磨料作为高强高硬度的磨削材料,磨削是它主要的应用。其余部分的磨料也可用作研磨液/膏或喷砂清理、喷射切割等被直接使用,大部分的磨料是用陶瓷、树脂、橡胶等结合剂制成砂轮、油石、磨头、砂瓦等固结磨具,或用胶、树脂等粘结剂粘结在布、纸等可挠性基体材料上制成涂附磨具,进行磨削或抛光使用。磨具研究和制造者应该知道各种磨料的特性和适合加工的工件材料。总的来说,刚玉磨具适合加工钢铁材料,碳化硅适合加工非钢铁材料。普通磨料的详细特性及磨削用途见表1-60。磨料是磨具能起磨削作用的最根本的因素,磨料的种类很多,其选择原则与被加工工件的材料性能有直接关系。一般根据工件材料的硬度和抗张强度选择相匹配的磨料。此外,还要考虑到磨料与工件,磨料与大气及磨削液的化学效应会使磨料产生化学磨损或者粘着,从而影响磨削效果。
磨料应用常常面临一个问题,磨料的材质该如何选择?
磨具研究和制造者应该知道各种磨料的特性和适合加工的工件材料。总的来说,刚玉磨具适合加工钢铁材料,碳化硅适合加工非钢铁材料。磨料是磨具能起磨削作用的最根本的因素,磨料的种类很多,其选择原则与被加工工件的材料性能有直接关系。一般根据工件材料的硬度和抗张强度选择相匹配的磨料。此外,还要考虑到磨料与工件,磨料与大气及磨削液的化学效应会使磨料产生化学磨损或者粘着,从而影响磨削效果。
品种 | 磨料特性 | 磨削用途 |
棕刚玉 | 棕刚玉外观为棕褐色,主要化学成分是A1203,其含量为94.5%~97%,具有硬度高、韧性大、颗粒锋利、价格较低等特点。适合加工抗张强度高的金属,在缺少其它磨料的情况下,一般可由它来代替 | 广泛用于普通钢材的粗磨,如碳素钢,一般合金钢、可锻铸铁、硬青铜等。二级品磨料常用作磨米砂轮、树脂切割砂轮、砂瓦、砂布、砂纸等 |
白刚玉 | 白刚玉的硬度略高于棕刚玉,但韧性稍差,磨削时易切入工件,自锐性较好,发热量较小,磨削能力强、效率高,价格高于棕刚玉 | 适合于磨硬度较高的钢材,如高速钢、高碳钢,淬火钢、合金钢等 |
单晶刚玉 | 单晶刚玉磨料的颗粒是由单晶体组成,具有良好的多棱切削刃,硬度和韧性较高,磨削能力强,发热量少。缺点是生产成本较高,产量较低,生产中有毒气、废水产生 | 可用于磨削较硬且韧性好的难磨金属材料,如不锈钢、高钒高速钢、耐热合金钢及易变形、易烧伤的工件。考虑到单晶刚玉磨料受生产条件的限制,一般只推荐用于耐热合金钢和难磨金属材料的磨削 |
微晶刚玉 | 属于棕刚玉的派生品种,外观色泽和化学成分都与棕刚玉相似,特点是晶体尺寸小(50~280μm),磨料韧性好,强度大且自锐性好 | 适合磨不锈钢、碳素钢、球墨铸铁等,磨削方式适于成型磨、切人磨、精磨和重负荷磨削 |
铬刚玉 | 是白刚玉的派生品种,外观呈玫瑰色,硬度与白刚玉相等,韧性略高于白刚玉,磨削性能好、精度高,制成的磨具形状保持性好 | 应用范围与白刚玉相似,尤其适用于各种刃具、量具、仪表零件的精磨和成型磨。通常较白刚玉有更好的磨削性能 |
锆刚玉 | 锆刚玉为a-A12O3和Al2O3-ZrO2的共晶体化合物,其特点是硬度略低,但韧性值大、强度高,晶体尺寸细小,耐磨性能好 | 特别适用于重负荷磨削,适用于粗磨、荒磨不锈钢,砂轮表面不易堵塞,也可用于磨耐热合金钢、钛合金钢、高速高钒钢等 |
烧结刚玉 | 用矾土或铝氧粉的细粒烧结而成,特点是韧性好,可制成各种特殊形状和尺寸的磨料 | 主要用于重负荷磨钢坯砂轮,适合于荒磨不锈钢钢锭等 |
黑刚玉 | 属于棕刚玉的派生品种,外观呈黑色。特点是Al2O3含量较低,并具有一定量的Fe2O3存在(10%左右),因而硬度较低、韧性较好 | 多用于自由研磨,如制品电镀前的打磨或粗磨,也用于制作涂附磨具、树脂切割片、抛光块等 |
绿碳化硅 | 无色至绿色、透明,硬度高、脆性大,碳化硅含量高 | 用于磨削硬度高、脆性大的材料,如硬质合金、光学玻璃等 |
黑碳化硅 | 蓝至黑色、不透明,硬度接近绿碳化硅,脆性大,碳化硅含量接近绿碳化硅 | 用于切割和研磨抗张强度低的材料,如灰铸铁、有色金屑、非金属以及石材、陶瓷、玻璃、耐火材料等硅酸盐材料 |
立方碳化硅 | 属等轴晶系,有较高的强度,一般为黄绿色。用通常的方法,只能生产微粉级的立方碳化硅,粒度愈粗a-SiC占的比例愈大,在F150中已达50% | 主要用于微型轴承的超精研磨,还可精磨轴承钢和不锈钢 |
铈碳化硅 | 磨削钛合金能获得满意的效果。磨削某些超硬高速钢、硬质合金也取得了较好的效果 | |
避雷器碳化硅 | 外观为黑色或灰黑色,有光泽。有严格的电气性能要求。炉料中的碳原料多用无烟煤,如用石油焦还需配人矾土粉。其生产过程与黑碳化硅相近 | 制成直径55~100mm的圆片,作避雷器阀片 |