，耐用度大幅提高。因此，有必要提高陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的綜合性能，從而促進(jìn)陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的應(yīng)用。陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的制備一般包括結(jié)合劑制備和砂輪制備兩個(gè)部分，本文主要介紹結(jié)合劑的制備和砂輪磨削PDC的實(shí)驗(yàn)情況。

　　砂輪綜合性能的好壞與結(jié)合劑直接相關(guān)，根據(jù)國內(nèi)外的研究和應(yīng)用情況，金剛石磨具結(jié)合劑常用的玻璃料有SiO₂-ZnO-B₂O₃系玻璃，Na₂O-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂系玻璃，SiO₂-Al₂O₃-TiO₂-BaO-B₂O₃ 系玻璃等。以Na₂O、B₂O₃和SiO₂為基本成分的硼硅酸鹽玻璃制備結(jié)合劑，它的特點(diǎn)是熱膨脹系數(shù)小，具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。

　　1.1 結(jié)合劑制備工藝流程

　　結(jié)合劑的制備工藝流程如圖1所示，按照配方配好原料，在研缽中研磨混合均勻，然后裝入剛玉坩堝內(nèi)，再將坩堝放在硅碳棒電阻爐中加熱，升溫速度5~6℃/min，達(dá)到1200~1300℃時(shí)保溫30~40 min，待坩堝內(nèi)的原料完全熔融后將熔體倒入水中水淬，然后取出干燥，再用XM-4行星快速研磨機(jī)以800 r/min濕磨60 min，最后將磨碎后的漿料取出干燥并過篩，即得到所需的結(jié)合劑。

　　1.2 結(jié)合劑性能的檢測

　　實(shí)驗(yàn)主要檢測結(jié)合劑的耐火度、熱膨脹系數(shù)和機(jī)械強(qiáng)度。

　　三角錐法是測量耐火度的常用方法，但本結(jié)合劑是在硅碳棒電阻爐中測定，將試樣制成