A gyémánt őrlési kerekek rendkívül hatékony eszközök a kemény és törékeny anyagok, például karbid, üveg, kerámia és drágakövek őrlésére. Az utóbbi években, a nagysebességű őrlési és ultra-pontos csiszolási technológia gyors fejlődésével, magasabb igényeket állítottak a kerekek csiszolására. Az üvegesített gyanta kötött csiszolókerékek már nem felelnek meg a termelési igényeknek. A fémkötésű csiszolókerekek, figyelemre méltó tulajdonságaik miatt, mint például a nagy kötés szilárdsága, a kiváló formázhatóság és a hosszú élettartam, széles körben használják.
A fémmel kötött gyémánt őrlőkerekek elsősorban kétféle típusra vannak osztva, szinterelt és galvanizálva, gyártási módszerüktől függően. A szuperabrasive tulajdonságok teljes felhasználása érdekében az 1990-es évek elején egy új típusú őrlőkerék, egyrétegű, magas hőmérsékletű, karrahuzódó szuperabrasive őrlőkeréket fejlesztettek ki. Az ilyen típusú csiszolókerék Kínában még fejlesztés alatt áll.
1. Szinterált gyémánt őrlési kerekek
A szinterelt fémkötésű csiszolókerékeket általában egy magas hőmérsékleti szinteredési eljárás alkalmazásával állítják elő, olyan fémek felhasználásával, mint a bronz kötésként. Nagy kötési szilárdságot, kiváló formázhatóságot, magas hőmérsékletű ellenállást, kiváló hővezető képességet, kopásállóságot, hosszú élettartamot és a nehéz terhelések ellenállási képességét kínálják. Mivel az őrlőkerék elkerülhetetlenül zsugorodik és deformálódik a szinterezési folyamat során, használat előtt meg kell alakítani. Az öltözködés azonban nehéz. A kerék csiszolásának jelenlegi általános módszere, a görgőkkel, nemcsak időigényes és munkaerő-igényes, hanem jelentős gyémánt részecskéket eredményez az öltözködési folyamat során, ami jelentős kerék kopást és alacsony tok-pontosságot eredményez.
2. Vicaltalizált gyémánt őrlő kerekek. Az galvanizált gyémánt őrlő kerekek előnyei:
① A galvanizálás folyamat egyszerű, minimális beruházást igényel, és könnyen gyártható.
② Nincs szükség öntettel, megkönnyítve őket.
③ Az egyrétegű struktúra nagy működési sebességet tesz lehetővé, jelenleg eléri a 250-300 m/s külföldön.
④ Annak ellenére, hogy csak egyetlen réteg gyémántja van, még mindig elegendő élettartamuk van.
⑤ A nagy pontosságot igénylő hengercsiszoló kerekekhez az egyetlen gyártási módszer. Pontosan ezen előnyök miatt az galvanizált csiszoló kerekek vitathatatlan domináns helyzetben vannak a nagysebességű és ultra-nagysebességű csiszolásban. Az galvanizált gyémánt őrlő kerekek hátrányokkal rendelkeznek: a bevonó fémnek nincs erős kémiai fémkohászati kötése a szubsztráttal és a csiszoló felületekkel. A csiszoló tényezőt ténylegesen pusztán mechanikusan beágyazódik a bevonó fémbe, ami gyenge tartási erőt eredményez. A gyémánt részecskék erősen megterheltek, könnyen leesnek (vagy pelyhek) a hatékony őrlés során, ami általános meghibásodást eredményez. A tartási erő növelése érdekében meg kell növelni a bevonat vastagságát, ami csökkenti a kitett csiszoló magasság és a forgácstér helyét, így az őrlőkerék az eltömődésre, a gyenge hőeloszlásra és a munkadarab felületén égő égési sérülésekre. Jelenleg a háztartási galvanizált csiszolókerék -gyártásnak még nem sikerült elérnie az optimális kerekes topográfiát a feldolgozási feltételekhez optimalizált. Az egyrétegű galvanizált gyémántcsiszoló kerekek ezen velejáró hátrányai szignifikánsan korlátozzák alkalmazásukat a nagy hatékonyságú őrlésben.
3.
A gyémánt hatékonyságának maximalizálása érdekében növelni kell a kötvény tartóerejét a gyémánton és javítani a kerék kötési szilárdságát. Az egyrétegű, magas hőmérsékletű, forrasztott szuperabrasív csiszolókerekek kiküszöbölik az galvanizált csiszolókerők hiányosságait azáltal, hogy kémiai fémkohászati kötést érnek el a gyémánt, a kötőanyag és a fémszubsztrát között, ami nagy kötési szilárdságot eredményez. Ha a kötési réteg vastagságát a csiszoló szemmagasság mindössze 20–30% -ánál tartja, nagy terhelhető, nagy sebességű és hatékony őrlést tesz lehetővé. A csiszoló szemcséket szilárdan meg lehet tartani, lehetővé téve a karforra kerekek számára, hogy elérjék a kitett 70–80% -os szemmagasságot. Ez növeli a chip -teret, csökkenti a kerék eltömődését és maximalizálja a csiszolóhasználatot.
Ugyanazon feldolgozási körülmények között, mint az galvanizált csiszolókerekek, az egyrétegű, magas hőmérsékletű, forrasztott szuperabrasív kerekek alacsonyabb őrlési erőket, energiaveszteséget és őrlési hőmérsékletet kínálnak, lehetővé téve a magasabb működési sebességet. Ez különösen szignifikáns az ultra-nagysebességű őrlésnél, amely meghaladja a 300–500 m/s-ot. Az egyrétegű, magas hőmérsékletű, borrazatlan, nem bevont, CR-AG-CU ötvözetű forrasztással ellátott gyémántcsiszoló kerekeket magas frekvenciájú indukciós forrasztással, 35 másodpercig 780 fokos forrasztással, majd természetes hűtéssel. Ez szoros kötést ér el a gyémánt és az acélszubsztrát között. A röntgen energia-spektrum és a röntgendiffrakciós elemzés kimutatta, hogy a CR és a gyémánt között CR3C2 képződött, és (FEXCRY) C képződött a CR és az acél mátrix között. Az összehasonlító kísérletek a CR nélküli forrasztással azt mutatták, hogy ez volt a fő tényező az ötvözött réteg, valamint a gyémánt és acél mátrix között. Az őrlési kísérletek azt is megerősítették, hogy a gyémántnak nagy a tartási szilárdsága.