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如何選擇磨料?

關(guān)鍵詞 磨料 , 碳化硅 , 剛玉|2021-07-23 10:30:37|來(lái)源 磨料磨具
摘要 磨料種類很多,其選擇原則與被加工工件材料物理力學(xué)性能有直接關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),磨削抗拉強(qiáng)度較高的工件材料時(shí),選擇韌性較大的剛玉類磨料為宜;磨削抗拉強(qiáng)度低的工件材料,則以選擇脆性較大而硬...

       磨料種類很多,其選擇原則與被加工工件材料物理力學(xué)性能有直接關(guān)系。
       一般來(lái)說(shuō),磨削抗拉強(qiáng)度較高的工件材料時(shí),選擇韌性較大的剛玉類磨料為宜;磨削抗拉強(qiáng)度低的工件材料,則以選擇脆性較大而硬度較高的碳化硅類磨料為宜。部分材料的抗拉強(qiáng)度與選用的磨料見(jiàn)表1。

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       在選擇磨料時(shí),要考慮工件材料與磨料之間的化學(xué)性能。磨料與工件材料之間的化學(xué)反應(yīng)是磨料產(chǎn)生化學(xué)磨損的主要原因。若用碳化硅磨料磨鋼時(shí),會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)磨損。剛玉類磨料磨削時(shí)則無(wú)此反應(yīng),不會(huì)發(fā)生化學(xué)磨損。相反,剛玉磨料磨削玻璃時(shí),特別是有水冷卻時(shí),會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),而碳化硅磨料磨削玻璃時(shí),則沒(méi)有這種反應(yīng)。因此,剛玉類磨料可用來(lái)磨削鋼類工件,而不適于磨削玻璃,碳化硅磨料則不適于磨削鋼材。
       磨料和工件材料之間的化學(xué)親和作用也要給予重視,尤其是某些難加工材料與磨料的親和作用很明顯。例如,碳化硅磨料磨削耐熱合金時(shí),由于碳化硅能與鐵發(fā)生自化學(xué)反應(yīng)且在磨削區(qū)高溫作用下,碳化硅能發(fā)生分解,并與工件材料中的某些金屬成分(如Co、Ni、Cr、W等)形成化合物,使碳化硅砂輪發(fā)生較嚴(yán)重的磨損,而用單晶剛玉磨削耐熱合金時(shí),則能取得較好的磨削效果。此外,選擇磨料時(shí),還要考慮磨料的紅硬性。
       下面介紹各自磨料的性能及使用范圍。
       ① 棕剛玉(A)  磨料的韌性大,硬度高,顆粒鋒銳。因此,它適合于磨削抗拉強(qiáng)度較高的材料,如碳素鋼、普通合金鋼、可鍛鑄鋼、硬青銅等。棕剛玉價(jià)格便宜,應(yīng)用十分廣泛,被視為通用磨料。棕剛玉的二級(jí)品,可作為磨修砂輪、砂瓦、砂布、砂紙用磨料及制作樹(shù)脂切斷砂輪。
       ② 白剛玉(WA)  磨料的硬度略高于棕剛玉,但其韌性差一些。硬的磨料容易切入工件,可以減少工件的變形和磨削熱量。白剛玉磨料最適于精磨、刀具的刃磨、螺紋的磨削及磨削容易變形及燒傷的工件,但價(jià)格高于棕剛玉。
       ③ 單晶剛玉(SA)  磨料具有良好的多棱切刃,并有較高的硬度及韌性。這種磨料在磨削時(shí)不易破碎,切削能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng),適于加工較硬的金屬材料,如高釩高速鋼、耐熱合金鋼及鈷基、鎳基合金鋼與不銹鋼等材料。尤其是含釩2%~3%的高釩鋼,其可磨性能很差,用一般磨料很難磨削,而用單晶剛玉磨料則能適用。單晶剛玉磨料磨削淬火鋼、工具鋼及其他合金鋼時(shí),均能獲得良好的磨削效果。單晶剛玉磨料生產(chǎn)量較小,只推薦用于耐熱合金及難磨金屬材料的磨削。
       ④ 微晶剛玉(MA)  外觀、色澤、化學(xué)成分均與棕剛玉相似,所不同的是它的顆粒是由許多微小晶體集合組成。它具有強(qiáng)度高、韌性大,自銳性良好的特點(diǎn),磨削過(guò)程中不易成大顆粒地脫落。由它制成的磨具磨損小,適于不銹鋼、碳素鋼、軸承鋼、特種球墨鑄鐵等材料的磨削,還用于重負(fù)荷磨削和精密磨削。
       ⑤ 鉻剛玉(PA) 磨料的硬度與白剛玉相似,韌性比白剛玉稍高,切削性能較好且有較高的強(qiáng)度和足夠的脆性,因此磨削工件的表面不易燒傷和不易產(chǎn)生裂紋,并能提高生產(chǎn)率。用它制成的磨具現(xiàn)狀保持性好,因而適用于成形磨削。鉻剛玉比白剛玉具有更好的磨削性能,能使被加工表面降低表面粗糙度值。鉻剛玉廣泛用于淬火鋼、合金鋼刀具、螺紋的磨削加工、量具及儀表零件的精密磨削。
       ⑥ 鋯剛玉(ZA)  是Al2O3和ZrO2的復(fù)合氧化物,韌性較好,適合于重負(fù)荷磨削及耐熱合金鋼、鈦合金、奧氏體不銹鋼的磨削。
       ⑦ 黑剛玉(BA)  磨料外觀呈黑色,具有一定的韌性,硬度比棕剛玉低,多用于自由研磨,如電鍍前、拋光的打磨或粗磨,用于噴砂,制作粗砂輪、砂布、砂紙等。
       ⑧ 黑碳化硅(C)  硬度比剛玉類磨料高,切刃鋒銳,但性脆。導(dǎo)熱性良好,散熱快,自銳性能由于剛玉磨料。適宜加工抗拉強(qiáng)度低的材料,如灰口鑄鐵、白口鑄鐵、青銅、黃銅、礦石、耐火材料、顧彩、玻璃、陶瓷、皮革、橡膠等,還適于磨削熱敏性材料,可用于干磨。黑碳化硅磨料可用于自由研磨,廣泛用于珠寶、玉器、瑪瑙制品的切割和整形等作業(yè)。
       ⑨ 綠碳化硅(GC)  磨料性質(zhì)比黑碳化硅硬而脆,較鋒利,具有尖銳的切削微刃,很容易切入被加工工件,但韌性不高。綠碳化硅除具有與黑碳化硅相同的用途外,主要適用于硬質(zhì)合金刀具和工件磨削、螺紋磨削及其工具的精磨,還可磨削瑪瑙、鐘表寶石軸承、高級(jí)珠寶玉器、貴重金屬(如鍺)的切割和自由研磨。其價(jià)格高于黑色碳化硅,除磨削硬質(zhì)合金材料和技術(shù)要求較高的一些工件加工外,應(yīng)盡量選用黑碳化硅磨料。
       ⑩ 立方碳化硅(SC)  性脆而鋒銳。用它制成的油石和小砂輪對(duì)微型軸承進(jìn)行超精研磨和溝道磨削時(shí)有較強(qiáng)的磨削能力,并能降低微型軸承的表面粗糙度值。
       ? 碳化硼(BC)  磨料呈黑色,顆粒比金剛石更易于破碎而形成新的銳力的切削刃,切削性能保持性較好。但因工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較小,生產(chǎn)的碳化硼的粒度只有100#及更細(xì)的粒度,加之碳化硼磨料熱穩(wěn)定性差,不能承受高溫作用,所以多將其制成研磨膏或拌入油劑用于自由研磨,適宜于硬質(zhì)合金、寶石、陶瓷、模具、精密元件加工和拋光。

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