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人造磨料的发展与展望

自然界中存在天然的碳化硅和刚玉,但它们是作为昂贵的宝石(红宝石和莫桑石)出现在人们的生活中。最早的人造磨料是由美国人艾奇逊于19世纪末研究制造的人造碳化硅。他采用含氧化铝的粘土,配上焦炭,对该混合物通以强大的电流,直到中心的粘土熔化。冷却后,他在电极的端部和混合物辽中发现了明亮闪光的坚硬物质,但当时被误认为是碳和刚玉的化合物。人造刚玉和碳化硅从19世纪被研制成功后,白刚玉和绿碳化硅到20世纪20年代也相继出现,构成了人造普通磨料的基础体系。从20年代至60年代是人造普通磨料高速发展时期。磨料工业与机械工业和钢铁工业的发展有着密切的关系。随着钢铁、汽车、机械制造工业的飞速发展,各种刚玉与碳化硅磨料相继出现,品种日臻完善,构成了一个完整的人造普通磨料体系。相比之下,人造金刚石与立方氮化硼在50年代才被研制成功,开始登上磨料的历史舞台。

 

在70年代至今天,刚玉和碳化硅表现出技术上的成熟,新品种出现态势缓慢,但是在磨削领域它们仍是人造磨料的主体,被广泛应用。其中较为突出的新产品有未经烧结刚玉。在此期间,碳化硅和刚玉都开始向非磨削领域发展,如:耐火材料、钢铁和铸铁冶炼,电工硅碳棒和避雷器、工程陶瓷材料、金属——非金属复合材料等领域。在磨削用途上,刚玉和碳化硅的研究工作和产品开发都十分活跃,如高铝刚玉。

 

在21世纪,人造刚玉与碳化硅仍是应用最广的磨料,占全部磨料的三分之二以上,它被广泛地用于制造各种磨具,并在非磨削用途方面不断发展。人造磨料的发展方向是硬度和韧性,以满足高速、重负荷和强力磨削的工艺要求,实现经济、高效的磨削加工。磨料品种的发展结果是趋向专用,具备特效。人造金刚石和CBN的研究还将保持强劲的势态。在磨削领域里,人造金刚石和CBN将继续取代刚玉和碳化硅磨料。有人称之为从AC到BD的进展过程。A指刚玉Alundum,C指碳化硅Carborundum,B指立方氮化硼Borazon,D指人造金刚石Diamond,但是在韧性上,普通磨料将发展高韧性刚玉磨料,仍会与超硬磨料并行使用。在非磨削用途中,普通磨料将会有迅猛的发展,并将成为其主要途径。

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