磨具簡(jiǎn)史  早在新石器時(shí)代人類(lèi)就應(yīng)用天然的磨石(早期的磨具)來(lái)加工石刀、石斧、骨器、角器和牙器等。1872年，在美國(guó)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(wèn)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。
　　種類(lèi) 　磨具按其原料來(lái)源分，有天然磨具和人造磨具兩類(lèi)。機(jī)械工業(yè)中常用的天然磨具只有天然油石。人造磨具按基本形狀和結(jié)構(gòu)特征分，有砂輪、磨頭、油石、砂瓦（以上統(tǒng)稱(chēng)固結(jié)磨具）和涂附磨具（見(jiàn)彩圖） 5類(lèi)。此外，習(xí)慣上也把研磨劑列為磨具的一類(lèi)。表1列出人造磨具的種類(lèi)和用途。 

　　固結(jié)磨具 　按所用磨料不同分為普通磨料固結(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 　由結(jié)合劑將磨料固結(jié)成一定形狀并具有一定強(qiáng)度的磨具。一般由磨料、結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成(圖1)，這3部分常稱(chēng)為固結(jié)磨具的 3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(wú)機(jī)的和有機(jī)的兩類(lèi)。無(wú)機(jī)結(jié)合劑有陶瓷、菱苦土和硅酸鈉等；有機(jī)的有樹(shù)脂、橡膠和蟲(chóng)膠等。其中最常用的是陶瓷、樹(shù)脂和橡膠結(jié)合劑（表2）。氣孔在磨削時(shí)對(duì)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(mǎn)足某些特殊加工要求，氣孔內(nèi)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，被稱(chēng)為磨具的第4要素。

　　表示普通磨料固結(jié)磨具特征的項(xiàng)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，反映結(jié)合劑把持磨粒的強(qiáng)度。磨具硬度主要取決于結(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(jí)一般分為超軟、軟、中軟、中、中硬、硬和超硬 7大級(jí)。從這些等級(jí)中還可再細(xì)分出若干小級(jí)。測(cè)定磨具硬度的方法，較常用的有手錐法、機(jī)械錐法、洛氏硬度計(jì)測(cè)定法和噴砂硬度計(jì)測(cè)定法。磨具的硬度與其動(dòng)態(tài)彈性模量具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，這有利于用音頻法測(cè)定磨具的動(dòng)彈性模量來(lái)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。
　　磨具組織表征磨具中磨料、結(jié)合劑和氣孔三者之間的體積比例關(guān)系，常按磨料占有磨具整個(gè)體積的百分率計(jì)算。磨具組織粗分為緊密、中等和疏松 3類(lèi)。每類(lèi)可再細(xì)分?jǐn)?shù)等,用組織號(hào)（常以0～14表示）來(lái)區(qū)分。磨具組織號(hào)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(hào)越小，表示組織越緊。較松組織的磨具使用時(shí)不易鈍化，磨削過(guò)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(shí)按磨具配方予以控制，一般不作測(cè)定。
　　超硬磨料固結(jié)磨具 　由于金剛石、立方氮化硼價(jià)格高、具有很好的耐磨性能，用它們制造的固結(jié)磨具與普通磨料固結(jié)磨具不同，除超硬磨料層外，還有過(guò)渡層和基體（圖2）。超硬磨料層是起切削作用的部分,由超硬磨料和結(jié)合劑組成?；w是在磨削中起支托作用的，由金屬、電木或陶瓷等材料組成。過(guò)渡層用于連接基體和超硬磨料層，由結(jié)合劑構(gòu)成，有時(shí)也可省去。常用的結(jié)合劑有樹(shù)脂、金屬、電鍍金屬和陶瓷等。這類(lèi)磨具的特征標(biāo)示與普通磨料固結(jié)磨具的大體相同,但不標(biāo)示磨具組織而標(biāo)示濃度。磨具濃度表征超硬磨料層內(nèi)每單位體積中超硬磨料的含量，以百分?jǐn)?shù)表示。1厘米³ 體積中含超硬磨料 0.88克（4.4克拉）者稱(chēng)為100％濃度，含0.44克(2.2克拉)者稱(chēng)為50％濃度，余類(lèi)推。

　　制造工藝 　固結(jié)磨具的制造工序有：分配料、混料、成型、熱處理、加工和檢查等。隨結(jié)合劑不同，制造工藝也不盡一樣。①陶瓷結(jié)合劑磨具主要采用壓型法，將磨料和結(jié)合劑按配方的重量比例稱(chēng)量后，置于混料機(jī)內(nèi)混合均勻，投入金屬模具內(nèi)，在壓力機(jī)上成型出磨具毛坯（此外，尚有用濕法混料以澆注法成型的工藝）。毛坯經(jīng)干燥再裝入窯內(nèi)焙燒，燒成溫度一般為1300℃左右。當(dāng)采用低熔點(diǎn)燒熔結(jié)合劑時(shí)，燒成溫度低于1000℃。再按規(guī)定尺寸形狀精確加工，最后檢查產(chǎn)品。②樹(shù)脂結(jié)合劑磨具一般是在室溫條件下在壓力機(jī)上成型，也有采用在加熱條件下邊加熱邊加壓的熱壓工藝。成型后在硬化爐內(nèi)硬化。以酚醛樹(shù)脂為結(jié)合劑時(shí)，硬化溫度為 180～200℃。③橡膠結(jié)合劑磨具主要采用對(duì)輥機(jī)混料并滾壓成薄片，然后用沖刀沖裁成型；也有的用松散料，投入金屬模具內(nèi)在壓力機(jī)上成型。成型后在硫化罐內(nèi)硫化，溫度為165～180℃。④金屬結(jié)合劑磨具的制造工藝有粉末冶金法和電鍍法兩種，主要用于超硬磨料固結(jié)磨具。粉末冶金法以青銅等為結(jié)合劑，混料后采用熱壓或在室溫條件下加壓成型，然后燒結(jié)加工。電鍍法以鎳或鎳鈷合金等為電鍍金屬，按電鍍工藝將磨料固結(jié)在基體上，制成磨具。
　　特殊品種 　有燒結(jié)剛玉磨具和纖維磨具等。燒結(jié)剛玉磨具是用氧化鋁微粉和適量的氧化鉻混合、成型，在1800℃左右燒結(jié)制成。這種磨具結(jié)構(gòu)緊密，有較高強(qiáng)度，只按其氣孔大小分為緊密型和多孔型兩類(lèi)，用于加工鐘表、儀表等零件。纖維磨具是用含有或粘附有磨料的纖維絲（如尼龍絲）作原料制成的，彈性好，用于金屬材料及其制品的拋光。