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常用磨料的组成和性能

关键词 磨料 , 涂附磨具|2019-05-27 09:55:09|应用技术
摘要  1、棕刚玉:  主要化学成份AL2O3,由铝矾土、铁屑和无烟煤在电弧炉中熔炼而成。棕刚玉磨料的色泽为棕色,就其色泽而言,命名为棕刚玉。这种磨料具有一定的硬度和韧性,具为较强的磨削...

 1、 棕刚玉:

  主要化学成份AL2O3,由铝矾土、铁屑和无烟煤在电弧炉中熔炼而成。棕刚玉磨料的色泽为棕色,就其色泽而言,命名为棕刚玉。这种磨料具有一定的硬度和韧性,具为较强的磨削能力,能承受很大的压力。具有耐高温、抗氧化、抗腐蚀及化学稳定性好等特点。由于抗张强度高,它适用于磨削抗张强度大的材料,适用于普通钢、高碳钢、合金钢,可用于硬质木材的加工,还可用于其它磨料不足时的代用,有万能磨料之称,是使用中最广泛的一种磨料。

  2、 白刚玉:

  主要化学成份为AL3O2由铝氧粉为原料在电弧炉中熔炼而成。色泽为白色,就其色泽而言命名为白刚玉。白刚玉的质地比棕色刚玉更纯净。采用的铝氧粉原料,系由棕刚玉所用的铝矾土事先加工制成,主要物理成分为β-AL2O3(无磨削能力),由电弧炉熔炼从β-AL2O3转换为α-AL2O3。所转换的α-AL2O3具有较强的磨削力。

  3、 黑碳化硅:

  主要化学成份为SiC   。由石油焦碳、石英砂、木屑等为原料在电阻炉中熔炼而成。黑碳化硅的色泽为黑色,就其色泽而言,命名为黑碳化硅。黑碳化硅质地比刚玉磨料性脆,硬度较硬,其韧性也次于刚玉类磨料,对于抗拉强度较低的材料,如非金属材料(各种板材如木质胶合板、刨花板、高中低密度纤维板、竹质板、硅酸钙板、皮革、玻璃、陶瓷、石材等)和有色金属(铝、铜、铅等)等材料的加工尤为适宜,对质地坚硬而脆性材料的加工也是比较理想的磨料。

  4、 绿色碳化硅:

  主要化学成份为SiC,在制造上所采用的原料与黑碳化硅生产大致相同,另加工业食盐作为反应剂和促进剂在电阻炉内反应而成。就其色泽而言为绿色,故命名为绿碳化硅。绿碳化硅比黑碳化硅的质地更纯,硬度比黑碳化硅还要高,其磨削用途与黑碳化硅相同之外,更适合用于材料的精磨如磨螺纹、磨量具等,在磨削材料上更广泛的用于硬质合金、金刚石制品的工件。由于绿碳化硅在生产制造的成本比黑碳化硅要高,如采用原材料上配比不一样,另加有食盐辅助材料以及耗电和加工过程的差异等,所以绿碳化硅的产品售价比黑碳化硅要高。因此绿碳化硅的选用在与黑碳化硅的比较上,在非金属和有色金属材料方面一般不选用绿碳化硅,而主要选用绿碳化硅用作硬质合金和精密磨削的磨削,在砂带和其它涂附磨具上选用绿碳化硅作为磨削材料的就更少。

  5、 微晶刚玉:

  主要化学成份为AL2O3,所采用的生产原料与棕刚玉相同,唯在冶炼过程中采用急速冷却的工艺而得到微细结晶的效果。微细结晶的刚玉比普通刚玉的机械强度要高。用微晶刚玉做成的磨具常用于粗磨铸钢、高韧性钛镍合金钢等难磨材料,但很少用于制造涂附磨具。

  6、 铬刚玉:

  是在白刚玉的生产过程中加入Cr2O3的混合物,使这种刚玉形成白刚玉中和Cr2O3的共熔体,改变刚玉的性能和结构。铬刚玉的韧性比白刚玉要高,其硬度与白刚玉大概相同。加入Cr2O3的数量与生产的铬刚玉的性能也略有不同,而其色泽也有所不同,在铬刚玉中由于加入Cr2O3的含量不同,其用途又有所不同,因此在铬刚玉这类磨料中又划分为根据Cr2O3加入的不同而划分几个牌号。铬刚玉磨削的材料常用于淬火钢、合金钢和螺纹钢的刃磨和仪器仪表零件的精密磨削。铬刚玉常用于生产固结磨具,很少用于制造涂附磨具。

  7、 空心球磨料:

  所谓空心球磨料是指将磨料均匀地涂附于直经0.05-1mm的塑料制成的空心球表面而组成的一种球状磨料的集合体,然后将制成的空心球磨料按一般的常规的方法涂附于基体表面后而制成的砂带。

  空心球磨料一般是在制作细粒度产品时被采用。由于磨料很细,如果直接涂附在基体表面上,则磨料层很薄,参与磨削的磨料较少,磨削效率较差,而且磨料很细,砂带表面孔隙率很低,在磨削时易阻塞。如果采用空心球磨料,则砂带表面将形成非常“粗糙”的磨削面,表面孔隙将大大增加,则砂带表面有利于排除磨削的阻塞,更重要的是砂带表面参与磨削的磨粒数将数倍或数十倍地的增加,其增加数决定于球径与粒径的比例,比例越大,增加的磨粒越大,因而大大提高了磨削效率与耐用度。如空心球磨料的砂带是德国HERMES公司的专利,对该公司来说这类产品专称为“HERMESIT”。

  8、 微晶结构的新型陶瓷磨料:

  它是以凝胶法制造的烧结陶瓷磨料,其晶体尺寸约1-3微米,硬而韧,磨削时微小晶体逐渐脱落露出新的晶体,保持了整个磨粒的锋利,美国3M公司于1981年投入市场,命名为Cubutron以此做成的砂带,磨锤头比锆刚玉砂带的切削效率高71%,磨包镍不锈钢的效率比锆刚玉砂带的切削率高150%.相继投入市场的还有美国NORTON公司的SG磨料,用SG磨料砂带在400PSI压强下(砂带速度为28米/秒)磨削金属量比棕刚玉高5倍;德国Hermes公司命名的CB陶瓷砂带料的砂带,采用这类磨料制成的涂附磨具特别适用高强压下加工难磨材料,如航天合金、高镍合金钢、含钒工具钢、含钴合金钢等。

  除此之外,近期国外工业发达国家还开发人造金刚石和立方氮化硼(CNB)磨料制成的涂附磨料,专门加工硬质合金、石英元件及难加工钢材。

  9、 锆刚玉磨料:

  是加入ZrO2并具有20微米晶体尺寸的高韧性磨料。加入ZrO2有40%和25%两种,用于涂附磨具应有较尖锐形状的磨粒,特别适用于加工不锈钢件、钛合金零件。在中国市场,日本NCA的锆刚玉砂带、美国的NORTON公司的NORZON砂带和南韩高丽研磨公司的YZ533和YZ633锆刚玉砂带等比较流行。据美国的NOTON公司提供的资料,其磨削效率比棕刚玉高254-300%,用NORZON砂带加工刨花板,砂带寿命提高了3倍。

  但锆刚玉砂带不仅用作砂带,也大量地用在固结磨具之中。

  10、 复合磨料:

  是指一种磨料与另一种磨料的机械复合而非起化学反应的复合,在制造磨具时将两种磨料机械地加在成型料中,各种磨料仍保持独有的理化特性。在使用时取其各长发挥各自的优点,并达到更好效果的目的。为达到磨削的目的,在国外或国内常采用以复合磨料的方式来生产制造磨具用于难加工的材料。这就是所谓巧立名目,另立牌号的一种作法。常见复合磨料有棕刚玉与白刚玉的复合,由刚玉与绿碳化硅的混合,棕刚玉与黑碳化硅的复合等等。

  复合磨料常见于固结磨具,极少用于涂附磨具的制造。

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