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金刚石工具作为一种重要的加工工具,广泛应用于陶瓷砖抛光生产线上。作为陶瓷砖一个种类的玻化砖是一种复合多晶材料,成分复杂,具有高硬度、薄脆和耐热冲击性差等特点。用于消除玻化砖缺陷的金刚石工具的性能主要取决于其结块胎体材料的成分及其微观结构,而提高胎体性能的骨架材料碳化钨(WC)是胎体材料的重要组成部分。本文设计了一种用于实验的金刚石工具及其活动结块,从结块胎体材料中骨架材料WC的含量、粒度及添加纳米WC方面,对金刚石工具的磨削性能、磨损机理,胎体的微观结构、力学性能进行了研究。采用扫描电镜和金相显微镜对添加不同粒度WC、不同含量WC和纳米WC的纯胎体和含金刚石胎体进行了微观组织分析,研究了胎体成分组成、金刚石与胎体的结合界面及各添加元素在胎体中的分布。研究表明:胎体中的主要成分大部分熔化形成合金,而WC没有形成液相,弥散分布在胎体中;金刚石附近有较多的WC和Fe,以及少量的碳化物形成元素Cr、Ti和Co;加入粒度为40μmWC的胎体、WC(40μm)含量为3.0%的胎体及纳米WC含量为0.75%的胎体组织在同组实验中相对较为均匀,胎体与金刚石的粘结性能较好,而添加纳米WC的胎体组织比不添加纳米WC的胎体组织均匀化程度高,气孔率低,晶粒细化,改善了胎体与金刚石的润湿。研究了不同配比胎体的机械性能和金刚石工具的磨削性能。结果表明:不同粒度WC、不同含量WC(40μm)对纯胎体和含金刚石胎体的抗弯强度和硬度影响不大,且含金刚石胎体的抗弯强度均小于同配比相应纯胎体的抗弯强度;添加WC的粒度为40μm、含量为3.0%时,相应的粘结系数小,金刚石工具的寿命长、加工效率高;添加纳米WC纯胎体和含金刚石胎体抗弯强度得到显著提高。纳米WC加入0.75%时,粘结系数最小,胎体对金刚石把持力最好,同时金刚石工具的寿命、效率和磨削性能较好。研究了金刚石滚筒上同螺旋线上不同位置金刚石结块的磨损、磨削后玻化砖表面质量。实验结果表明:金刚石滚筒同条螺旋线上不同位置金刚石结块的磨损差别不大,磨损总体上一致;不同粒度WC、不同含量WC及纳米WC的添加对金刚石滚筒磨削后的玻化砖表面质量影响不大,且金刚石工具结块磨损形貌相似;对磨削玻化砖后的金刚石结块进行表面形貌观察,分析了金刚石结块的磨损及金刚石颗粒磨损破坏形态。