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金属结合剂金刚石工具研究进展摘要：金刚石的硬度极高，被广泛用作磨料来加工硬质材料，如混凝土、硬质合金或天然石材等。
随着新型陶瓷混凝土等加工对象的不断出现和变化，要求金刚石工具要持续改进，以提高其切削效率、减少自身磨损、同时降低其制造和使用成本。
本文综述了人造金刚石颗粒的性能、不同类型金属结合剂的成分组成和基本性能、金刚石与金属结合剂的界面结合强度的措施，并对金属结合剂金刚石工具的发展作了进一步探讨。
关键词：金属结合剂；金刚石；界面结合强度引言本文将分类对前人的研究结果进行综述，归纳人造金刚石颗粒的特性，对比不同金属结合剂的成分组成和材料性能，总结金刚石／结合剂的界面行为，展望金属结合金刚石工具的发展方向。
1金刚石磨粒的特性金刚石磨粒承担去除材料的作用，不仅要能经受住高速下的冲击力，而且要具有自锐性，即当磨粒磨损钝化后，能破裂生成新的切削刃。
金刚石的品级、粒度、含量等基本性能，以及其同结合剂的匹配均影响工具的切削效果。
国际上具有代表性的金刚石制造商有元素六和ge公司，其制造的用于切割和钻探的高品级金刚石晶形规则、棱角饱满、对称度高、抗冲击强度和热稳定好。
我国的金刚石生产企业有中南钻石、黄河旋风、郑州华晶等，它们生产的金刚石品种齐全，虽然某些产品性能上与国外产品有差异，但价格上有优势。
我国已占据世界金刚石合成量的90%以上，是名副其实的生产大国，现正向质量强国迈进。
2金属结合剂特点种类金刚石磨具用结合剂主要有树脂、金属、陶瓷等3类。
金属结合剂按主要成分可以分为：钴基、铜基（常为青铜、黄铜）、铁基、钨基、镍基、铝基结合剂等。
金属结合剂通常由黏结金属、骨架材料和添加剂组成。
黏结金属应具有较低的熔融温度，使其具有液相烧结的特性，填充于骨架金属之间及骨架金属与金刚石之间，牢固地黏结骨架金属和金刚石，使工具具有较高的强度和抗冲击性。
黏结金属通常是几种金属的合金，如Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ等金属及其合金。
骨架金属以碳化物为主，如ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＴｉＣ等，也可用难熔金属Ｗ、Ｍｏ代替ＷＣ等使用，其作用是在高温烧结时保持固相状态，固定金刚石，同时提高基体韧性和耐磨性。
金属结合剂金刚石砂轮制造技术新发展摘要：提高砂轮寿命和磨削效率是金属结合剂金刚石砂轮制造研究的关键问题。
本文综述了金属结合剂对金刚石磨料把持能力增强、砂轮修整修锐能力改善两方面的进展，介绍了高温钎焊技术应用与砂轮地貌优化研究的成果，在分析现有技术缺陷的基础上，提出了以高温钎焊技术为核心结合砂轮设计思想的创新制造金属结合剂超硬磨料砂轮换代产品的思路和构想。
关键词：砂轮；金刚石；金属结合剂；钎焊；砂轮地貌；把持能力工具寿命与加工效率是金属结合剂金刚石砂轮的主要性能指标。
就影响因素而言，金属结合剂对金刚石磨料的把持能力的强弱是影响工具寿命的关键因素，金属结合剂金刚石砂轮难以修整修锐是加工效率提高的重要障碍。
本文在综述金属结合剂对金刚石磨料把持能力增强、砂轮修整修锐能力改善两方面进展的基础上，介绍了高温钎焊技术应用与砂轮地貌优化研究的成果，提出以高温钎焊技术为核心结合砂轮设计思想的创新制造金属结合剂超硬磨料工具换代产品的思路。
1结合剂对磨料把持能力增强在传统的金属结合剂金刚石烧结砂轮的制造中，主要采取两类工艺措施来实现磨料把持能力的增强。
一是直接在烧结原料中添加活性的Ti(TiH2)、Cr、稀土元素等，二是通过金刚石表面金属化，在磨料表面镀上Ti、Cr等活性金属或它们的合金镀层，通过它们在高温烧结过程中与金刚石磨料和金属结合剂的反应与扩散，达到在磨料和金属结合剂间形成化学冶金结合，提高金属结合剂对磨料的把持能力。
虽然不同的研究者采用了不同的金属结合剂配方，所测得的试验数据有所差异，但试验结论基本一致，即这些工艺措施可提高结合剂对磨料的把持强度。
在其增强机理研究中，多数研究者通过多种微观分析方法，观察到在金属结合剂中活性元素分布不均衡现象，即在金刚石周围微区活性元素富集，而随离金刚石表面距离的增大，活性元素含量急剧下降，同时X射线衍射的物相分析也探测到了活性元素形成的碳化物的存在。
据此推断这些活性元素与金刚石发生化学反应，生成碳化物，通过这些碳化物作为过渡层，改善金属结合剂对金刚石磨料的润湿，使金刚石磨料与金属结合剂形成化学冶金结合。
表面放电辅助修整金属基金刚石砂轮机理研究1贾妍，蔡兰蓉，胡德金上海交通大学机械与动力工程学院，上海（200030）E-mail：yjia@摘要：金刚石砂轮是实现超硬材料精密和超精密磨削的重要工具，然而在实现其广泛应用中存在一个难题，即金刚石砂轮修整困难的问题。
针对该问题提出了一种新的修整方法，即表面放电辅助的复合修整方法，并对其进行机理研究，说明该方法的可行性。
同时配合实验研究，通过VH-800三维数字显微镜和JSM6460SEM扫描电子显微镜观察放电后的砂轮表面，实验结果表明表面放电能够在不影响砂轮磨削性能的前提下，起到辅助修整的作用。
关键词：表面放电；修整；金刚石砂轮中图法分类号：TG 74+3金刚石砂轮以其使用寿命长、磨削效率高、加工表面质量好和尺寸稳定等优异的磨削性能广泛的应用于超硬材料的精密和超精密磨削领域中[1]，然而其修整困难的问题很早就引起了各国学者的关注，其原因可以概括为以下两个方面：其一，金刚石是已知的最坚硬的一种材料，因此它的这一特性决定了其修整难度大的固有缺陷；其二，金刚石砂轮自锐性差、容易堵塞[2]，这又使得金刚石砂轮修整技术的发展成为其能够得到广泛应用的必要条件之一。
由于上述原因，金刚石砂轮的修整技术成为超硬材料精密和超精密磨削领域中的一个瓶颈问题。
1金属基金刚石砂轮复合修整方案的提出现在普遍采用的金刚石砂轮修整方法主要有机械修整法和特种加工修整法，这两类修整方法都有其优点，也有各自的缺点。
机械法修整金刚石砂轮的过程中，有很大的机械作用力，效率低，成本高，并且工作环境相对恶劣[3]，而在磨削难加工材料时，金刚石砂轮磨损较快，需要频繁修整,因此其间存在不可调和的矛盾；将电加工、激光加工等特种加工技术引入金刚石砂轮的修整，虽然可以避免修整过程中机械作用力大的缺点，但是由于修整过程通常是在高温条件下进行的，金刚石磨粒的碳化现象也是相当严重，碳化后的金刚石磨粒的强度和硬度都会大大地降低，其优异的磨削性能将受到影响，这样的金刚石砂轮很难用于磨削超硬材料。
金属结合剂金刚石砂轮的讨论与进展1引言由金刚石或立方氮化硼（CBN）磨料制作的超硬磨料砂轮，因其优良的磨削性能，已广泛用于磨削领域的各个方面。
金刚石砂轮是磨削硬质合金、玻璃、陶瓷、宝石等高硬脆材料的特效工具。
近几年来，随着高速磨削和超精密磨削技术的快速进展，对砂轮提出了更高的要求，陶瓷和树脂结合剂的砂轮已不能充足生产的需要，金属结合剂砂轮因其结合强度高、成型性好、使用寿命长等显著特性而在生产中得到了广泛的应用。
金属结合剂金刚石砂轮按制造方式不同重要有有烧结和电镀两种类型。
为了充分发挥超硬磨料的作用，国外从20世纪90时代初开始用高温钎焊工艺开发一种新型砂轮，即单层高温钎焊超硬磨料砂轮，目前国内这种砂轮还处于研制开发阶段。
2烧结型金刚石砂轮烧结型金属结合剂砂轮多以青铜等金属作为结合剂，用高温烧结法制造，其结合强度高，成型性好，耐高温，导热性和耐磨性好，使用寿命长，可承受较大的负荷。
因砂轮在烧结过程中不可避开地存在着收缩及变形，所以在使用前必需对砂轮进行整形，但砂轮修整比较困难。
目前生产中常用的砂轮对滚整形方法不仅在修整时费时费劲，而且修整过程中金刚石颗粒的脱落较多，修整砂轮本身的消耗很大，整形精度较低。
近年来各国学者相继开展了应用特种加工方法修整金属结合剂金刚石砂轮的讨论工作，重要有电解修整法、电火花修整法和复合修整法等。
电解修整法速度快，但整形精度不高；电火花修整法整形精度高，既可整形又可修锐，但整形速度较慢；复合修整法有电解电火花复合修整法、机械化学复合修整法等，修整效果较好，但系统较多而杂，因此烧结型金刚石砂轮的修整问题依旧没有得到很好的解决。
此外，由于砂轮的制造工艺决议了其表面形貌是随机的，各磨粒的几何形状、分布及切削刃所处的高度不一致，因此磨削时只有少数较高的切削刃切到工件，限制了磨削质量和磨削效率的进一步提高。
3电镀金刚石砂轮电镀金刚石砂轮的优点：①电镀工艺简单，投资少，制造便利；②无需修整，使用便利；③单层结构决议了它可以达到很高的工作速度，目前国外已高达250～300m/s；④虽然只有单层金刚石，但仍有充足的寿命；⑤对于精度要求较高的滚轮和砂轮，电镀是唯一的制造方法。
金属结合剂金刚石砂轮的研究作者：刘树来源：《科技视界》 2012年第35期刘树（云南锡业职业技术学院云南个旧661000）【摘要】近几年来，随着高速磨削和超精密磨削技术的快速发展，对金刚石砂轮提出了更高的要求，陶瓷以及树脂结合剂的砂轮已经不能满足现代生产的需要。
而金属结合剂砂轮因其具有把持力强,结合强度高、耐磨性好、成型性能好、寿命长、能承受较大的磨削压力等特点, 在工程陶瓷、光学玻璃、硬质合金等难加工材料的磨削加工中得到了广泛应用。
本文对金属结合剂金刚石砂轮应用特点及修整方法进行了研究和探索。
【关键词】金属结合剂；金刚石砂轮；运用金属结合剂砂轮存在自锐性差、砂轮表面容易堵塞、在磨削加工中容易造成工件表面烧伤, 影响工件的表面质量等问题，且金刚石砂轮具有极高的硬度，修整非常困难，这一定程度上也限制了金刚石砂轮的应用。
为解决金属结合剂砂轮在精密磨削加工中的缺陷, 国内外学者对金属结合剂砂轮的制备、结合剂配方设计、修整方法等方面的问题进行了不断的研究和探索。
１金属结合剂金刚石砂轮的分类和特点金属结合剂砂轮主要分为三种类型：①烧结金属结合剂砂轮；②电镀金属结合剂砂轮；③单层钎焊金属结合剂砂轮。
１．１烧结金属结合剂砂轮烧结型金属结合剂砂轮通常以青铜和铸铁等金属作为结合剂, 用高温烧结的方法制造而成。
其优点是结合强度高, 成形性能好, 耐高温, 导热性和耐磨性好, 并且使用寿命长, 可承受较大的载荷。
缺点是由于烧结型金刚石砂轮的制造工艺，决定了其表面形状是随机形成的，各磨粒的几何形状、分布及切削刃所处的高度圴不一致，磨粒分布不均匀，因此在磨削时只有少数较高的切削刃的磨粒能切削到工件，限制了磨削质量和磨削效率的提高。
１．２电镀金属结合剂砂轮电镀金属结合剂金刚石砂轮通常以镍或镍合金做镀层金属，其优点是电镀工艺简单，投资少，制造和使用方便，精度高，可以达到很高的工作速度，寿命长，对于精度要求较高的砂轮，电镀是唯一的制造方法，正是由于电镀金属结合剂砂轮具有这些优势，使得电镀砂轮在高速、超高速磨削中占据着主导地位。
不同结合剂金刚石砂轮磨削氧化铝陶瓷工艺实验研究150001 哈尔滨工业大学 仇中军 张飞虎 栾殿荣150086 哈尔滨理工大学 高东宇摘要 本文利用树脂、青铜、铸铁三种结合剂金刚石砂轮,以氧化铝陶瓷为加工对象,通过研究各自的磨削比、磨削力、磨削表面粗糙度等指标,进行了三种结合剂砂轮的磨削性能比较,发现铸铁结合剂金刚石砂轮和E LI D(在线电解修整)磨削方法比较适合氧化铝陶瓷等硬脆材料的磨削(尤其是精密磨削)。
主题词 磨削 陶瓷 金刚石砂轮1 前言随着科学技术的进步,高硬度、高强度、高耐磨性、高耐热性、高耐腐蚀性和高功能性材料在各工业领域中的应用日益增多。
其中尤以陶瓷为代表的硬脆材料的应用日益广泛。
但这些材料很难或不能采用普通的加工方法进行加工。
目前,磨削仍然是陶瓷材料最有效的加工方法。
考虑到陶瓷、磨具之间的硬度、热传导率的对比关系和加工效率、加工质量等因素,最适合陶瓷材料精密磨削的仍然是金刚石砂轮。
常用的金刚石砂轮按结合剂种类分为四种,其结合剂强度和耐磨性能由低到高的顺序是:树脂,陶瓷,金属和电镀金属结合剂。
金刚石砂轮性能参数及相关的工艺参数对金刚石砂轮的磨削质量有决定性的效果。
本试验是以氧化铝陶瓷等硬脆材料为被加工材料,进行树脂、青铜、铸铁三种不同结合剂金刚石砂轮磨削性能对比试验,取得了一系列的实际数据,通过比较三种结合剂金刚石砂轮磨削过程中的磨削力、磨削比以及磨削表面质量(粗糙度R a)等性能指标,以确定硬脆材料的理想磨削方案和磨削工艺参数。
2 实验仪器及设备机床:M M7120A精密平面磨床;砂轮:树脂W10、W40、120#;铸铁W10、W40、120#;青铜W10、W40、120#在线电解修整条件:H DM D-Ⅱ型直流脉冲电源,自制新型E LI D磨削液,弧型修整电极,电极间隙为0.5mm;测量仪器:螺旋测微仪,KIST LER测力仪,磁带记录仪,记忆示波器等;机床参数:砂轮转速1500r/min,工作台纵向进给速度1.31m/min,横向进给速度0.67m/min;3 试验过程及结果分析3.1 不同结合剂金刚石砂轮磨削氧化铝陶瓷时磨削比的比较由于磨削加工的复杂性,要求全面评价材料的可磨削性是困难的,因而目前常采用磨削比G(G rindabili2 ty index)作为大致的判定标准。
大学本科毕业论文(设计)开题报告学院：机电及自动化学院专业班级：机械工程及自动化2008级机械工程及自动化2班课题名称钎焊金刚石砂轮磨削人造石的实验研究一、本课题的的研究目的和意义：微晶玻璃又叫做玻璃陶瓷，建筑用的微晶玻璃往往也被叫做微晶石或者尖晶石，微晶玻璃是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量晶体相及玻璃相的多晶固体材料。
微晶玻璃有结晶相和玻璃相组成，其结晶相是多晶结构，晶粒细小，比一般固体材料的晶粒粒度要小的多，分布是空间取向。
在晶体之间分布着残余的玻璃相，这种玻璃相是很稳定的，一般条件下不再析晶，是它把数量巨大、晶粒微细的结晶结构合起来。
当玻璃相比例大时，玻璃相是一个连续的基体，其间镶嵌着晶体，结晶彼此之间孤立着，但却是均匀地分布在基体之中。
当玻璃相减少时，玻璃相分散在晶体形成的网架之间，结晶体象许多个结点呈连续的网络状。
当玻璃相更低时，玻璃相存在于晶体与晶体的缝隙之间，是晶粒与晶粒之间的薄膜式的填充物或网络物。
微晶玻璃的种类很多，分类方法也各有不同。
可以按照晶化原理分类、基础玻璃组分、原料、外观、性能等依据进行分类。
因为组成在很大程度上决定结构与性能，所以通常按照化学组成微晶玻璃可主要分为四类：硅酸盐微晶玻璃，铝硅酸盐微晶玻璃，氟硅酸盐微晶玻璃，磷酸盐微晶玻璃。
微晶玻璃的综合性能主要决定三大因素：原始组成的成份、微晶体的尺寸和数量、剩余玻璃相的性质和数量。
主要集中在使用金属结合剂的金刚石砂轮进行elid磨削，调整磨料颗粒的粒径，工件进给速度，主轴转速，切深的数值大小，从而得到塑性磨削的表面。
哈尔滨工业大学的陈明君，张飞虎，董申等用elid法磨削的研究表明，金刚石砂轮的磨粒平均粒径是影响磨削表面粗糙度的一个很重要的因素，采用他们所做的实验中设备和工艺参数，采用平均磨粒尺寸小于20微米的金刚石砂轮进行磨削，可使微晶玻璃在塑性模式下进行磨削加工，从而消除表面的裂纹缺陷[2].北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院的刘春红，李成贵，张庆荣，贾世奎，通过对微晶玻璃、陶瓷、金属3试件进行超精密加工，使试件表面粗糙度值达到纳米级，采用非破坏性的x射线衍射方法对不同试件的残余应力进行了测试研究。
金属结合剂砂轮存在自锐性差、砂轮表面容易堵塞、在磨削加工中容易造成工件表面烧伤,影响工件的表面质量等问题,且金刚石砂轮具有极高的硬度,修整非常困难,这一定程度上也限制了金刚石砂轮的应用。
为解决金属结合剂砂轮在精密磨削加工中的缺陷,国内外学者对金属结合剂砂轮的制备、结合剂配方设计、修整方法等方面的问题进行了不断的研究和探索。
1金属结合剂金刚石砂轮的分类和特点金属结合剂砂轮主要分为三种类型:①烧结金属结合剂砂轮;②电镀金属结合剂砂轮;③单层钎焊金属结合剂砂轮。
1.1烧结金属结合剂砂轮烧结型金属结合剂砂轮通常以青铜和铸铁等金属作为结合剂,用高温烧结的方法制造而成。
其优点是结合强度高,成形性能好,耐高温,导热性和耐磨性好,并且使用寿命长,可承受较大的载荷。
缺点是由于烧结型金刚石砂轮的制造工艺,决定了其表面形状是随机形成的,各磨粒的几何形状、分布及切削刃所处的高度圴不一致,磨粒分布不均匀,因此在磨削时只有少数较高的切削刃的磨粒能切削到工件,限制了磨削质量和磨削效率的提高。
1.2电镀金属结合剂砂轮电镀金属结合剂金刚石砂轮通常以镍或镍合金做镀层金属,其优点是电镀工艺简单,投资少,制造和使用方便,精度高,可以达到很高的工作速度,寿命长,对于精度要求较高的砂轮,电镀是唯一的制造方法,正是由于电镀金属结合剂砂轮具有这些优势,使得电镀砂轮在高速、超高速磨削中占据着主导地位。
但是电镀金属结合剂金刚石砂轮在使用过程中也存在不少缺点,磨料其实仅仅实际上只是镶嵌在镀层金属里中,因而把持力小,金刚石颗粒在高速磨削过程中容易出现易脱落现象,从导致导致过程整体失效,解决方法为如果要增加把持力就必须增加镀层厚度,以此来加大把持力,使得增加镀层厚度的结果是磨粒裸露高度和容屑空间减小,使砂轮易出现容易发生堵塞,散热差散热效果差,这样工件的表面容易烧伤,电镀金刚石砂轮的这些弊端的不完善大程度也大大限制它在高效磨削中的应用。
1.3单层钎焊金属结合剂砂轮利用活性钎料和镍基钎料的真空炉中钎焊方法,实现了金刚石、结合剂、金属基体三者之间的化学冶金结合,克服电镀金属结合剂砂轮结合强度差、磨粒易脱落等缺点,增大金属结合剂对磨粒的把持能力,提高砂轮的结合强度,提高了金刚石磨具的强度、性能和寿命,单层高温钎焊超硬磨料砂轮的磨削力、功率损耗、磨削温度更低,意味着可达到更高的工作速度,缺点:工艺复杂,成本高,是一种处于研发中的新型金属结合剂砂轮。
一、前言随着先进陶瓷、光学玻璃、半导体及人工晶体等高性能硬脆材料在航空、航天、汽车、电子、光学及仪器仪表中的应用，其高效、精密加工技术已成为当今的研究热点之一。
金刚石砂轮具有磨削效率高，加工质量好，加工精度高。
砂轮寿命长等特点，成为硬脆材料加工工具之首选。
砂轮的磨削性能在很大程度上取决于砂轮的表面特性，金属基金刚石砂轮具有结合强度高、耐磨性好、寿命长、能承受大负荷磨削的特点，所以在高性能硬脆材料的成形磨削和精密、超精密磨削中应用更广泛。
但是金属基金刚石砂轮的自锐性差、容易堵塞、在磨削加工中易产生由砂轮偏心引起的激振力，因而影响磨削过程的稳定性和磨削表面质量，从而限制了其在高性能硬脆材料的精密加工中的正常使用，为此，必须进行经常修整。
然而金属基金刚石砂轮存在修整时间长、修整难度大、修整效率低等特点。
因此，金属基金刚石砂轮的高效、高质量修整技术成为实现硬脆材料精密和超精密磨削、高速高效磨削、成形磨削、磨削自动化的关键技术。
二、金属基金刚石砂轮修整技术现状金刚石砂轮的修整技术是修整技术的新领域，也一直是磨削界的研究方向，然而传统的磨料研磨法、普通砂轮磨削法和磨削软钢法存在着修整效率低、修整次数频繁操作环境恶劣等缺点，各国学者竞相开发金属基金刚石砂轮的修整新技术，主要研究工作如下。
１．电火花修整法如图１所示，电火花修整过程中，砂轮高速旋转，金刚石砂轮接脉冲电源的正极，工具电极接脉冲电源的负极，以磨削乳化液为工作液，且工作液由磨床的冷却液喷嘴直接注入到金刚石砂轮和工具电极之间，然后利用金刚石砂轮和工具电极之间产生脉冲火花放电的电腐蚀现象来蚀除金属结合剂，使金刚石磨粒有效地暴露出来，从而达到整形和修锐的目的。
金属基金刚石砂轮修整技术的研究进展天津大学 （３０００７２） 邹 峰 于爱兵 王长昌摘要 本文介绍了电火花修整、杯形修整、软弹性修整、激光修整及在线电解修整等金属基金刚石砂轮的修整技术和近年来国内外的研究进展。
金属结合剂金刚石砂轮的研究及进展2007-9-241引言由金刚石或立方氮化硼(CBN)磨料制作的超硬磨料砂轮，因其优良的磨削性能，已广泛用于磨削领域的各个方面。
金刚石砂轮是磨削硬质合金、玻璃、陶瓷、宝石等高硬脆材料的特效工具。
近几年来，随着高速磨削和超精密磨削技术的迅速发展，对砂轮提出了更高的要求，陶瓷和树脂结合剂的砂轮已不能满足生产的需要，金属结合剂砂轮因其结合强度高、成型性好、使用寿命长等显著特性而在生产中得到了广泛的应用。
金属结合剂金刚石砂轮按制造方式不同主要有有烧结和电镀两种类型。
为了充分发挥超硬磨料的作用，国外从20世纪90年代初开始用高温钎焊工艺开发一种新型砂轮，即单层高温钎焊超硬磨料砂轮，目前国内这种砂轮还处于研制开发阶段。
2烧结型金刚石砂轮烧结型金属结合剂砂轮多以青铜等金属作为结合剂，用高温烧结法制造，其结合强度高，成型性好，耐高温，导热性和耐磨性好，使用寿命长，可承受较大的负荷。
因砂轮在烧结过程中不可避免地存在着收缩及变形，所以在使用前必须对砂轮进行整形，但砂轮修整比较困难。
目前生产中常用的砂轮对滚整形方法不仅在修整时费时费力，而且修整过程中金刚石颗粒的脱落较多，修整砂轮本身的消耗很大，整形精度较低。
近年来各国学者相继开展了应用特种加工方法修整金属结合剂金刚石砂轮的研究工作，主要有电解修整法、电火花修整法和复合修整法等。
电解修整法速度快，但整形精度不高；电火花修整法整形精度高，既可整形又可修锐，但整形速度较慢；复合修整法有电解电火花复合修整法、机械化学复合修整法等，修整效果较好，但系统较复杂，因此烧结型金刚石砂轮的修整问题仍然没有得到很好的解决。
此外，由于砂轮的制造工艺决定了其表面形貌是随机的，各磨粒的几何形状、分布及切削刃所处的高度不一致，因此磨削时只有少数较高的切削刃切到工件，限制了磨削质量和磨削效率的进一步提高。
3电镀金刚石砂轮电镀金刚石砂轮的优点：①电镀工艺简单，投资少，制造方便；②无需修整，使用方便；③单层结构决定了它可以达到很高的工作速度，目前国外已高达250～300m/s；④虽然只有单层金刚石，但仍有足够的寿命；⑤对于精度要求较高的滚轮和砂轮，电镀是唯一的制造方法。
正是由于这些优势，电镀砂轮在高速、超高速磨削中占据着无可争议的主导地位。
电镀金刚石砂轮存在的缺陷：在镀层金属与基体及磨料的结合面上并不存在牢固的化学冶金结合，磨料实际上只是被机械包埋镶嵌在镀层金属中，因而把持力小，金刚石颗粒在负荷较重的高效磨削中易脱落(或镀层成片剥落)而导致整体失效；为增加把持力就必须增加镀层厚度，其结果是磨粒裸露高度和容屑空间减小，砂轮容易发生堵塞，散热效果差，工件表面容易发生烧伤。
目前国内的电镀砂轮制造尚未实现按加工条件的要求而优化设计出砂轮的最佳地貌，单层电镀金刚石砂轮的这些固有弊端必然会大大限制它在高效磨削中的应用。
4单层钎焊金刚石砂轮为了充分发挥金刚石的作用，要设法增大结合剂对金刚石的把持力，提高砂轮的结合强度。
单层高温钎焊超硬磨料砂轮能克服电镀砂轮的缺点，可以实现金刚石、结合剂、金属基体三者之间的化学冶金结合，具有较高的结合强度，仅需将结合层厚度维持在磨粒高度的20%～30%就能在大负荷高速高效磨削中牢固地把持住磨粒，使钎焊砂轮的磨粒裸露高度可达70%～80%，因而增大了容屑空间，砂轮不易堵塞，磨料的利用更加充分。
在与电镀砂轮相同的加工条件下，单层高温钎焊超硬磨料砂轮的磨削力、功率损耗、磨削温度更低，意味着可达到更高的工作速度，这在300～500m/s以上的超高速磨削中有着特殊的意义。
单层高温钎焊无镀膜金刚石砂轮加Cr银基钎料单层钎焊砂轮利用高频感应钎焊方法，用添加有Cr的Ag-Cu合金作为钎料，在780℃的空气中钎焊35s，自然冷却，可实现金刚石与钢基体间的牢固连接。
经X射线能谱及X射线衍射分析发现，Cr与金刚石之间形成Cr3C2，与钢基体之间形成(FexCry)C，经与不加Cr钎料的对比实验证明，这是实现合金层与金刚石及钢基体间都具有较高结合强度的主要因素，并通过磨削实验证实了金刚石确有较高的把持强度。
该工艺的优点是钎焊温度低，对金刚石的损伤小。
缺点是银基钎料的熔点较低，耐磨削高温性能较差，在高效重负荷磨削中的应用受到限制。
Ni-Cr合金单层钎焊砂轮国外金刚石的钎焊工艺是：首先用氧乙炔焊炬在钢基体上火焰喷涂上一层Ni-Cr合金层，这层活性金属可作为钎料直接钎焊金刚石磨粒，然后在1080℃的氩气中感应钎焊30s。
在火焰喷涂合金层的过程中，由于钢基体表面易氧化，钎焊后结合剂层厚度的一致性和磨料排布的均匀性尚难于有效控制。
武志斌等将金刚石磨粒直接排布在Ni-Cr合金片或粉末上，用陶瓷块压住金刚石磨粒，然后在真空高频感应机上钎焊30s，钎焊温度为1080℃；或者在氩气保护辐射加热炉内进行钎焊，适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度。
利用扫描电镜X射线能谱及X射线衍射结构分析发现，在钎焊过程中，Ni-Cr合金中的Cr元素分离出来在金刚石表面形成富Cr层，并与金刚石表面的-元素反应生成Cr3C2和Cr7C3，合金层在与金刚石良好浸润的同时与钢基体反应生成(FexCry)C的碳化物，因此这种钎焊工艺可以确保合金层与金刚石及钢基体之间都能获得较高的结合强度。
通过重负荷磨削实验证明了金刚石为正常磨损，没有整颗金刚石脱落。
这种工艺的优点是：Ni-Cr合金本身的强度高，钎焊后可获得比银基合金钎焊更高的结合强度；Ni-Cr合金熔点高，耐磨削高温性能好。
但它仍有一定的局限性，因钎焊温度高(1080℃)，易造成金刚石热损伤而降低金刚石的强度，采用真空条件或氩气保护进行钎焊可尽量减小金刚石的热损伤和氧化。
马楚凡等选用NiCr13P9合金为活性钎料，同时加入少量Cr粉，在真空炉内加压加热到950℃进行钎焊，研制了牙科专用的单层高温钎焊金刚石砂轮。
利用扫描电镜观察显示在金刚石的周围有银白色的合金包绕，X射线衍射分析证实有Cr3C2生成，正是这个碳化物层实现了金刚石与钢基体间较高的结合强度。
磨削实验也证实金刚石确有高的把持强度，单层高温钎焊金刚石砂轮的寿命及磨削效率较电镀砂轮有了明显的提高。
单层高温钎焊镀膜金刚石砂轮由于金刚石的热稳定性差，800℃时就会发生石墨化转变，所以较高的钎焊温度势必会造成金刚石的热损伤而使金刚石强度下降；同时结合剂中的有害元素会使金刚石腐蚀和石墨化，因此可在金刚石表面先镀上一层活性金属及其合金后再进行钎焊。
超硬磨料的镀覆技术主要有化学气相沉积、离子镀、热蒸镀、真空微蒸发镀等。
化学气相沉积Cr、真空微蒸发镀Ti等可有效改善金刚石的表面性能。
在钎焊过程中，凭借镀层的中介作用，除了更易实现金刚石与结合剂间的强力冶金化学结合外，由于镀层对热空气中氧的阻隔作用而使金刚石表面的碳原子与氧的反应速度大大降低，同时镀层中的强碳化物形成元素与金刚石表面的碳原子反应生成碳化物，封闭了金刚石表面的悬键，增大了氧化反应的阻力，从而抑制了结合剂中的Fe、Co、Ni等元素对金刚石的腐蚀和金刚石本身的石墨化过程，使钎焊后的磨料仍能保持原来的强度和晶型。
钎焊时首先在钢基体上预镀覆一层Ni-P合金(熔点为880℃)，然后将镀膜金刚石排布在合金层上，在1050℃的氩气中钎焊5min，再冷却至室温。
磨削试验表明，由于镀膜金刚石与结合剂良好的浸润性，有效地避免了磨粒的脱落，大大改善了砂轮的磨削性能，实现了砂轮寿命和加工效率的大幅度提高。
但应指出，由于镀膜金刚石与结合剂间存在着适应性问题，因此只有合适的结合剂和工艺才能使镀膜金刚石达到最佳的物理力学性能。
单层高温钎焊砂轮存在的问题及应对措施国内外对单层高温钎焊砂轮的研究虽已取得了较好的实验结果，但其制造工艺还有待于进一步完善。
目前存在问题主要表现为：一是采用何种钎料和钎焊工艺才能使金刚石结合界面上产生具有较高结合强度的化学冶金结合；二是结合剂层适宜的厚度与均匀性的控制；三是磨料合理有序的排布。
对于提高金刚石与钎料结合强度来说，其关键是钎焊过程中金刚石、钎料、金属基体三者间能够产生化学冶金结合，因此合金钎料中应含有强碳化物形成元素，(如Ti、Cr、V等)，并争取在较低的温度下进行钎焊，尽量减小对金刚石的损伤。
研制合理的钎料合金配方是开发单层钎焊砂轮应首先解决的问题。
在工业化生产钎焊砂轮过程中，严格控制结合剂层的厚度及均匀性十分必要。
钎焊前应对金属基体表面进行去氧化膜处理，对金刚石和钎料应去油去污。
钎料中含有强碳化物形成元素并添加适量的B和Si可降低钎料熔点，提高钎料的流动性和浸润性；采用粉状钎料，在真空条件(或惰性气体保护)下进行钎焊。
钎焊前磨料的有序排布和钎料布料厚度的一致性对提高钎焊后结合剂层厚度的均匀性亦十分重要。
砂轮工作面上磨料的合理有序排布一直是磨具行业致力追求的目标，并有望在单层超硬磨料砂轮上实现。
在开发钎焊砂轮的过程中，首先按照加工条件的要求，优化设计出砂轮的最佳地貌，然后根据优化结果排布磨料就有可能使开发出的钎焊砂轮的磨削性能达到更高水平。
在模板上加工出孔径与金刚石磨粒直径相当、深度为金刚石高度70%的有规律排布的孔，按孔排布好金刚石，合金钎料熔化后的厚度约为金刚石高度的30%。
这种利用孔模板来实现的钎焊工艺不仅可以保证磨粒的有序排布(等高性好)，而且还可保证金刚石有70%的出露高度。
但其在工业生产中的推广应用尚需进一步研究。
借鉴激光快速成型技术的SLS法，激光束在计算机控制下对预先随机排布在砂轮表面结合剂层上的磨粒按照给定的形貌要求进行扫描，有效控制激光强度、脉冲周期和光斑直径，保证一定的焊接温度和时间，这样被激光扫描到的磨粒就会按照形貌要求有序地钎焊到砂轮基体上，在去掉未被激光扫描到的磨粒后就得到了磨粒有序排布的单层钎焊砂轮。
借鉴熔融堆积FDM法或三维打印3DP法，采用喷头在计算机控制下将磨粒和粘接剂的混合物按照砂轮形貌要求喷洒在基底上，或采用静电植砂法将磨料吸附在已涂胶的基底上，烘干后将钎料粉均匀布置于磨粒间再进行钎焊。
采用静电植砂法，由于静电作用使磨粒尖端朝上，因此切削性能强，等高性好。
虽然单层高温钎焊超硬磨料砂轮目前在制造工艺上还不完善，国内外许多学者正在积极进行研究，但其卓越的磨削性能已引起国内外磨削界工程技术人员的高度重视，今后逐步替代传统砂轮将是无法抗拒的必然趋势。
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