近年來，隨著金剛石砂輪和立方氮化硼砂輪的廣泛應用，金剛石、氮化硼等超硬數據的應用規模不斷擴大，市場競爭日趨激烈。國內外許多公司和廠家都致力于這方面的討論。到目前為止，許多公司已經開發了研磨和加工超硬數據的專用設備，它們都具有以下基本功能：

(1)穩定性和剛性好；

(2)無大振蕩，防止切削刃破碎；

(3)主軸動力較好；

(4)可調節磨削力；

(5)具有特殊功能的金剛石砂輪；

(6)有足夠的冷卻劑供應；

一些設備還配備主軸變速、砂輪主動修整、東西顯微鏡、刀尖半徑主動加工設備等。磨削加工本質上是砂輪表面隨機散布的許多磨粒的切削過程。由于金剛石、立方氮化硼等超硬數據具有很高的硬度和耐磨性，其磨削加工機制與普通金屬數據的磨削有很大不同。對超硬數據磨削加工過程中金剛石砂輪的損耗機理進行系統的研究，對金剛石砂輪的合理選擇和應用具有指導意義。

一、顯微分析金剛石砂輪損耗

在顯微鏡下調查各種磨削條件下使用的金剛石砂輪，可詳細分析其損耗情況，結果如下：

在磨削力和磨削速度較低的情況下，金剛石砂輪使用后，其外觀散布著許多邊緣清晰、反光金剛石磨料磨削小平面。

這是由于金剛石磨粒與超硬數據的機械沖突造成的機械磨損。這種磨損是逐漸進行的，磨損量與磨削行程長度成正比。

在磨削區域溫度較高的磨削條件下，金剛石砂輪上的金剛石磨粒被氧化和石墨化。根據金剛石的性質，氧化和石墨化的程度取決于金剛石磨料的晶體完好性，石墨化的程度也與晶體的方向有關。金剛石磨料具有良好的晶體完好性，其氧化、石墨化損失程度較低。

金剛石砂輪表面的一些金剛石磨粒開裂破碎，導致整個顆粒脫落。圖4中金剛石磨粒發作解理損壞。由于晶體解理是由晶體結構元素7的化學鍵類型、強度和散布引起的平面斷裂，因此常沿化學鍵強度結束的方向面發作。磨粒散布的隨機性，決定其發作解理損傷是不可防止的。

金剛石磨粒開裂破碎，破碎斷口不規則。在磨削過程中，磨粒瞬間升至高溫，在磨削液的作用下急冷反復，在磨粒表面形成很大的熱應力，使磨粒表面開裂破碎。熱應力破碎磨損與金剛石磨粒的缺點分布和氧化密切相關。因此，首先，一些熱應力會聚集在磨粒晶體表面的缺點上，誘發多個裂紋的發生和擴大。在磨削力的作用下，一些強度較弱的破碎。磨粒的破碎和脫落是磨削力和磨削熱的結果。

當效果在磨粒上的機械力超過砂輪結合劑的結合力時，磨粒的整個顆粒就會脫落。試驗結果表明，當結合力較小(如使用樹脂結合劑)時，磨粒簡單地脫落。

二、合理選擇金剛石磨粒及結合劑

①選擇磨料粒度

金剛石砂輪磨料粒度的選擇直接影響超硬數據的磨削外觀質量和加工功率。在滿足加工質量要求的前提下，盡量選擇粗粒，提高加工功率。粗磨時，可選粒度為120-150#的磨料，精磨時可選用粒度為180-240#的磨料，超精磨時可選用粒度為W40-W7的微磨料。

②選擇磨料濃度

金剛石砂輪中磨料的濃度對超硬數據的磨削效果有一定的影響。如果濃度過高或過低，磨料會過早脫落，增加砂輪的損耗成本。試驗結果表明，粗磨時過程中，可以選擇較高的濃度，以增加單位面積中有用的磨粒數量，提高加工功率+精磨時應選擇較低的濃度。一般情況下，粗磨時磨料濃度可選擇100-150%，精磨時磨料濃度可選擇75-100%左右。

③選擇結合劑

導熱性突出的金屬結合劑(主要是青銅砂輪)對磨粒結合力大，適用于晶形比較好的金剛石磨料，磨削比較高。樹脂結合劑對磨粒結合力弱，適用于脆性大、強度低的金剛石磨料。陶瓷結合劑的功能介于兩者之間。鑄鐵短纖維結合劑對磨粒的結合力高達50-100kg/mm2，抗拉強度高達15-30kg/mm2，遠優于一般金屬結合劑。金剛石砂輪磨削工程陶瓷時，磨削比約為樹脂結合劑砂輪的4-5倍，適用于制造晶狀金剛石磨粒砂輪。

在磨削力和磨削速度較低的情況下，金剛石磨粒主要發生機械沖突磨損。金剛石磨粒在磨削區溫度較高的情況下發生氧化和石墨化。磨粒的解理和破碎是磨削力和磨削熱的結果。當效果在磨粒上的機械力超過砂輪結合劑的結合力時，磨粒的整顆粒就會脫落。