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金剛石工具加工硬脆材料磨損及影響因素

隨著科學技術的進步和現代工業的發展，硬脆材料(如激光和紅外光學晶體、陶瓷、石英玻璃、硅晶體和石材等)的應用日益廣泛。由于硬脆材料硬度高、脆性大，其物理機械性能尤其是韌性和強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行加工。金剛石是自然界已知的硬度最高的物質，其優異的性能使其在硬脆材料加工領域具有廣闊的前景。目前，采用金剛石工具對硬脆材料進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，盡管各種工具的應用范圍和加工特點不同，但其磨損機理都大致相同。因為金剛石工具的磨損對工件的加工質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、工藝參數是否合理的一個重要指標，所以對金剛石工具磨損機理的研究對指導金剛石工具的合理制造和工藝參數的合理選擇具有重要意義。長期以來，國內外許多學者致力于金剛石工具磨損機理的研究，并已取得了可喜的成果。
2.金剛石工具磨損機理的研究
用金剛石工具加工硬脆材料時，由于劇烈摩擦、高溫等的作用，工具不可避免地會產生磨損，而磨損是一個非常復雜的過程。
(1)磨損的三個階段
金剛石工具的磨損由三個階段組成：初始的快速磨損階段(也稱過渡階段)、磨損率約為常數的穩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工作，需要重新修整。