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CVD金刚石刀具的研究与应用CVD金刚石（Chemical Vapor Deposition Diamond）是一种利用化学气相沉积技术合成的人工金刚石材料。
与天然金刚石相比，CVD金刚石具有独特的优势和广泛的应用领域。
本文将重点介绍CVD金刚石刀具的研究与应用。
CVD金刚石刀具具有极高的硬度、耐磨性和化学惰性。
这些特性使其在各种切削、磨削和打磨应用中具有优势。
其强大的切削能力可以在高速切削工况下实现高效率的加工。
与传统硬质合金和陶瓷刀具相比，CVD金刚石刀具的寿命更长，切削性能更稳定。
首先，CVD金刚石刀具在加工硬脆材料方面具有独特的应用优势。
硬脆材料如陶瓷、玻璃和石英等在传统切削方法下容易引起破碎和损伤。
而CVD金刚石刀具的高硬度和尖端设计可以降低加工过程中的切削力，减小材料的损伤风险。
此外，CVD金刚石刀具还可以实现微米级甚至纳米级的精确加工，适用于高精度的制造领域。
其次，CVD金刚石刀具在高温、高速加工领域具有广泛应用。
由于CVD金刚石的热导率高，热膨胀系数小，能够在高温工况下保持较好的切削性能。
因此，CVD金刚石刀具常用于高速铣削、高温磨削和高温腰切等加工领域。
其优秀的热稳定性使其可以在高温合金、陶瓷复合材料和石墨等高温材料的加工中发挥优势。
此外，CVD金刚石刀具还具有较高的化学惰性。
在加工工艺中，有些材料容易粘附在刀具表面，降低切削质量和效率。
而CVD金刚石刀具具有良好的抗粘附性，能够有效降低切削力，延长工具寿命。
CVD金刚石刀具的研究主要包括材料制备技术、切削工艺优化和刀具设计等方面。
材料制备技术包括CVD方法和热压合成等。
CVD方法是目前主流的CVD金刚石刀具制备技术，能够在大面积基底上均匀生长金刚石薄膜。
切削工艺优化包括切削参数的优化和切削液的选择等，通过合理的工艺参数和润滑措施，可以更好地发挥CVD金刚石刀具的性能。
刀具设计方面，可以通过改变刀具几何形状和刀具涂层结构等，进一步提高刀具的性能。
浅议钎焊金刚石磨粒工艺及耐磨性摘要：与原始金刚石相比，钎焊处理后的金刚石静压强度和抗冲击强度都有不同程度的下降，其中真空热处理金刚石下降少，而钎焊金刚石下降程度较大，这说明钎焊过程中会刚石的确受到了热损伤。
关键词：钎焊金刚石磨粒工艺1 金刚石强度分析当环境温度超过金刚石的热稳定性温度时，金刚石的强度明显下降。
单晶金刚石在单纯高温下会发生氧化和石墨化，金刚石强度会受到影响。
在钎焊环境下金刚石所受热损伤要复杂一些，因为钎焊环境下不仅要考虑高温石墨化，还要考虑钎料与金刚石线膨胀系数不同所导致的热应力及钎料在高温下对金刚石的侵蚀作用等，因而金刚石强度所受影响要大一些。
目前金刚石强度测定方法有两种。
一是金刚石受静力作用下的静压强度：二是金刚石受冲击力作用下的抗冲击强度。
通过对原始金刚石、真空热处理金刚石和钎焊后金刚石强度的测定，可以反映出金刚石在不同工艺下受热损伤的程度。
1.1金刚石的静压强度金刚石静压强度的测定有一定的局限性，(1)金刚石单颗粒本身强度值的分散性。
加热后此因素对测量结果的影响更大。
在显微镜下观察加热后的金刚石可明显看出，有些金刚石中有黑点出现，而有的金刚石无明显变化，而且静压强度的测量仅测定40个颗粒，使得其代表性较差，(2)在静压强度测量中，数据处理是先求平均值，高于平均值2倍的测量值予以剔除，这种数据处理也带来了一定的测量误差。
另外，金刚石工具在使用过程中，金刚石所承受的是冲击力和摩擦力，而非静压力，这使得用冲击强度表征金刚石的性能比用静压强度更具优越性。
从测试结果的方差值看，各种工艺下金刚石静压强度数值的分散性没有很大的变化。
1.2金刚石的抗冲击强度高频感应钎焊与真空炉中钎焊金刚石的抗冲击强度结果相近，强度下降程度都很大，这可能跟抗冲击强度试验本身有关，冲击强度的测定对磨粒试样的准备很严格，试验前要保证试样表面的光洁，无杂质。
而钎焊腐蚀后的金刚石表面有可能同时存在石墨和碳化物，其表面与原始金刚石相比要粗糙，这就会造成冲击过程中磨粒试样间的摩擦、粘附，从而导致实验结果数据偏低，另外，高频感应钎焊测温和温控方面还不能做到完全的精确统一，这也给试验结果造成了一定程度的误差。
四大材料刀具的性能与选择刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用。
本文介绍了切削中所使用的金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷、硬质合金、高速钢等刀具材料的性能及适用范围。
刀具损坏机理是刀具材料合理选用的理论基础，刀具材料与工件材料的性能匹配合理是切削刀具材料选择的关键依据，要根据刀具材料与工件材料的力学、物理和化学性能选择刀具材料，才能获得良好的切削效果。
就活塞在切削加工时的刀具材料选用作了阐述。
高速钢：活塞加工中铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀，钻油孔用钻头等都为高速钢材料。
硬质合金：YG、YD系列硬质合金刀具被广泛应用于铝活塞加工的各个工序中，特别是活塞粗加工和半精加工工序。
立方氮化硼：立方氮化硼刀具被用于镶铸铁环活塞的车削铸铁环槽工序中。
同时也应用于活塞立体靠模的加工中。
金刚石：金刚石刀具可利用金刚石材料的高硬度、高耐磨性、高导热性及低摩擦系数实现有色金属及耐磨非金属材料的高精度、高效率、高稳定性和高表面光洁度加工。
在切削铝合金时，PCD刀具的寿命是硬质合金刀具的几十倍甚至几百倍，是目前铝活塞精密加工的理想刀具，已经应用于精车活塞环槽、精镗活塞销孔、精车活塞外圆、精车活塞顶面及精车活塞燃烧室等精加工工序中。
刀具材料性能的优劣是影响加工表面质量、切削加工效率、刀具寿命的基本因素。
切削加工时，直接担负切削工作的是刀具的切削部分。
刀具切削性能的好坏大多取决于构成刀具切削部分的材料、切削部分的几何参数及刀具结构的选择和设计是否合理。
切削加工生产率和刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面质量的优劣等等，在很大程度上都取决于刀具材料的合理选择。
正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一。
每一品种刀具材料都有其特定的加工范围，只能适用于一定的工件材料和切削速度范围。
不同的刀具材料和同种刀具加工不同的工件材料时刀具寿命往往存在很大的差别，例如：加工铝活塞时，金刚石刀具的寿命是YG类硬质合金刀具寿命的几倍到几十倍；YG类硬质合金刀具加工含硅量高、中、低的铝合金时其寿命也有很大的差别。
磨料的种类磨料可以分为天然磨料和人造磨料两大类。
一、天然磨料自然界一切可以用于磨削或研磨的材料统称为天然磨料。
常用的天然磨料有以下几种：1．金刚石金刚石是目前已知最硬的物质，其显微硬度为98.59Gpa。
金刚石是碳的同素异型体，主要成份是碳，另外还含有0.02~4.8%的杂质，比重为3.15~3.53g/cm3。
其产地非常有限，不但价格昂贵，而且极为缺乏。
金刚石因含杂质的不同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等，脆性较大，易沿结晶面裂开，结晶越大抵抗外力的作用越强，金刚石的计量单位是克拉，1克拉=0.2g。
天然金刚石作为磨料主要用途有两个方面：（1）用于修整砂轮；（2）磨削和研磨难加工材料（如硬质合金、宝石、玻璃、石料等）。
2．天然刚玉天然刚玉的主要矿物成份为α——Al2O3,其显微硬度为20.58Gpa，比重为3.93~4.00g/cm3。
自然界存在的天然刚玉主要有以下三种：（1）优质刚玉（俗称宝石）有蓝宝石（含钛）、红宝石（含铬）等；（2）普通刚玉，呈黑色或棕红色；（3）金刚砂，可分为绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂，它是一种集合晶体，硬度较低。
在上述三种天然刚玉中，第一种主要用于首饰，而后二种可以作为磨料，用来制造砂轮、油石、砂纸、砂布或微粉、研磨膏等。
3．石榴石石榴石的晶形较好，显微硬度为13.33Gpa。
属于石榴石的矿物种类很多，但适合于作磨料的仅有铁铝石榴石一种，其矿物组成这：3FeO.Al2O3.3SiO2,含量不低于85~90%。
4。
石英石英的化学成份为SiO2，常夹杂有Al2O3、Fe2O3、 CaO MgO Fe2O3等。
显微硬度为8.04 Gpa，可用作磨料的石英矿有脉石英、石英岩及石英砂等。
随着科学技术的发展，人造磨料的品种已达几十种之多，天然磨料由于自身的缺陷，已被越来越多的人造磨料所取代，目前除了天然金刚石、石榴石外，其它种类的天然磨料用量甚微。
二、人造磨料人造磨料分刚玉系列、碳化物系列、超硬系列等几大类。
磨料的种类磨料可以分为天然磨料和人造磨料两大类。
一、天然磨料自然界一切可以用于磨削或研磨的材料统称为天然磨料。
常用的天然磨料有以下几种：1．金刚石金刚石是目前已知最硬的物质，其显微硬度为98.59Gpa。
金刚石是碳的同素异型体，主要成份是碳，另外还含有0.02~4.8%的杂质，比重为3.15~3.53g/cm3。
其产地非常有限，不但价格昂贵，而且极为缺乏。
金刚石因含杂质的不同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等，脆性较大，易沿结晶面裂开，结晶越大抵抗外力的作用越强，金刚石的计量单位是克拉，1克拉=0.2g。
天然金刚石作为磨料主要用途有两个方面：郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，专注白刚玉和煅烧α氧化铝近30年，因为专注所以专业，联系QQ2596686490，电话156390七七八八一。
（1）用于修整砂轮；（2）磨削和研磨难加工材料（如硬质合金、宝石、玻璃、石料等）。
2．天然刚玉天然刚玉的主要矿物成份为α——Al2O3,其显微硬度为20.58Gpa，比重为3.93~4.00g/cm3。
自然界存在的天然刚玉主要有以下三种：（1）优质刚玉（俗称宝石）有蓝宝石（含钛）、红宝石（含铬）等；（2）普通刚玉，呈黑色或棕红色；（3）金刚砂，可分为绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂，它是一种集合晶体，硬度较低。
在上述三种天然刚玉中，第一种主要用于首饰，而后二种可以作为磨料，用来制造砂轮、油石、砂纸、砂布或微粉、研磨膏等。
3．石榴石石榴石的晶形较好，显微硬度为13.33Gpa。
属于石榴石的矿物种类很多，但适合于作磨料的仅有铁铝石榴石一种，其矿物组成这：3FeO.Al2O3.3SiO2,含量不低于85~90%。
4。
石英石英的化学成份为SiO2，常夹杂有Al2O3、Fe2O3、 CaO MgO Fe2O3等。
显微硬度为8.04 Gpa，可用作磨料的石英矿有脉石英、石英岩及石英砂等。
随着科学技术的发展，人造磨料的品种已达几十种之多，天然磨料由于自身的缺陷，已被越来越多的人造磨料所取代，目前除了天然金刚石、石榴石外，其它种类的天然磨料用量甚微。
刀具磨损的几种原因2009-09-10 11:37刀具坚硬，可随着使用时间推迟，刀具也会有一定磨损，影响刀具磨损几种原因有哪些呢？通过汇总得出了几种原因。
1、刀具材料刀具材料决定刀具切削性能根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。
刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。
硬度韧性一对矛盾，也刀具材料所应克服一个关键。
对于石墨刀具，普通TiAlN涂层可选材上适当选择韧性相对较好一点，也就钴含量稍高一点；对于金刚石涂层石墨刀具，可选材上适当选择硬度相对较好一点，也就钴含量稍低一点；2、刀具几何角度石墨刀具选择合适几何角度，有助于减小刀具振动，反过来，石墨工件也不容易崩缺；（1）前角，采用负前角加工石墨时，刀具刃口强度较好，耐冲击摩擦性能好，随着负前角绝对值减小，后刀面磨损面积变化不大，但总体呈减小趋势，采用正前角加工时，随着前角增大，刀具刃口强度被削弱，反而导致后刀面磨损加剧。
负前角加工时，切削阻力大，增大了切削振动，采用大正前角加工时，刀具磨损严重，切削振动也较大。
（2）后角，如果后角增大，则刀具刃口强度降低，后刀面磨损面积逐渐增大。
刀具后角过大后，切削振动加强。
（3）螺旋角，螺旋角较小时，同一切削刃上同时切入石墨工件刃长最长，切削阻力最大，刀具承受切削冲击力最大，因而刀具磨损、铣削力切削振动都最大。
当螺旋角去较大时，铣削合力方向偏离工件表面程度大，石墨材料因崩碎而造成切削冲击加剧，因而刀具磨损、铣削力切削振动也都有所增大。
因此，刀具角度变化对刀具磨损、铣削力切削振动影响前角、后角及螺旋角综合产生，所以选择方面一定要多加注意。
通过对石墨材料加工特性做了大量科学测试，PARA刀具优化了相关刀具几何角度，从而使得刀具整体切削性能大大提高。
3、刀具涂层金刚石涂层刀具硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点，现阶段金刚石涂层石墨加工刀具最佳选择，也最能体现石墨刀具优越使用性能；金刚石涂层硬质合金刀具优点综合了天然金刚石硬度硬质合金强度及断裂韧性；但国内金刚石涂层技术还处于起步阶段，还有成本投入都很大，所以金刚石涂层近期不会有太大发展，不过我们可以普通刀具基础上，优化刀具角度，选材等方面改善普通涂层结构，某种程度上可以石墨加工当应用。
磨料磨具专业词汇名词解释1.磨料：具有颗粒形状的和切削能力的天然或人造材料。
磨具：凡是用结合剂将磨料粘结成不同的形状，用于磨削、研磨和抛光作用的工具同称为磨具。
2. 棕刚玉（A）：由矾土冶炼而成，主要成份是α-Al 2 O 3 。
外观为棕褐色，韧性好，能承受很大压力，还具有耐高温、抗氧化性、抗腐蚀及化学稳定性等特点。
被广泛应用与普通磨具制造。
3 .白刚玉（WA）：由铝氧粉冶炼而成，成份与A相同。
外观为白色晶体，性脆，硬度略高于棕刚玉，具有良好的切削能力。
4 .黑刚玉（BA）：由矾土冶炼而成，主要成份除了Al 2 O 3 外还有一定量的FeO 3 。
外观为黑褐色，纯度低，韧性特别好，但硬度较差。
5 .锆刚玉（ZA）：分两种，一种是熔融锆刚玉，是现有磨料中最韧的磨料，在重负荷粗磨涂附磨具中，其他磨料都不能与性能耐磨的锆刚玉相比。
主要成份40%ZrO 2 ,Al 2 O 3 60%,锆刚玉的小结晶强度高于大结晶。
另一种是烧结锆刚玉，主要成份除ZrO 2 和Al 2 O 3 外，还有MgO，其韧性是刚玉的2.3倍，磨削能力比普通刚玉高1—3倍。
6 . 单晶刚玉：具有良好的多棱切削刃，硬度高、韧性值高，磨削力强，磨削热小，磨粒切削寿命长，可加工较硬且较韧的钢材，如不锈钢、高钒高速钢等，还特别适用于变形、易烧伤工件的磨削加工和大进给磨削加工。
7 . 微晶刚玉：晶体尺寸小，强度高，自锐性好，可作深度磨削。
在磨削过程中，微晶刚玉磨料呈现微破碎状态，又有良好的自锐性，所以适宜用于磨削深度大的重负荷缓进给磨削。
8. 铬刚玉：玫瑰色，因此有人称之为玫瑰色刚玉。
它的脆性适中，切削性能良好，适合于各种高光洁度的表面加工或成型磨削。
9 . 碳化硅：是用高纯度的石英砂及优质精洗无烟煤经过电阻炉还原反应而生成的碳硅结晶体化合物。
其特点化学性能稳定.硬度高.耐高温，是磨料及耐火材料等行业优质原料。
1 0 .黑碳化硅（C）：黑碳化硅是以石英砂（SiO2 ）和石油焦为主要原料，加锯末作为辅料，在电阻炉内冶炼而成的。
⾦刚⽯⼑具知识点⼑具基础知识⼀、⼑具材料应具备的性能；A，⾼的硬度和⾼耐磨性1.硬度是⼑具材料应具备的基本特性2.耐磨性是指材料抵抗磨损的能⼒。
B，⾜够的强度和韧性1.强度是⼑具材料抵抗破坏的能⼒2，韧性是指材料发⽣断裂时外界做功的⼤⼩。
3.⾼的耐热性和热传性4.良好的⼯艺性和经济性1）切削性能⽬前⼑具材料分四⼤类：⼯具钢、硬质合⾦、陶瓷及超硬⼑具材料等。
常⽤的⼑具材料⼀、⼯具钢1. 碳素⼯具钢碳素⼯具钢是含碳量为0.65％～1.3％的优质碳素钢。
常⽤的钢号有T7A、T8A等。
耐热温度：200℃～300℃。
2. 合⾦⼯具钢1868年，英国的穆舍特制成含钨的合⾦⼯具钢。
在碳素⼯具钢中加⼊适当的元素铬（Cr）、硅常⽤的合⾦⼯具钢有9CrSi，CrWMn等（Si）、锰（Mn）、钒（V）、钨（W）等炼成的。
耐热温度：325℃～400℃。
主要⽤于制造细长的或截⾯积⼤、刃形复杂的⼑具。
⼆，⾼速钢⾼速钢是⼀种富含钨（W）、铬（Cr）、钼（Mo）、钒（V）等元素的⾼合⾦⼯具钢。
美国的F.W.泰勒和M.怀特于1898年创制的。
含碳量⼀般在0.70～1.65％之间。
耐热温度：500℃～650℃。
⾼速钢的抗弯强度是硬质合⾦的3～5倍，冲击韧性是硬质合⾦的6～10倍1.普通⾼速钢（HSS）2.钨系⾼速钢：W18Cr4V (W18)3.具有较好的综合性能，可制造复杂刃型的⼑具。
但由于钨是稀有⾦属，现在很少使⽤。
4.钨钼系⾼速钢：W6Mo5Cr4V2 (M2)5.M2的碳化物颗粒⼩，分布均匀，具有较⾼的抗弯强度、塑性、韧性和耐磨性。
⼜因为钼的存在，使其热塑性⾮常好。
2. ⾼性能⾼速钢（HSS-E）⾼性能⾼速钢是在普通⾼速钢中增加⼀些碳、钒及添加钴（Co）、铝等元素的新钢种。
钴⾼速钢：W2Mo9Cr4VCo8 (M42)⼀种含钴的超硬⾼速钢，常温硬度67HRC-69HRC，具有良好的综合性能。
铝⾼速钢：W6Mo5Cr4V2Al在M2的基础上加Al、增C，提⾼了钢的耐热性和耐磨性。
砂轮的种类与性能一、砂轮的种类与性能（一）、概况砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。
砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。
由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。
砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。
（二）、砂轮的分类砂轮种类繁多，按所用磨料可分为普通磨料（刚玉（Al2O3）和碳化硅等）砂轮和超硬磨料（金刚石和立方氮化硼）砂轮；按砂轮形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等；按结合剂可分为瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。
先有个感性认识，砂轮示例：白刚玉砂轮棕刚玉砂轮绿碳化硅砂轮金刚石砂轮（三）、砂轮的属性砂轮是用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。
砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定，现分别介绍如下。
1、磨料及其选择磨料是制造砂轮的主要原料，它担负着切削工作。
因此，磨料必须锋利，并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。
常用磨料的名称、代号、特性和用途见表1。
类别名称代号特性用途氧化物系棕刚玉A(GZ)含91~96%氧化铝。
棕色，硬度高，韧性好，价格便宜磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等白刚玉WA(GB)含97~99%的氧化铝。
白色，比棕刚玉硬度高、韧性低，自锐性好，磨削时发热少精磨淬火钢、高碳钢、高速钢及薄壁零件碳化物系黑色碳化硅C(TH)含95%以上的碳化硅。
呈黑色或深蓝色，有光泽。
硬度比白刚玉高，性脆而锋利，导热性和导电性良好磨削铸铁。
黄铜、铝、耐火材料及非金属材料3、结合剂及其选择结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。
（1）、瓷结合剂（V）：化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为35m/s。
（2）、树脂结合剂（B）：强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差(300℃)，自锐性好。
《航天用特殊材料加工技术》
课程大作业
题目：影响航天用硬脆材料加工工具磨损因素分析
姓名：陈广俊
学号： 1080830215
授课教师：张飞虎
哈尔滨工业大学航空宇航制造系
2011年11月11日
金刚石工具加工硬脆材料的磨损因素分
摘要：对金刚石工具加工硬脆材料时的磨损及其影响因素的国内外研究成果进行了综述，讨论了金刚石工具的磨损机理和影响金刚石工具磨损的各种因素，提出了需要深入研究的热点问题。
1.引言
随着科学技术的进步和现代工业的发展，硬脆材料(如激光和红外光学晶体、陶瓷、石英玻璃、硅晶体和石材等)的应用日益广泛。
由于硬脆材料硬度高、脆性大，其物理机械性能尤其是韧性和强度与金属材料相比有很大差异，因此这些材料很难甚至不能采用普通的加工方法进行加工。
金刚石是自然界已知的硬度最高的物质，其优异的性能使其在硬脆材料加工领域具有广阔的前景。
目前，采用金刚石工具对硬脆材料进行切割和磨削仍是有效的加工方法，如用金刚石切割工具切割石材、用金刚石砂轮磨削陶瓷等。
加工硬脆材料的金刚石工具主要有各种金刚石锯和金刚石砂轮等，尽管各种工具的应用范围和加工特点不同，但其磨损机理都大致相同。
因为金刚石工具的磨损对工件的加工质量和加工过程的影响很大，工具的磨损性能是反映工具性能、工艺参数是否合理的一个重要指标，所以对金刚石工具磨损机理的研究对指导金刚石工具的合理制造和工艺参数的合理选择具有重要意义。
长期以来，国内外许多学者致力于金刚石工具磨损机理的研究，并已取得了可喜的成果。
2.金刚石工具磨损机理的研究
用金刚石工具加工硬脆材料时，由于剧烈摩擦、高温等的作用，工具不可避免地会产生磨损，而磨损是一个非常复杂的过程。
(1)磨损的三个阶段
金刚石工具的磨损由三个阶段组成：初始的快速磨损阶段(也称过渡阶段)、磨损率约为常数的稳定磨损阶段以及随后的加速磨损阶段。
加速磨损阶段表明工具不能继续工作，需要重新修整。
(2)磨粒磨损形式
磨粒磨损形式可分为：整体磨粒、微破碎磨粒、宏观破碎磨粒、磨粒脱落及磨粒磨平。
这几种磨损形式所占的比例决定于不同的磨损阶段、所用工具和被加工材料等。
TWLiao等定量研究了微进给磨削结构陶瓷时金刚石砂轮的磨损并指出：在过渡阶段和稳定磨损阶段，砂轮的磨损不同。
过渡阶段的磨损不仅决定于砂轮的规格、材料特性和磨削条件，更重要的决定于砂轮的制备方法。
在过渡阶段，因砂轮刚修整过，磨粒伸出最大，许多磨粒不参加切削，所以整体磨粒的比例比稳定阶段高；同时，修整使许多磨粒伸出过大，把持力不够，磨粒脱落的比例比稳定阶段高；此外，修整会削弱一些磨粒，使微破碎磨粒的比例比稳定阶段高。
稳定阶段的磨粒磨损主要是摩擦磨损，较低的微破碎磨粒比例和相对高的摩擦磨损比例说明砂轮没出现自锋利现象，这对加工是不利的。
哈工大的仇中军等通过用金刚石砂轮磨削
氧化铝陶瓷，指出砂轮的磨损主要是磨粒磨损和磨粒脱落。
SYLUO对金刚石锯片切割花岗岩进行了研究，指出锯片的失效主要是由于磨粒宏观破碎和(或)磨粒脱落，当破碎和脱落的磨粒数超过1/3时，工具失效。
华侨大学的于怡青等通过对切割石材、混凝土等材料的过程中金刚石工具表面金刚石及结合剂状态的大量跟踪观察和SEM分析表明：整体磨粒保持越久，加工越容易进行，工具耐磨度也越高；宏观破碎状态会导致金刚石出刃高度显著下降，甚至失去切削能力；工具切削相当长一段时间后，磨粒自然磨钝，出刃高度降低，随着磨粒周围结合剂的进一步磨损，对金刚石的把持力减弱，导致金刚石脱落。
徐西鹏等研究锯切花岗石时的金刚石节块磨损，认为金刚石实际磨损过程需经历不同的路径：从完整晶型开始，经历微破碎再到宏观破碎，最后发生脱落；也可以开始就发生脱落。
这取决于金刚石的品质、所承受载荷和结合剂等因素。
而用于金刚石固位载体的金属结合剂的磨损过程则具有较复杂的摩擦学特性。
花岗石的切屑和金刚石碎屑在切削液的带动下冲蚀结合剂表面，在其表面形成冲蚀痕迹，结合剂在类似流体研削的条件下被磨蚀。
金刚石前端的月牙洼凹坑显示在锯切过程中流体形成气穴而引起冲蚀。
此外，结合剂还受到花岗石中硬质点的刮削和犁削，其形貌类似于金属磨削加工中的纹理。
(3)金刚石工具磨损机理
金刚石工具的磨损机理大致有以下几种：摩擦磨损、磨粒破碎、结合剂破碎、磨蚀磨损、表面疲劳和冲击等，摩擦磨损使磨粒磨钝和磨平，结合剂破碎使磨粒脱落，磨蚀磨损由于减弱了结合剂强度而促进了磨粒脱落。
不同的加工过程其磨损机理是有区别的，如：用金刚石砂轮微进给磨削结构陶瓷时，金刚石砂轮的磨损主要有三种形式：摩擦磨损、磨粒破碎和结合剂破碎；除此之外，另一种形式的磨损是结合剂磨蚀。
YiyangZhou等用陶瓷结合剂砂轮磨削蓝宝石，认为陶瓷结合剂砂轮的磨损主要是结合剂脆性断裂，而金属和树脂结合剂砂轮的磨损主要为磨耗和磨蚀。
文献［5］的作者通过用金刚石锯片切割花岗岩，指出：工具的磨损机理主要有四个：摩擦磨损、磨蚀磨损、表面疲劳和冲击。
徐西鹏等研究锯切花岗石时的金刚石节块磨损，认为金刚石在经受与花岗石的直接摩擦磨损的同时，还受到花岗石切削碎屑的冲击和腐蚀，其磨损类型可归结为：磨粒磨损、冲击磨损和流体中固体微粒引起的冲蚀。
XPXU等定量分析了作用于磨粒上的载荷和切削区的温度，认为磨粒破碎主要由冲击力引起，但温度变化也很重要，因为它会引起热疲劳损坏和热应力。
3.影响金刚石工具磨损的因素
(1)工具
金刚石品级、含量、粒度、结合剂与金刚石的匹配及工具形状等与工具本身有关的因素是影响工具磨损的重要因素。
通常金刚石含量低，功耗也低；但金刚石含量太低，宏观破碎会剧增，从而造成出刃高度不足，使功耗反而增加；金刚石含量高，则功耗增加，进而导致金刚石脱落，工具耐磨性反而下降。
若金刚石品级较高，在较低含量情况下，其完整晶型率仍较高，节块耐磨性高，功耗低，但金刚石品级应与结合剂选择相匹配。
吴健等分析了金刚石品质分散性对锯切过程的影响，指出高质量金刚石的耐磨性好，必须要求结合剂也具有很好的耐磨性，只有这样才能充分发挥高质量金刚石的作用。
而对低质量金刚石，由于其抗压和抗冲击能力都较差，即使切割较容易的矿物成分时也会发生较明显的磨损和破碎，在遇到特别难切割部分时，一般
会发生宏观破碎而失去切削能力，此时对结合剂耐磨性的要求应相对低一些，以保证金刚石有足够的出刃高度。
文献［10］同时指出，应尽量降低金刚石的品质分散性。
文献［8］通过分析陶瓷结合剂金刚石砂轮加工蓝宝石过程中的主轴变形(用变形表示磨削所需法向载荷的变化)，发现其变形成周期性变化，说明砂轮具有自锋利性，原因是陶瓷结合剂砂轮的磨损是结合剂材料的脆性断裂，从而会快速出现新的磨粒。
而金属和树脂结合剂砂轮的磨损主要为摩擦磨损和磨蚀。
YCFu等给出了砂轮磨削的优化模型，通过此模型，可根据加工要求和磨削参数来优化砂轮(包括磨粒大小、浓度、伸出率和有效磨粒的空间)，也可根据砂轮和加工要求优化磨削参数(包括磨削深度、砂轮转速和工件进给速度)。
此外还有不少学者进行了这方面的研究。
(2)加工条件
由于金刚石工具的磨损与其负载状态密切相关，因此加工条件会对磨损产生明显影响。
戴向国等分析了金刚石砂轮切割工程陶瓷时工艺参数对砂轮寿命的影响，认为当其它参数一定时，对应每一切割深度均存在一最佳砂轮速度；当切割深度和砂轮速度一定时，存在一最佳进给速度；各工艺参数对砂轮径向磨损量影响的主次顺序为：砂轮速度—切割深度—进给速度。
文献［17］指出，工具磨损与加工工艺参数及加工工艺参数间的协调有很大关系，因此必须对工艺参数进行优化。
ZJPei分析了精磨硅片时的情况，得出如下结论：当砂轮转速为4350rpm、夹盘转速为590rpm时，磨削力逐渐增大，当达到一定峰值时，又回到较低值，并继续按此循环，说明砂轮逐渐变钝，当磨削力达到一定值时磨粒破碎；当砂轮转速为2175rpm、夹盘转速为40rpm时，砂轮在磨削力较小时破碎。
所以，其磨削力基本为常数且磨损率高。
(3)被加工材料
不同的工件材料，其断裂韧性、硬度等均相差较大，所以工件材料的性质也影响金刚石工具的磨损。
文献［19］研究了用金刚石圆锯切割不同石材时刀具的磨损并指出：当切割硬的花岗石时，金刚石圆锯的磨损主要是磨粒的宏观破碎和脱落，原因是把持力不够，切削条件恶劣；当切割较软的花岗石时，完整晶形和磨粒的微观破碎占较大比例，同时磨粒脱落所占比例仍然较高，这种磨损使锯片保持切割能力。
徐西鹏认为：花岗石中不同矿物的性质及变形机理是决定金刚石失效方式的关键。
石英含量越高，金刚石磨损越剧烈；正长石的含量若明显高，则锯切过程相对较难进行；在相同的锯切条件下，粒度粗的花岗石较之粒度细的花岗石更难以发生解理断裂。
4.结语
国内外学者对金刚石工具的磨损机理及其影响因素进行了大量研究，取得了令人瞩目的成就，对于指导加工实践和进一步研究具有重要意义。
与此同时，金刚石工具加工硬脆材料的领域还有许多问题，比如研究工具失效的微观机理、建立金刚石工具寿命的理论模型等，有待于研究者们不懈努力去解决。
