金剛石砂輪的激光修整技術(shù)
學(xué)者利用CO2連續激光器進(jìn)行了激光修銳樹(shù)脂結合劑和黃銅結合劑金剛石砂輪，并在三維數字顯微鏡觀(guān)察激光作用前后金剛石砂輪表面的微觀(guān)形貌，對激光作用下砂輪表面不同結合劑材料的去除機理進(jìn)行了分析。實(shí)驗證明激光對不同結合劑砂輪進(jìn)行修銳時(shí)存在一個(gè)合適的修銳參數范圍，在這個(gè)范圍內，激光修銳可以獲得較好的效果。
用激光修整金剛石砂輪時(shí)，如果激光功率密度足夠高，可以同時(shí)去除砂輪表面的金剛石磨粒和結合劑材料，達到整形砂輪的目的。另一方面，金剛石磨料與結合劑材料的光學(xué)和熱物理性能相差較大，利用激光可控制性好的特點(diǎn)，通過(guò)合理調整激光加工參數，可以選擇性地去除砂輪表面的結合劑材料，使金剛石磨粒具有一定的突出高度，達到修銳砂輪的目的。由于金剛石對激光的吸收率一般在 0.1～0.3，黃銅和鑄鐵等金屬結合劑對激光的實(shí)際吸收率可達0.7以上，樹(shù)脂結合劑激光吸收率可達0.9以上。所以，激光照射在砂輪表面時(shí)，砂輪結合劑要比金剛石磨粒吸收更多的激光能量。此外，金剛石和結合劑材料在熱物理性能方面的差別很大。因此，可以通過(guò)控制激光參數選擇性地去除砂輪表面的結合劑材料，而不損傷金剛石磨粒，使砂輪表面具有一定的磨粒突出高度和容屑空間。
學(xué)者通過(guò)在激光加工機上分別對黃銅和樹(shù)脂結合劑金剛石砂輪進(jìn)行激光修整試驗。利用三維數字顯微鏡觀(guān)察激光作用前后金剛石砂輪表面的微觀(guān)形貌。發(fā)現在激光作用下，對于黃銅結合劑而言，當材料表面溫度升到稍低于其蒸發(fā)溫度時(shí)，固態(tài)金屬首先熔化，繼而出現氣相，金屬蒸氣攜液相一起噴出。激光作用停止后，部分濺出的液相金屬形成再結晶的球狀物附著(zhù)在砂輪表面，熔化而未濺出的液相金屬在凹坑周?chē)纬稍俳Y晶層。樹(shù)脂結合劑為高分子材料，無(wú)固定熔點(diǎn)，受熱后軟化或熔融，一般溫度超過(guò)350°C就會(huì )發(fā)生碳化分解，樹(shù)脂結合劑表面的局部溫度遠遠超過(guò)其分解溫度，樹(shù)脂材料以氣化形式被去除。激光修銳后的砂輪表面單顆金剛石磨粒形狀完整，未產(chǎn)生損傷，且具有較大的磨粒突出高度和容屑空間。激光修整技術(shù)為非接觸加工，無(wú)修整工具的磨損，熱作用區域小。實(shí)驗證明，通過(guò)合理選擇激光修銳參數范圍可以獲得較好的激光修銳效果。
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