Các đặc tính của vật liệu mài ảnh hưởng đến hiệu suất của dụng cụ mài

Dụng cụ mài siêu cứng (dụng cụmài kết dính cố định) thường có cấu tạo gồm ba phần: vật liệu mài, chất có chất kết dính và lỗ khí. Chúng có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất của dụng cụ mài,do đó, vật liệu mài, chất có chất kết dính và lỗ khí thường được gọi là 3 yếu tố quan trọng của dụng cụmài. Trong ba yếu tố của dụng cụ mài siêu cứng, thì vật liệu mài siêu cứng là nguyên liệu chính cấu thành dụng cụ mài. Nó cấu thành bộ khung xương cho dụng cụ mài và là vật chất chủ yếu để mài của dụng cụ mài. Rất nhiều những cạnh góc nổi lên trên bề mặt của dụng cụ mài chính là các cạnh cắt của phôi khi gia công. Là vật liệu mài siêu cứng được sử dụng để mài, thường có các đặc tính sau: ① có độ cứng và độ chống mài tương đối cao, ② có khả năng chống vỡ vụn và tự mài sắc phù hợp, ③ có tính ổn định ở nhiệt độ cao, có thể duy trì độ cứng và độ bền vốn có của nó khi mài ở nhiệt độ cao; ④ có tính ổn định hóa học, không dễ phản ứng hóa học với vật liệu được gia công. Các tính chất vật lý chính của vật liệu mài siêu tốc quyết định tính chất của các hạt mài nói trên, là các chỉ số cơ bản để đánh giá chất lượng của vật liệu mài, đồng thời cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình sản xuất và chất lượng của dụng cụ mài.

（1）Độ cứng của vật liệu mài và ảnh hưởng của nó đến tính năng mài của dụng cụ mài

Độ cứng là một chỉ số chính quyết định tính năng mài của vật liệu mài. Độ cứng của vật liệu mài siêu cứng bị ảnh hưởng chủ yếu bởi lực có chất kết dính giữa các hạt trong cấu trúc tinh thể của vật liệu mài; tiếp theo là bị ảnh hưởng bới dạng tinh thể, nhiệt độ, quy trình sản xuất, v.v... Vật liệu mài kim cương và vật liệu mài boron nitride khối là khoáng chất có chất kết dính hóa trị điển hình. Trong khi mài, nhất định phải đảm bảo độ cứng của vật liệu mài cao hơn độ cứng của phôi được mài, nhưng độ cứng của vật liệu mài là không thay đổi; một lượng lớn nhiệt mài sẽ được tạo ra trong quá trình mài, dưới tác dụng của nhiệt lượng, độ cứng của vật liệu mài sẽ có thay đổi. Bởi vậy, khi sử dụng nhiệt độ vật liệu mài phải duy trì một độ cứng nhiệt nhất định mới phát huy đầy đủ tính năng sử dụng của dụng cụ mài.

（2）Độ dẻo dai của vật liệu mài và ảnh hưởng của nó đến tính năng của dụng cụ mài

Trong quá trình mài, các hạt mài đồng thời phải chịu 2 loại tác dụng của cả lực mài (lực tiếp tuyến và lực hướng tâm) và lực tác động. Khả năng chống lại sự nghiền nát dưới sự kết hợp đồng thời giữa lực mài và lực tác độngcủa các hạt mài được gọi là độ dẻo dai của hạt mài. Độ dẻo dai của vật liệu mài siêu cứng là một chỉ số quan trọng ảnh hưởng đến khả năng tự mài sắc của vật liệu mài. Độ dẻo dai của vật liệu mài quá cao,trong quá trình gia công mài, sau khi các hạt mài bị cùn đi, nó không thể bị phá vỡ dưới tác động của lực mài để lộ lưỡi dao mới, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả mài của dụng cụmài. Tuy nhiên, độ dẻo dai kém thìdưới tác động của lực mài, các hạt mài bị nghiền nát quá nhanh lại không thể thực hiện mài một cách hiệu quả, bởi vậy độ dẻo dai của các hạt mài phải thích hợp là yêu cầu cần thiết để thực hiện việc mài có hiệu quả.

（3）Cường độ nén của vật liệu mài và ảnh hưởng của nó đến tình năng của dụng cụ mài

Cường độ nén của vật liệu mài siêu cứng liên quan đến khả năng của các hạt mài chống lại áp suất bên ngoài, có liên quan đến độ kết tinh, có chất kết dính hóa học, hình dạng hạt và loại tinh thể của vật liệu mài. Cường độ nén của vật liệu mài ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của chính vật liệu mài và khả năng cắt của dụng cụ mài trong quá trình sử dụng. Ví dụ, CBN có cường độ nén cao, có nghĩa là nó có thể giữ các hạt nguyên vẹn và không dễ bị vỡ khi sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt.

（4）Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu mài và ảnh hưởng của nó đến tính năng mài

Vật liệu mài siêu cứng có hiện tượng co giãn nhiệt giống như các vật liệu khác. Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu mài liên quan đến độ giãn dài của các hạt mài trên mỗi đơn vị nhiệt độ. Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu mài chủ yếu liên quan đến cấu trúc tinh thể, cường độ có chất kết dính hóa học, thành phần hóa học, độ tinh khiết và nhiệt độ của vật liệu mài. Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu mài về cơ bản phải giống như hệ số giãn nở nhiệt của có chất kết dính gốm trong dụng cụ mài gốm, nếu không, do sự giãn nở và co lại không nhất quán trong quá trình nung, đặc biệt là trong quá trình giảm nhiệt làm mát dụng cụ mài, các vết nứt dễ dàng được tạo ra trong cầu chất có chất kết dính, từ đó làm giảm cường độ của dụng cụ mài, nghiêm trọng hơn sẽ làm nứt dụng cụ mài.

（5）Mật độ tích tụ và mật độ lý thuyết của vật liệu mài và ảnh hưởng của chúng đến tính năng mài

①Mật độ tích tụ của vật liệu mài: Có hai loại mật độ tích tụ của vật liệu mài, một là mật độ tích tụ tự nhiên, nó chỉ chất lượng của thể tích một đơn vị ở trạng thái tự nhiên của vật liệu mài, yếu tố ảnh hưởng chính là sự rung từ thế giới bên ngoài; một loại khác là mật độ tích tụ dày đặc, nó chỉ mật độ tích tụ trong thời gian thực của vật liệu mài bị rung động hoàn toàn bởi ngoại lực; mật độ tích tụ lớn hay nhỏ liên quan đến hình dạng hạt, phương pháp xếp chồng tích tụ, và sự phù hợp giữa các hạt lớn nhỏ. Hình dạng của vật liệu mài không phải là thể hình cầu, và nó có hình dạng khối đều, hình dạng vảy, hình dạng dải, v.v.

Mật độ tích tụ vật liệu mài là một chỉ số tính năng quan trọng trong quá trình sản xuấtdụng cụ  mài;nó ảnh hưởng đến tính năng thành hình của dụng cụ mài, đồng thời ảnh hưởng đến độ cứng và cường độ của dụng cụ mài, cuối cùng ảnh hưởng đến tính năng mài của dụng cụ mài. Theo cùng một công thức, nếu mật độ tích tụ không ổn định, thì độ cứng và cường độ của vật liệu mài cũng không ổn định; mật độ tích tụ của vật liệu mài cao, thì cường độ và độ cứng của vật liệu mài cũng cao. Trong các dụng cụ mài siêu cứng có chất kết dính gốm, sự dao động mật độ tích tụ của vật liệu mài thường ảnh hưởng đến một trong những yếu tố quan trọng của độ cứng dụng cụ mài.

② Mật độ lý thuyết của vật liệu mài: Mật độ lý thuyết của vật liệu mài còn được gọi là mật độ, nó chỉ chất lượng một đơn vị thể tích của vật liệu mài không có lỗ rỗng. Mật độ lý thuyết của vật liệu mài chủ yếu được xác định bởi thành phần và cấu trúc tinh thể của chính vật liệu mài.

（6）Thành phần hóa học của chất mài và ảnh hưởng của nó đến tính năng của dụng cụ mài

Thành phần hóa học là chỉ số chính quyết định tính năng của vật liệu mài, nó ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ, độ bền, hiệu suất mài và màu sắc ngoại quan của vật liệu mài. Thành phần hóa học của vật liệu mài ảnh hưởng trực tiếp đến tính năng của vật liệu mài, cũng ảnh hướng đến tính năng của dụng cụ mài. Độ tinh khiết của vật liệu mài càng cao thì độ cứng và tính năng mài của nó càng tốt và độ cứng của dụng cụ mài tương ứng cũng có tính năng mài tốt hơn. Đối với dụng cụ mài siêu cứng có chất kết dính gốm mà nói, ảnh hưởng của thành phần hóa học của vật liệu mài đến tính năng của dụng cụ mài  là đặc biệt nổi bật.

（7）Hình dạng của vật liệu mài và ảnh hưởng của nó đến tính năng của dụng cụ mài

Hình dạng của các hạt mài trong vật liệu mài siêu cứng tương đối phức tạp, thường gặp các loại hình dạng: khối đều, dạng mảnh và dạng dải. Thông thường mong muốn các hạt mài có hình dạng khối đều, bởi vì nó có khả năng chịu nén, chịu uốn và chịu va đập cao hơn so với các hạt mài dạng mảnh và dạng dải, có thể cải thiện khả năng cắt của dụng cụ mài. Nếu nó được dùng để gia công phôi với độ bền cao, nên sử dụng các hạt có hình dạng khối đều tốt hơn. Hình dạng của các hạt mài chủ yếu liên quan đến phương pháp mài trong quá trình gia công, nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ nén, độ uốn, cường độ va đập và khả năng cắt của vật liệu mài, và cũng ảnh hưởng đến mật độ tích tụ của vật liệu mài. Các hạt mài có hình dạng khác nhau cũng có thể được cải thiện thông qua các quá trình định hình và lựa chọn để cải thiện tính năng của các dụng cụ mài.

Là dạng nguyên liệu vật thô cốt lõi trong sản xuất các dụng cụ mài, vật liệu mài siêu cứng có tác dụng rõ ràng đối với quá trình sản xuất và tính năng của các dụng cụ mài. Tính năng của vật liệu mài siêu cứng có thể được phản ánh thông qua chỉ số chất lượng sản phẩm, thông qua việc kiểm soát tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng và quy trình sản xuất của sản phẩm, từ đó khống chế tính năng của sản phẩm. Bởi vậy, để chuẩn bị dụng cụ mài có tính năng tốt, cần có sự hiểu biết toàn diện hơn về các tính năng và công dụng của vật liệu mài siêu cứng.