用金刚石磨料加工铸铁材料的可行性分析

     金刚石也就是我们俗称的钻石，是一种由碳单质组成的稀有且昂贵的矿物，也是世界上现存最坚硬的物质。随着人造金刚石的问世，使这种材料加入到了生产加工工具的行列之中，成为一种重要的工业磨料。目前，在陶瓷、天然石材、硬质合金等材料加工领域，以及地质探矿、工程水利勘察、石油勘探等工程施工领域，金刚石工具都发挥了非常重要的作用。但是铁金属加工中，金刚石却没有成为优先考虑的对象。下面我们来分析一下造成这一现象的原因，以及有没有改善的余地。

    金刚石为什么不适用于铁金属加工

    在业界形成了一种共识，那就是在加工铁金属时，尽量不适用金刚石磨料。这一共识的形成是有原因的，这是由于铁钴镍铜锌这族金属元素在熔融状态下会成为碳的溶剂。而金刚石的化学组成就是碳原子，因此在加工这类金属时会受到损耗，从而导致磨具失去了切削刃而无法继续加工。金刚石切削刃密布在磨具的工作面上，切刃数量多、出刃低，在磨削强度高、韧性大、塑性大的金属材料时，很容易因堵塞而无法继续使用。

    由于这些原因，制造企业在大加工量的切断、修整等工序中，一般仍以树脂薄片砂轮为主要磨削工具。这种工具加工效率普遍不是很理想，加工质量也是差强人意，还存在安全性低等缺点。在面对耐磨铸铁、铸件白口层的切断修磨等作业时，这类工具更是发挥不了多大的作用。

    铸铁与普通铁金属材料的结构区别

    实际上，金刚石磨料虽然不适合加工部分铁金属，但是加工铸铁材料却再合适不过，对普通磨料难以加工的耐磨铸铁等都能够达到理想的加工效果。这是什么原因造成的呢？

    经过分析，铸铁虽然也属于铁金属材料的范畴，但其结构特点具有独到之处。铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，其含碳量是钢的2倍以上。除了白口铸铁之外，其余铸铁中的碳原子主要以游离石墨的形式存在。相当于是在普通钢材料的基体上又嵌入了各种大孝各种形状的石墨。这种结构是铸铁材料独有的特性，也正是因为这种特性，给用金刚石磨料加工这种材料创造了可能。让我们来看看具体的原理。

    金刚石可以加工铸铁的深层原理分析

    第一个原因，由于铸铁的高含碳量的基体组织、游离的石墨这些特点已经造成了金属对碳的溶解度基本达到饱和，这就减弱了铁金属与金刚石切削刃之间的亲合性，对金刚石在熔融状态的铁金属中溶解制造了阻力，保护切削刃不受到侵蚀。这就解决了金刚石磨料荣誉铁金属的问题。

    第二个原因，铸铁中游离态的石墨改变了材料的加工性。石墨是一种软质非金属材料，它的存在割裂了铁基体组织的连续性，缩小了铸铁承受载荷的有效截面积，并在石墨与铁组织的连接处微观上导致应力集中，这些都降低了铸铁的强度、韧性和塑性指标，使之更加适合金刚石切削刃的加工。磨削产生的切屑更易断，并且在石墨的良好润滑作用之下，很容易脱离切削刃表面。这就解决了切屑难以排出，易造成堵塞的问题。

    由于以上原因，可以得出结论，金刚石磨料虽然不适合加工一般铁金属，但是对于铸铁材料是非常适合的，能够达到理想的加工效果。