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       如果选择一种补强材料来作为超硬树脂磨具的填充料，你会想到那些材料？

       可能会想到：

       铜粉，银粉，铝粉，钴粉，锆粉，铜锡合金粉等金属粉末；

       氧化锌，氧化铬，氧化钙，氧化镁等碱金属氧化物；

       碳化硅，白刚玉等普通磨料；

       冰晶石，萤石，硫化锌，黄铁矿等活性填料；

       聚四氟乙烯，二硫化钼，片状石墨等带有一定润滑性能的填料；

       ......

       太多种类了！

       别急，我们不妨先思考下一种补强效果比较好的超硬树脂磨具填料应该具备哪些性能。

       我们捋一下思路：

       第一，补强效果好。
       这个是基本的功能要求。

       从补强效果来看，铜粉、钴粉、银粉等金属粉末的补强效果最好。这其中铜粉和双马聚酰亚胺树脂粉发生化学吸附，强度更佳。

       其次是碳化硅、白刚玉等这些普通磨料和氧化锌、氧化铬等碱金属氧化物。这其中碳化硅粉的补强效果较佳，因为它更容易被树脂湿润。

       冰晶石、萤石等活性填料的补强效果欠佳，聚四氟乙烯、二硫化钼和片状石墨等润滑填料补强效果更低，基本排除在外了。

       第二，粒度可控。
       粒度可控，包含粒度的大小和分布可控，而且粒度号越广泛越好，这样有利于选择不同的粒度来匹配不同粒度的砂轮。

作为结合剂，原则上讲粒度越细越好，但是粒度过细，混料将变得非常困难。这里有一个选择标准，就是结合剂的粒度不超过磨料粒度的三分之一。这样既有利于结合剂把持磨料的强度，也有利于混料。

       作为填料，最好是所有粒度都有，来适应不同粒度的磨具。粒度的可控，不仅仅是指粒度的选择范围广泛，最好粒度的分布也可控。毕竟有些砂轮的填料需要的不是单一的粒度，而是混合粒度。

       在粒度可控这方面，表现最好的是碳化硅、白刚玉等普通磨料。粒度从粗到细基本全面覆盖，而且可控。铜粉等金属粉末可控范围要低一些，电解铜粉一般很难做到中值粒径10微米以内，铜锡合金粉一般粒度在500号以粗，这个范围要更窄一些。一般来说氧化锌、氧化铬等碱金属氧化物的粒度是固定的，好一些的是几微米，差一些的就说不准了，很难做到粒度可控。

       第三，硬度较高。
       在同一个配方体系下，硬度越高一般补强效果越好。

       从硬度方面来讲，碳化硅、白刚玉等普通磨料的硬度最佳。尤其是碳化硅，老莫氏硬度为9，硬度仅次于金刚石、立方氮化硼和碳化硼。这里须指出，碳化硼这几年发展很快，硬度比碳化硅要高，粒度范围也越来越广泛，但是受限于本身的性能和早些年的发展，在超硬树脂填料方面的普及率还不是很高。

       其次是氧化锌、氧化铬等碱性氧化物和铜粉等金属粉末，这些材料相对于碳化硅、白刚玉等普通磨料来说，硬度就低很多了。

       其他材料由于硬度太低就不排列了。

       第四，化学性质稳定。
       磨具在实际加工过程中的冷却液有些呈现的是酸性，有些呈现的是碱性，如果材料呈现一定的酸碱性的话，那势必会与冷却液起冲突，发生酸碱中和反应，降低磨具寿命。

       从化学性质方面来讲，最佳的还是碳化硅、白刚玉等普通磨料。它们一般不与其他材料发生化学反应，稳定性较好。

       铜粉等金属粉末和氧化锌、氧化铬等碱金属氧化物在酸性环境下会与酸起中和反应，这会导致磨具的寿命下降。其中氧化锌、氧化铬等碱金属氧化物更容易发生化学反应，要特别注意。

       第五，热传导系数高，传导效果好。
       树脂磨具因为树脂的不耐高温导致砂轮寿命偏低，如果填料的热传导好的话，能够瞬间把大量的热传递出去，那会增加树脂磨具的寿命。

       从热传导上面来讲，铜粉等金属粉末的热传导效果最好，热传导系数一般大于200W/(m*k)，效率高，速度快，妥妥的优等生。

       片状石墨的热传导效果仅次于铜粉等金属粉末，热传导系数达到了110-190W/(m*k)，但是由于本次讨论的补强效果太差而被淘汰。

       碳化硅、白刚玉等普通磨料的热传导排在第三梯队，属于中上等的水平。其中碳化硅的热传导系数是83.6W/(m*k)，仅次于铜粉等金属粉末和石墨。

       第六，热膨胀系数低。
       如果热膨胀系数高的话，在磨具磨削的过程中填料受热膨胀到一定程度时有可能会使磨具开裂。

从热膨胀系数方面讲，碳化硅、白刚玉属于第一梯队。其中，碳化硅的热膨胀系数是4.5*1E-6 /K， 跟金刚石1.2-4.5*1E-6 /K的最为接近。

       其次是氧化锌、氧化铬等碱金属氧化物，其中氧化镁的热膨胀系数最好，为13*1E-6 /K，其他的普遍大于15*1E-6 /K。

再次是铜粉等金属粉末，其中铝粉的热膨胀系数为20~29.9*1E-6 /K，其他普遍大于30*1E-6 /K。

       第七，形状可控，不能片状过多。
       片状过多势必隔断树脂交联网状结构，不利于磨具强度。

       很明显，这一条就是为片状石墨等片状结构材料量身定制的，再一次把片状石墨等片状材料淘汰了。

       第八，来源广泛，价格实惠。
       从来源上和价格方面讲，碳化硅、白刚玉等普通磨料和氧化锌、氧化铬等碱金属氧化物属于第一梯队。其中普通碳化硅磨料的价格在20元/公斤左右，相较于其他的粉末价格较为实惠。

       铜粉等金属粉末来源也广泛，但是价格相较于碳化硅、白刚玉等普通磨料和氧化锌、氧化铬等碱金属粉末较贵。目前市面上普通电解铜粉的价格在80元/公斤左右，是碳化硅价格的4倍。

       总结：

       碳化硅，作为超硬树脂磨具的补强材料，补强效果好、粒度可控、硬度较高、化学性质稳定、热传导较好、热膨胀系数低、形状可控、来源广泛、价格实惠，综合性能优异，是超硬树脂磨具填料的优等生。