中国工程物理研究院机械制造工艺研究所极端制造科研团队在超硬材料加工领域取得最新突破。针对聚晶金刚石（PCD）和立方氮化硼（CBN）等极端硬度材料的精密加工难题，团队开发出一种基于激光诱导等离子体辅助磨削（LIPAG）的新工艺，成功将加工效率提升了40%以上，同时将表面粗糙度降低至Ra 0.05μm以下。这一成果已在《极端制造期刊》上发表，并引起了中国机械工程学会极端制造分会的高度关注。

技术核心与关键参数

该工艺的核心在于利用高能激光在材料表面产生微等离子体，瞬时软化超硬材料表层，随后由超硬磨料砂轮进行精密切削。具体参数如下：

• 激光波长：1064nm，脉冲宽度200ns，频率50kHz
• 等离子体区温度：可达3000℃以上，但作用时间极短（微秒级），避免基体损伤
• 磨削深度：单次进给量控制在5-10μm，实现亚微米级精度
• 工具寿命：相比传统磨削，金刚石砂轮磨损率降低35%

应用中的注意事项

在实际操作中，团队强调必须严格控制激光能量密度与磨削力的匹配关系。若激光功率过高，会导致材料表面产生微裂纹；而功率过低则无法充分软化PCD中的钴粘结相。此外，建议采用闭环力反馈系统实时监测磨削力，将其保持在5-15N范围内，避免因热应力导致刀具崩刃。这一系列技术细节已在极端制造交流与服务平台上公开，供同行参考。

针对用户常见问题，团队给出明确解答。例如，该工艺是否适用于金刚石刀具的刃口修整？答案是肯定的——LIPAG技术可精确控制刃口钝圆半径在0.5μm以下，且无需后续抛光。又如，如何防止加工过程中的石墨化？团队通过引入氩气保护气氛，将加工区氧含量控制在0.1%以下，有效抑制了碳相的相变。

总结来看，这项突破意味着极端制造科研在超硬材料领域迈出了关键一步。目前，中国工程物理研究院机械制造工艺研究所正通过极端制造学术网和线下培训班推广该技术，并提供定制化极端制造咨询服务。相关培训课程已纳入年度计划，重点涵盖激光参数优化与工艺仿真。未来，团队还计划将LIPAG技术拓展至陶瓷基复合材料的加工中，进一步丰富极端制造的应用场景。

更多技术细节与最新动态，欢迎访问机械制造工艺研究所学术网站或查阅《极端制造期刊》2025年第2期。我们期待与业界同仁在中国机械工程学会极端制造分会的平台上持续交流，共同推动超硬材料加工技术的进步。