为什么要在金刚石工具中加入白刚玉？

为什么要在金刚石工具中加入白刚玉？

金刚石是已知最硬的物质，是切割、磨削硬脆材料（如石材、陶瓷、混凝土、半导体等）的理想磨料。而白刚玉（WA）的硬度远低于金刚石。将其加入金刚石工具中，主要基于以下几个关键目的：

1. 降低成本和调节浓度：
   • 金刚石价格昂贵，而白刚玉成本低廉。在保证性能的前提下，适当加入白刚玉可以替代部分体积，有效降低工具制造成本。
   • 工具中金刚石的含量用“浓度”表示。通过加入白刚玉，可以精确地将金刚石浓度调节到适合特定加工要求的最佳水平。
2. 改善结合剂对金刚石的把持力：
   • 大多数金刚石工具（如烧结锯片、磨轮）使用金属结合剂（如钴、铜、铁等粉末）。金刚石是碳元素，与金属结合剂的润湿性差，单纯的金刚石-金属结合剂界面结合力较弱。
   • 加入白刚玉微粉，它可以很好地被金属结合剂浸润和包裹，形成牢固的“结合剂-白刚玉”结构。这个结构作为一个坚实的“底座”，能更有效地把持住金刚石颗粒，防止其过早脱落。
3. 优化工作状态，保持工具锋利度：
   • “容屑空间”：白刚玉颗粒存在于金刚石颗粒之间，起到了支撑作用，防止结合剂过度磨损，并保证了颗粒间的空隙（容屑空间），有利于排屑和散热，避免工具堵塞和工件烧伤。
   • 辅助磨削与修锐：白刚玉本身也具有磨削能力，可以对工件进行预磨削或辅助磨削。更重要的是，在工具工作过程中，硬度较低的白刚玉会比金刚石磨损得更快，这种适度的磨损有助于让磨钝的金刚石颗粒及时脱落，露出新的、锋利的金刚石棱角（即“出刃”），使工具在整个寿命期内保持锋利。这个过程也称为 “自锐性”。
4. 调节工具硬度和韧性：
   • 白刚玉的加入会改变金属结合胎体的硬度和韧性，从而影响工具的性能。更硬的胎体耐磨但更脆，适合加工高硬度材料；更软的胎体自锐性好但磨损快，适合加工韧性材料。通过调整白刚玉的种类、粒度和比例，可以“定制”工具的性能，以适应不同的加工材料。