低熔陶瓷结合剂金刚石和CBN磨具节块的成型裂纹李印江摘要：陶瓷结合剂金刚石和CBN磨具成型时毛坯节块容易出现裂纹，其主要原因是节块材料的剪切强度低造成的，此外也和型料性能、模具结构和材质以及成型工艺有关。关键词：陶瓷结合剂金刚石和CBN磨具节块裂纹1，概述陶瓷结合剂金刚石和CBN磨具通常没有粗粒度的制品，由于粒度细成型压力比较大，所以成型时毛坯容易出现裂纹（图1）。图1节块裂纹由图1可见节块裂纹明显带有对角裂纹的特点。关于普通磨具的对角裂纹本人早年曾做过叙述，这里不妨重述一下。2，从节块受力上分析陶瓷结合剂金刚石和CBN磨具节块在很大程度上带有脆性材料的性质，脆性材料的剪切强度远低于抗压强度，一般脆性材料的剪切强度是抗压强度的1/5左右，所以受压破坏时容易沿45°斜截面产生剪切裂纹。例如，某物体受作用力P，横截面A（KA）,斜截面Aα(KK)（图1），（图2），（图3）图1（图2）（图3）A=Aα·cosα,Aα=A/cosασ=p/ASα=σ·cosασα=Sα·cosα（1）τα=Sα·sinα（2）由式（1），（2）σα=σ·cos2α（3）τα=(σ/2)·sin(2α)（4）由式3；式4可知横截面A上的正应力为已知时，斜截面Aα上的正应力σα和剪应力τα随斜截面Aα的方位角α而变化。α=0°，则cos(0°)=1，∴σα=σmax=σ(5)α=45°,则sin(2×45°)=1∴τα=τmax=σ/2(6)设:毛坯的抗压强度为500g/cm2,即：σ压=500g/cm2毛坯的抗剪强度为100g/cm2,即：σ剪=100g/cm2当毛坯受压为400g/cm2,即：σ=400g/cm2这时最大正应力σα=σ=400g/cm2<σ压=500g/cm2,所以毛坯不会被压坏；毛坯最大剪应力τα=σ/2=400g/cm2/2=200g/cm2>σ剪=100g/cm2所以毛坯受剪切应力沿45°斜截面破坏，见图4，图5图4图5图5是磨具样块受压破坏时的实物拓片，对角损坏明显可见！实验结果证明以上的分析是正确的。3，工艺问题陶瓷结合剂金刚石和CBN磨具节块的成型裂纹也与生产工艺有关，由于粉状物料传播压力的不均匀性，成型料混合的不均匀、型料风乾的太厉害，都在成型时容易产生裂纹。在加压过程压力过大、有冲击力、没有重复加压和保压过程，各部分料松紧不一，节块也容易出现裂纹。成型时选择合适的垫铁可减少节块的不均匀性，适当厚度的垫铁可按式7计算h=2√¯H(7)h－垫铁厚度（mm）H－节块厚度（∽10mm）4，模具问题节块的裂纹也与模具的质量有关，螺栓紧固的磨具（图6）容易松动，而使用框架结构的模具（图7）、（图8）则可以在一定程度上减少节块成型裂纹的产生。图6图7图85，结论（1）从配方到工艺都要保证型料有较好的成型性能，特别是型料的塑性要好，避免成型时使用过大的压力,产生节块裂纹。（2）成型时避免冲击加压，或采用重复加压、保压等措施。（3）选用结构合理的模具，如图7、图8，模具材质也应用9CrSi、CoCr15等优质钢材。