一 、超硬磨具的使用特點
采用超硬磨料（金剛石或立方氮化硼）作為切削材料的磨具 ，稱為超硬磨料磨具（簡稱超硬磨具） 。由於超硬磨料比普通磨料有著極大的優越性 ，因而超硬磨料比普通磨料就顯示出十分優良的磨削性能 ，得到了越來越廣泛的應用 ，具體表現在 ：
1 、超硬磨料本身具有極高的硬度 ，可加工各種高硬度材料 ，特別是對普通磨料難以加工的材料更顯其優越性 ；
2 、超硬磨具加工中磨損少 ，使用周期長 ，磨削比高 ，可獲得較佳的經濟性 ，使用中形狀保持性好 ，無需經常更換砂輪和修整砂輪 ，節約工時 ，改善勞動條件 ，有利於加工操作 ；
3 、超硬磨料切削鋒利 ，磨削力小 ，有利於被加工零件加工精度和表麵粗糙度的改善 ，減少機床的動力消耗 ；磨料顆粒鋒利使得磨具在加工中磨削溫度較普通磨具要低 ，可大大提高被加工表麵質量 ，減少或避免零件出現裂紋 、燒傷 、金相組織複化等弊病 ，從而提高零件的使用壽命 ，大為改善總的經濟指標 。
鑒於超硬磨具有著無可比擬的優越性 ，隨著新材料 、新技術的不斷湧現 ，隨著加工工業的技術進步 ，其應用範圍不斷擴大 ，用量不斷增長 ，有力地推動著經濟的發展 。但由於超硬磨具的工具成本較高 ，而且又有其本身的獨特性能和規律性 ，使用不當不僅會造成嚴重浪費 ，而且得不到滿意的加工質量和應該得到的優良的經濟效果 。
  二 、首先 ，要選擇合適特性的超硬磨具
超硬磨具是一種和普通磨具不同的磨具 ，其結構形式和個性也不相同 ，有其獨特的特性 。超硬磨具的特性是指磨料 、粒度 、結合劑 、濃度 、形狀和尺寸等項 。
1 、磨料的選擇 ：
超硬磨料主要有金剛石和立方氮化硼兩大類 ，用於超硬磨具的金剛石主要指人造金剛石 ，天然金剛石已基本不用於製作磨具 。人造金剛石和立方氮化硼除均為高溫高壓下人工合成 、具有高硬度 、鋒利性好 、耐磨損等共同特性外 ，性質上仍有很大的差別，因而使用範圍有明確的分工 。
金剛石是自然界目前人類認識的最堅硬物質 ，作為磨料表現出極優的硬度 、強度 、研磨能力 ，導熱係數和熱膨脹係數等 ，可加工很多的硬質材料 ，如加工硬質合金 、陶瓷 、寶石瑪瑙 、玻璃 、石材 、建材 、混凝土和半導體材料等就顯示出很大的優越性 。但由於金剛石是碳的同素異形體 ，在較高的溫度下易於鋼鐵的鐵族元素產生化學反應 ，引起強烈化學磨損 ，直接影響磨具的磨削性能和損耗 ，所以不適宜加工這類材料 。
立方氮化硼雖然硬度低於金剛石 ，但比普通磨料仍高得多 ，其導熱係數 、熱膨脹係數和研磨能力也優得多 ，也是一種非常優異的磨削材料 ，而且立方氮化硼的穩定性和化學惰性也大大優於金剛石 ，所以對普通磨料難以加工且金剛石又不宜加工的硬而韌的金屬材料不失為一種非常合適的磨料 ，如工具鋼 、模具鋼 、不鏽鋼 、耐熱合金等 ，特別是高釩高速鋼 、鋁高速鋼等對磨削溫度較為敏感的金屬材料更是較為理解的磨料 。
人造金剛石和立方氮化硼目前已有多種品種 ，適用的領域也不相同 ，LETOU應有一個全麵的了解 ，在GB/T6405-94標準中有明確的說明（見下表） ，人造金剛石的有些品種僅用於製作工具 ，而非用於磨具。
 
 金剛石和立方氮化硼還有鍍衣磨料 ，即在磨粒表麵鍍附一層物質 ，通常樹脂結合劑磨具幹磨時 ，選用鍍銅金屬衣磨料 ，濕磨時選用鍍鎳金屬衣磨料 ，陶瓷結合劑磨具選用鍍陶瓷材料的磨料 ，其目的是製作磨具時增加磨粒和結合劑的結合強度 ，延長磨具使用壽命 ，降低加工成本 。一般情況下 ，鍍衣增重以不超過磨料自重50％為宜 ，但成型磨削 、間斷磨削增重可達50～100%.
2 、粒度的選擇 ：
粒度是指磨粒大小的量度 。粒度號指按照標準對磨粒尺寸所作的分級標記 。在標誌超硬磨具的特性時 ，粒度指的就是粒度號 。
在超硬磨具使用中 ，選擇磨具的粒度一般根據被加工工件表麵粗糙度要求 、磨削加工效率 、工序要求 ，以及磨具結合劑的種類綜合加以考慮 ，下列兩表可作參考 。
在磨加工中操作者一般都具有普通磨料磨具的使用經驗 ，粒度選擇的原則基本相同 ，但考慮到兩大類磨料性能的差異 ，要求達到相同的加工表麵粗糙度，由於超硬磨粒的鋒利性和不易磨損性 ，選用的粒度號就要比普通磨料細1～2個粒度號 。
 選擇超硬磨具的粒度時 ，還應考慮磨具所采用的結合劑 ，因為各種結合劑均有它的最佳粒度範圍 ，太粗或太細均不利於其磨削加工 。一般情況下 ，樹脂結合劑磨具選用100/120以細 ；陶瓷結合劑磨具選用100/120～170/200 ；金屬結合劑磨具選用70/80～230/270 。當然還要看加工效率和加工表麵粗糙度要求等選擇最佳粒度 ，要求加工效率高時 ，選用較粗粒度號 。反之選較細粒度號 。
3 、結合劑的選擇 ：
超硬磨具結合劑是製作磨具不可缺少的 ，其作用是將磨粒粘結成具有一定幾何形狀 ，並把持住磨粒使其在加工中承受磨削力而起到切削作用 ，超硬磨具結合劑主要有樹脂結合劑（代號B） 、陶瓷結合劑（代號V）和金屬結合劑（代號M）三大類 ，如何選擇結合劑主要依據其自身的性能和加工中對磨具的要求而定 。
樹脂結合劑自銳性能良好 ，不易堵塞 ，很少修整 ，磨削效率較高 ，磨削溫度較低 ，而且本身具有一定彈性 ，能起拋光作用 ，故其在超硬磨具中得到廣泛應用 ，樹脂結合劑金剛石磨具經常應用於硬質合金工件 、鋼基硬質合金工件 ，以及部分非金屬材料的半精磨 、精磨等 ；樹脂結合劑立方氮化硼磨具主要用於高釩高速鋼刀具的刃磨和工具鋼 、模具鋼 、不鏽鋼和耐熱合金工件的半精磨 、精磨等 。但樹脂結合劑耐熱性差 ，在較高的磨削溫度下耐磨性差 ，磨具的磨損大 ，在大負荷磨削時尤為明顯 ，常以采用鍍附金屬衣磨料來加以改善 。
陶瓷結合劑是目前應用日益廣泛的一種結合劑 ，該種結合劑磨具工作表麵有較好的容屑空間 ，切削鋒利 ，磨削效率高 ，加工中不易發熱和堵塞 ，有利於磨削過程的平穩進行 ，熱膨脹量小 ，容易控製加工精度 ，而且該種磨具整形 、修整相對容易 ，對方便恢複磨具工作表麵的切削能力十分有利 。一般用於粗磨 、半精磨 ，以及接觸麵大的成型磨削等 。由於金剛石的耐熱性較差 ，陶瓷結合劑燒結時必須溫度很低 ，目前還有較大難度 ，使得陶瓷結合劑金剛石磨具較少采用 ，所以陶瓷結合劑主要還是應用在耐熱性較好的立方氮化硼磨具 。
金屬結合劑有青銅結合劑和電鍍結合劑兩大類 。青銅結合劑磨具是以銅粉 、錫粉為主要材料和補充改善其性能的其它材料充分混和 ，再將磨料加入其中充分混合均勻 ，置於模具中壓製成型（一般有冷壓——在室溫下壓製和熱壓——在加熱條件下壓製之分） ，然後燒結而成 。該種磨具的結合劑和磨粒的結合強度高 ，耐磨性好 ，磨損小 ，使用壽命長 ，保持形狀好 ，能承受較大的負荷 。但缺點是自礪性差 ，容易堵塞磨具表麵 ，發熱大 ，磨具修整也十分困難 。它主要用於玻璃 、陶瓷 、石材 、建材 、混凝土 、半導體材料等非金屬材料的粗磨 、精磨和切割工序 ，少量用於硬質合金 、複合超硬材料的磨削加工 ，以及成型磨削和各種珩磨 、電解磨削等 。
青銅結合劑立方氮化硼磨具目前除用於合金鋼工件的珩磨外還極少使用 。電鍍結合劑是一種結合強度更高的結合劑 ，一般將單層或多層磨粒用電鍍方法鍍在金屬基體上 ，該種結合劑磨具工作表麵上單位麵積的磨粒數比其它幾種結合劑高得多 ，而且磨粒都裸露出結合劑表麵 ，因而切削鋒利 ，磨削效率高 。但受鍍層厚度限製 ，磨具總的使用壽命不可能太高 ，一般用於特殊用途加工 ，如成型磨削用磨具 、小磨頭 、套料刀、電鍍鉸刀 、銼刀等 。這些年來 ，立方氮化硼電鍍金屬結合劑磨具應用日益擴大 ，特別在加工各種鋼類零件的小孔 、型腔時更為突出 ，獨具特色 ，磨削效率高 ，經濟性好 ，還可獲得較好的形狀精度 。
4 、濃度的選擇 ：
超硬磨具濃度是指磨具工作層內單位體積中的含超硬磨料的質量 ，它是超硬磨具所獨有的特性 。國際上統一約定每立方厘米體積內含有0.88克超硬磨料時 ，其濃度稱為100％ ，代號
100 ，常用濃度見下表 ：
 
濃度采用過高或過低都不利於超硬磨具的正常使用 ，並直接影響磨削效率 、加工成本和加工質量 。選用時應首先考慮磨具結合劑的種類 ，各種結合劑由於結合能力的不同 ，均有它各自的最佳濃度範圍 ，一般人造金剛石磨具采用的濃度範圍見下表 ：

立方氮化硼磨具由於磨料性質和加工對象材質的不同 ，采用濃度一般比人造金剛石磨具高25~50% 。
對於有特殊要求的加工 ，濃度選用還可進行調整 。如 ，在拋光和高精度磨削中 ，常采用低於一般磨削時的濃度 ；對要求加工效率高的工序 ，可采用粗粒度 、高濃度的磨具 ；對於要求磨具形狀保持性好的成型磨削 、端麵磨削 、溝槽磨削等 ，應選擇較高濃度的磨具 。
四 、再次 ，應采用合適的磨削液
在超硬磨具使用過程中 ，由於磨粒對工件材料的去除作用 ，和磨具與工件的相對摩擦 ，磨削區的溫度是很高的，加上超硬磨料導熱係數高 ，很快傳到磨具中 ，引起磨具溫度的快速提高 ，會影響磨削過程的正常進行 ，增加砂輪的磨損 ，工件表麵粗糙度下降 ，加工質量變差 ，溫度太高時 ，甚至會造成工件表麵拉應力的極大提高 ，引起表麵裂紋 。對樹脂結合劑磨具太高的磨削溫度還會造成磨粒附近結合劑的熱分解 ，破壞了其結合強度 ，引起磨具磨損的極大加劇 ，大為降低磨削工序的經濟性 。所以采用超硬磨具進行加工時 ，在條件允許的情況下應盡量采用磨削液 ，達到降低磨削區溫度 ，加強潤滑效果 ，改善加工狀況 ，充分合理使用超硬磨具的目的 。
選擇磨削液時 ，除一般要求無腐蝕 、無公害 ，符合環保要求外 ，還應有良好的潤滑性 、洗滌性和冷卻效果 ，對超硬磨具來說更強調其洗滌性和冷卻效果 。金剛石磨具加工硬質合金和各種高合金剛時 ，宜采用輕質礦物油 、蘇打水（樹脂結合劑磨具不宜）及各種水溶性磨削液 、弱堿性乳化液等 ，尤以煤油 、輕柴油和水溶性磨削液為佳 。金剛石磨具加工非金屬材料時 ，一般用水做磨削液 。立方氮化硼磨具加工時 ，由於磨料在高溫下易和水產生水解作用 ，大大加劇磨具的磨損 ，一般不采用水溶性磨削液 ，多數采用輕質礦物油（如煤油 、輕柴油等） ，當必須采用水溶性磨削液時 ，也必須加入極壓添加劑 ，以減弱磨料的水解作用 。
  五 、結束語
隨著技術的進步 ，新工藝 、新技術 、新材料的不斷創新 ，磨削加工工藝也在飛躍發展 ，超硬磨具的使用領域日益擴大 ，磨具的特性和磨削工藝參數必將湧現很多新鮮事物 ，有待LETOU去認識 、總結 、提高 。就超硬磨具的使用而言 ，還有一些使用中的重要問題也沒有探討 。
   鄭州LETOU超硬材料有限公司專業生產金剛石顆粒及微粉 ，樹脂金剛石顆粒及微粉 ，CBN顆粒及微粉，以及鍍覆係列產品 。LETOU可針對不同客戶的不同需求提供解決方案 ！
   LETOU懂您 ，值得信賴 ！