其中磨料產(chǎn)品主要分為剛玉磨料和碳化硅磨料兩大類,具體來說,基本上有以下幾種:
1、棕剛玉磨料,主要成分是Al2O3,具有硬度中等,韌性大,顆粒鋒銳,價格比較低廉,適合加工抗張強度高的金屬。微晶剛玉磨料和黑剛玉磨料都是其派生品種。
棕剛玉
2、白剛玉磨料,其硬度略高于棕剛玉,但韌性較差,磨削時易切入工件,自銳性好,發(fā)熱量較小,磨削能力強,效率高。鉻剛玉磨料是其派生品種。
白剛玉
3、單晶剛玉磨料,其顆粒是由單一晶體組成,并具有良好的多棱切削刃,較高的硬度和韌性、磨削能力強,磨削發(fā)熱量少,缺點是生產(chǎn)成本較高,產(chǎn)量較低,所以價格比較高。鋯剛玉磨料也是晶體化合物,硬度略低,晶體尺寸較細,耐磨性能好。
單晶剛玉
4、黑碳化硅磨料、綠碳化硅磨料、立方碳化硅磨料、鈰碳化硅磨料等,屬于碳化硅磨料,主要成份是碳化硅SiC,硬度高,脆性大,磨粒鋒利,導熱性較好,耐磨性較強,比較適合加工硬脆的金屬及非金屬產(chǎn)品。
磨具是用以磨削、研磨和拋光的工具。大部分的磨具是用磨料加上結(jié)合劑制成的人造磨具,也有用天然礦巖直接加工成的天然磨具。磨具除在機械制造和其他金屬加工工業(yè)中被廣泛采用外,還用于糧食加工、造紙工業(yè)和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡膠、木材等非金屬材料的加工。
磨具在使用過程中,當磨粒磨鈍時,由于磨粒自身部分碎裂或結(jié)合劑斷裂,磨粒從磨具上局部或完全脫落,而磨具工作面上的磨料不斷出現(xiàn)新的切削刃口,或不斷露出新的鋒利磨粒,使磨具在一定時間內(nèi)能保持切削性能。磨具的這種自銳性,是磨具與一般刀具相比突出的特點。
早在新石器時代,人類就已經(jīng)開始應用天然的磨石來加工石刀、石斧、骨器、角器和牙器等工具了;1872年,在美國出現(xiàn)了用天然磨料與粘土相結(jié)合燒成的陶瓷砂輪;1900年前后,人造磨料問世,采用人造磨料制造的各種磨具相繼產(chǎn)生,為磨削和磨床的快速發(fā)展創(chuàng)造了條件。此后,天然磨具在磨具中所占比例逐漸減少。
磨具按其原料來源分,有天然磨具和人造磨具兩類。機械工業(yè)中常用的天然磨具只有油石。人造磨具按基本形狀和結(jié)構(gòu)特征區(qū)分,有砂輪、磨頭、油石,砂瓦(以上統(tǒng)稱固結(jié)磨具)和涂附磨具五類。此外,習慣上也把研磨劑列為磨具的一類。
固結(jié)磨具按所用磨料的不同,可分為普通磨料固結(jié)磨具和超硬磨料固結(jié)磨具。前者用剛玉和碳化硅等普通磨料,后者用金剛石和立方氮化硼等超硬磨料制成。此外,還有一些特殊品種,如燒結(jié)剛玉磨具等。
普通磨料固結(jié)磨具是由結(jié)合劑將普通磨料固結(jié)成一定形狀,并具有一定強度的磨具。一般由磨料、結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成,這三部分常稱為固結(jié)磨具的三要素。
磨料在磨具中起切削作用。結(jié)合劑是把松散的磨料固結(jié)成磨具的材料,有無機的和有機的兩類。無機結(jié)合劑有陶瓷、菱苦土和硅酸鈉等;有機的有樹脂、橡膠和蟲膠等。其中最常用的是陶瓷、樹脂和橡膠結(jié)合劑。
氣孔在磨削時對磨屑起容屑和排屑作用,并可容納冷卻液,有助于磨削熱量的散逸。為滿足某些特殊加工要求,氣孔內(nèi)還可以浸漬某些填充劑,如硫黃和石蠟等,以改善磨具的使用性能。這種填充劑,也被稱為磨具的第四要素。
表示普通磨料固結(jié)磨具特征的項目有:形狀、尺寸磨料、粒度、硬度、組織和結(jié)合劑。磨具硬度是指磨粒在外力作用下,從磨具表面脫落的難易程度,它反映了結(jié)合劑把持磨粒的強度。
磨具的硬度主要取決于結(jié)合劑加入量的多少和磨具的密度,磨粒容易脫落的表示磨具硬度低;反之,表示硬度高。硬度的等級一般分為超軟、軟、中軟、中、中硬、硬和超硬七大級,從這些等級中還可再細分出若干小級。測定磨具硬度的方法,較常用的有手錐法、機械錐法、洛氏硬度計測定法和噴砂硬度計測定法。
磨具的硬度與其動態(tài)彈性模量具有對應關系,這有利于用音頻法測定磨具的動彈性模量來表示磨具硬度。在磨削加工中,若被磨工件的材質(zhì)硬度高,一般選用硬度低的磨具;反之,則選用硬度高的磨具。
磨具組織粗分為緊密、中等和疏松三類。每類又可再細分數(shù)等,用組織號來區(qū)分。磨具組織號越大,磨料在磨具中所占的體積百分率越小,磨粒之間的間隙越寬,表示組織越松。反之,組織號越小表示組織越緊。較松組織的磨具使用時不易鈍化,在磨削過程中發(fā)熱少,能減少工件的發(fā)熱變形和燒傷。較緊組織的磨具磨粒不易脫落,有利于保持磨具的幾何形狀。磨具的組織只在制造時按磨具配方予以控制,一般不作測定