金剛石拋光劑是金相行業(yè)中最常見(jiàn)使用最為廣泛的一種拋光劑，其常被用來(lái)對(duì)金屬、陶瓷、礦物等進(jìn)行粗中拋光。金相從業(yè)者幾乎無(wú)有不知金剛石拋光劑的，那么你又對(duì)它了解幾何，又是否掌握了其正確的使用方法呢？下面就讓我們一起來(lái)深入了解一下金剛石拋光劑。

01金剛石

首先，讓我們來(lái)了解一下金剛石拋光劑的主角-金剛石到底是什么玩意兒。

金剛石拋光劑所用的金剛石微粉多為人造金剛石，其由C原子構(gòu)成，其中的C原子都以共價(jià)鍵結(jié)合，原子排列的基本規(guī)律是每一個(gè)C原子的周圍都有4個(gè)按照正四面體分布的C原子。這些C原子交錯(cuò)整齊地排列成四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)C原子都與其他4個(gè)C原子直接緊密連接，形成牢固的結(jié)晶體，因而特別堅(jiān)硬（自然界中最硬物質(zhì)）。其硬度可達(dá)莫氏硬度10級(jí)，顯微硬度比剛玉（即Al2O3）高150倍，具有極高的耐磨性，超過(guò)剛玉90倍。因此金剛石拋光劑可以用來(lái)拋光非常堅(jiān)硬的材料如硬質(zhì)合金、陶瓷等，這是氧化鋁等拋光劑所不能及的。

同時(shí)，金剛石的結(jié)晶形態(tài)豐富，常見(jiàn)有八面體、菱形十二面體、立方體、四面體和六角化八面體等。這些尖銳的棱角，使金剛石具有很強(qiáng)的切削能力，使其拋光效率高，對(duì)軟硬材料都有良好的切削作用。如果在合金中存在硬、軟相差懸殊的相，用金剛石微粉拋光可以得到良好的效果。

金剛石的形態(tài)可分為單晶體和聚晶體。單晶金剛石是由具有飽和性和方向性的共價(jià)鍵結(jié)合起來(lái)的晶體，因此它具有極高的硬度和耐磨性。多晶金剛石（微粉）是利用獨(dú)特的定向爆破法由石墨制得，高爆速炸藥定向爆破的沖擊波使金屬飛片加速飛行，撞擊石墨片從而導(dǎo)致石墨轉(zhuǎn)化為聚晶金剛石。其結(jié)構(gòu)與天然的金剛石極為相似，通過(guò)不飽和鍵結(jié)合而成，具有很好的韌性。多晶金剛石的結(jié)構(gòu)與天然的黑金剛石極為相似，由球形的微晶聚集而成，微晶尺寸僅有3-10nm。因此，與單晶金剛石相比，其具有自銳性。多晶金剛石具有更高的去除率和韌性，更不容易在表面產(chǎn)生劃傷。更適合用來(lái)研磨表面由不同硬度材料構(gòu)成的工件。

此外在拋光過(guò)程中，金剛石拋光劑基本上純粹產(chǎn)生磨削作用，滾壓作用極少，所以表面變形層及拜爾培層（表面金屬流動(dòng)產(chǎn)生的非晶層）幾乎不會(huì)產(chǎn)生或影響層甚薄。

01金剛石拋光劑


金剛石拋光劑多以金剛石拋光懸浮液、金剛石拋光膏和金剛石噴霧劑供貨。其常用粒度有15μm、9μm、6μm、3μm和1μm，使用時(shí)可遵循下道拋光顆粒尺寸為上道拋光顆粒的1/3規(guī)則。其中15μm（相當(dāng)于P1200砂紙）一般用來(lái)代替較細(xì)砂紙的研磨。一般金屬材料在研磨至P1200砂紙后可直接用3μm金剛石進(jìn)行拋光。
金剛石拋光劑多與硬的機(jī)織布或短絨的拋光布配合使用。

1）金剛石拋光懸浮液

金剛石拋光懸浮液在金相行業(yè)中多以單晶和多晶的形式提供。其由高質(zhì)量金剛石微粉、復(fù)合分散劑和分散介質(zhì)組成，配方多樣化，可應(yīng)對(duì)不同的研拋過(guò)程和工件，適用性強(qiáng)。產(chǎn)品分散性好、粒度均勻、質(zhì)量穩(wěn)定，廣泛用于硬質(zhì)材料的研磨和拋光。

單晶金剛石拋光液具有良好的切削力，其成本相對(duì)較低，被廣泛應(yīng)用于超硬材料的拋光，如多數(shù)較硬有色金屬、黑色金屬、硬質(zhì)合金、陶瓷和礦物等。多晶金剛石拋光液是利用多晶金剛石的特性，在研磨拋光過(guò)程中保持高切削效率的同時(shí)不易對(duì)工件產(chǎn)生劃傷，當(dāng)需要高效制備更完美更精細(xì)化的金相試樣時(shí)，多晶金剛石拋光液是不可多得的選擇。除了單晶金剛石拋光液適用的材料以外，其還可以用于蘭寶石襯底、光學(xué)晶體、硬質(zhì)玻璃和晶體、超硬陶瓷和合金、磁頭、硬盤(pán)、芯片等領(lǐng)域的研磨和拋光。

在使用時(shí)，可通過(guò)噴霧頭或鶴嘴瓶將適量金剛石拋光液均勻噴灑在拋光布上，切勿用量太多。有些人盲目地認(rèn)為噴灑的拋光液越多則拋光越快，這是一種長(zhǎng)久以來(lái)的誤解。實(shí)際上，隨著拋光液用量的增加，因?yàn)閽伖庖焊綦x了試樣拋光面和拋光布反而導(dǎo)致了拋光效率的下降，同時(shí)浪費(fèi)拋光液，增加生產(chǎn)成本。切勿在同一張拋光布上混用不同粒度的拋光液，這將導(dǎo)致難以拋除的劃痕。對(duì)于一些需要查看真實(shí)孔隙率的試樣則需要用3μm的拋光液進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的拋光才行。

另外，當(dāng)所拋光的材料易與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，應(yīng)使用油基或無(wú)水基金剛石拋光液進(jìn)行拋光。

2）金剛石拋光膏

金剛石研磨膏是由金剛石微粉磨料和膏狀結(jié)合劑制成的一種軟質(zhì)拋光劑。膏體分水溶和油溶兩種，具有很好的潤(rùn)滑和冷卻性能。油溶研磨膏潤(rùn)濕性好，磨削力、磨削熱小、主要用于拋光高硬質(zhì)材料的金相，如儀器儀表、量具、刃具、磨具等。水溶研磨膏粘度小，易排削、加工效率高，主要用于拋光、線路板、玻璃、陶瓷、寶石、瑪瑙等非金屬硬脆材料制品。

使用時(shí)將拋光膏以拋光布的中心為交點(diǎn)畫(huà)“X”形。由于膏狀物具有潤(rùn)滑作用，故對(duì)一些較軟的易產(chǎn)生劃痕的材料可以考慮使用拋光膏。

3）金剛石噴霧劑

金剛石噴霧劑是一種磨料微粉加有潤(rùn)濕劑、蒸餾水的懸浮液，經(jīng)裝置于密封金屬罐內(nèi)，罐內(nèi)具有一定壓力，壓下頂部鈕，懸浮液會(huì)均勻呈霧狀噴射到噴光織物上。它的特點(diǎn)是使用較為方便快捷，噴灑均勻。可以合理控制噴光液的用量，節(jié)省成本。但需要指出的是，有些金剛石噴霧劑中含有較多的有機(jī)溶劑，這可能會(huì)引起拋光面臟污。為此應(yīng)在拋光接近結(jié)束的最后15~30s進(jìn)行水拋，以獲得一個(gè)光亮無(wú)污的表面。

金剛石拋光液常見(jiàn)應(yīng)用參數(shù)

金剛石拋光劑一般都作為粗中拋使用，即使是對(duì)于很硬的材料，也可后續(xù)使用其他拋光液（如二氧化硅）進(jìn)行精細(xì)化處理以獲得一個(gè)完美的無(wú)劃痕表面。