磨料的種類簡介(doc7頁)(正式版)

1、磨料的種類磨料可以分為天然磨料和人造磨料兩大類。1、 天然磨料自然界一切可以用于磨削或研磨的材料統(tǒng)稱為天然磨料。常用的天然磨料有以下幾種：1 金剛石金剛石是目前已知最硬的物質， 其顯微硬度為 98.59Gpa 。 金剛石是碳的同素異型體， 主要成份是碳，另外還含有0.024.8% 的雜質，比重為 3.153.53g/cm3 。其產地非常有限，不但價格昂貴，而且極為缺乏。金剛石因含雜質的不同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等，脆性較大，易沿結晶面裂開，結晶越大抵抗外力的作用越強，金剛石的計量單位是克拉， 1 克拉 =0.2g 。天然金剛石作為磨料主要用途有兩個方面：（ 1） 用于修整砂輪；（ 2） 磨削

2、和研磨難加工材料（如硬質合金、寶石、玻璃、石料等）。2 天然剛玉天然剛玉的主要礦物成份為& A12O3,其顯微硬度為20.58Gpa,比重為3.934.00g/cm3。自然界存在的天然剛玉主要有以下三種：（ 1）優(yōu)質剛玉（俗稱寶石）有藍寶石（含鈦）、紅寶石（含鉻）等；（ 2）普通剛玉，呈黑色或棕紅色；（ 3）金剛砂，可分為綠寶石金剛砂和褐鐵礦金剛砂，它是一種集合晶體，硬度較低。在上述三種天然剛玉中，第一種主要用于首飾，而后二種可以作為磨料，用來制造砂輪、油石、砂紙、砂布或微粉、研磨膏等。3 石榴石石榴石的晶形較好， 顯微硬度為 13.33Gpa 。 屬于石榴石的礦物種類很多， 但適合于

3、作磨料的僅有鐵鋁石榴石一種，其礦物組成這： 3FeO.Al2O3.3SiO2, 含量不低于8590%。4 。石英石英的化學成份為SiO2,常夾雜有 A12O3、Fe2O3 CaO MgO Fe2O3等。顯微硬度為 8.04 Gpa ,可用作磨料的石英礦有脈石英、石英巖及石英砂等。隨著科學技術的發(fā)展，人造磨料的品種已達幾十種之多，天然磨料由于自身的缺陷，已被越來越多的人造磨料所取代，目前除了天然金剛石、石榴石外，其它種類的天然磨料用量甚微。2、 人造磨料人造磨料分剛玉系列、碳化物系列、超硬系列等幾大類。現(xiàn)將各類磨料的簡要制造方法、特性及磨削對象分別敘述如下。1 剛玉系列人造磨料屬于剛玉系的人造磨

4、料有棕剛玉、白剛玉、鋯剛玉、微晶剛玉、單晶剛玉、鉻剛玉、鐠釹剛玉、黑剛玉及礬土燒結剛玉等。（ 1）棕剛玉（A）棕剛玉是以鋁礬土、無煙煤和鐵屑為原料，在電弧爐內經高溫冶煉而成。在冶煉過程中，無煙煤中的碳將礬土中的氧化硅、氧化鐵和氧化鈦等雜質還原成金屬，為些金屬結合在一起成為鐵合金，由于其比重較剛玉熔液大而沉降至爐底與剛玉熔液分離。僅有少量的雜質夾雜在剛玉熔快中。棕剛玉的主要礦物成份為物理剛玉，三方晶系，少量的礦物雜質有：硅酸鈣、鈣斜長石、富鋁紅柱石（又稱莫來石）、鈦化物、玻璃體及少量鐵合金等。棕剛玉的抗破碎能力較強，抗氧化、抗腐蝕，具有良好的化學穩(wěn)定性，是一種用途廣泛的磨料。適用于磨削抗張強度高

5、的金屬材料，如普通碳素鋼、硬青銅、合金鋼的細磨和精磨，磨加工螺紋和齒輪等，白剛玉還可用于精密鑄造及高級耐火材料。（ 3）鉻剛玉（PA）鉻剛玉的冶煉工藝與白剛玉相同，只是在冶煉過程中加入一定量的氧化鉻，呈淺紫色或玫瑰色。銘剛玉中由于引入Cr3+改善了磨料的韌性，其韌性較白剛玉高，而硬度與白剛玉相近，用于加工韌性較大的材料時，其加工效率比白剛玉高，并且工件表面的光潔度也較好，鉻剛玉適應于加工韌性高的淬 火鋼、合金鋼、精密量具及儀表零件等光潔度要求較高的工件。4 ）微晶剛玉（MA）微晶剛玉所采用的原材料及冶煉方法與棕剛玉基本相同， 在停爐后立即把熔液通過流放或傾倒的方法倒入枝模子內急速冷卻（一般在

6、30 分釧以內），因而得到微細結晶的集合體。微晶剛玉在冶煉過程中，雜質的還原程度較差， Al2O3 含量為9496%，晶體尺寸一般在80300 微米，晶體占5785%，最大晶體尺寸不超過400600 微米。它具有強度高，韌性較大的特點。適用于重負荷磨削，可以磨削不銹鋼、碳素鋼、軸承鋼以及特種球墨鑄鐵等材料，由于磨粒在磨削過程中呈微刃破碎狀態(tài)，也被用于精密磨削甚至鏡面磨削。（ 5）單晶剛玉（SA）單晶剛玉是以礬土、無煙煤、鐵屑和黃鐵礦為原材料，在電弧爐內共熔，礬土中的氧化鐵、二氧化硅和氧化鈦先后被還原并組成鐵合金從熔液中沉降至爐底。一小部分氧化鋁與碳、硫化亞鐵起復分解反應，生成少量的硫化鋁填充在

7、單晶顆粒之間，當熔塊冷卻后放入水中時，硫化鋁被溶解，而被硫化鋁隔開的單晶剛玉即可分散開成為自然粒度的磨料。單晶剛玉呈灰白色，其顆粒形狀多為等積形，晶體內不含雜質，具有多棱角的切削刃，在同樣的磨削力作用下，所形成的力矩小于其它磨料，因此它不易折碎，機械強度較高，單顆?？箟簭姸葹?2238kg ，而棕剛玉僅為 1020kg 。 單晶剛玉由于有較高的硬度和韌性， 所以切削能力較強， 可用來加工工具鋼、 合金鋼、不銹鋼、高鋇鋼等韌性大、硬度高的難磨材料。6 6） 鋯剛玉（ZA）鋯剛玉是以鋁氧粉和鋯英石為原料，在電弧爐內經高溫冶煉而成，整個過程基本上是一個熔化再結晶的過程。它是一種由a A12O3,與Z

8、rO2組成的共晶集合體，在冶煉過程中應盡可能使兩種結晶相互交錯構成微晶型晶體。鋯剛玉適用于高速重負荷磨削，可荒磨鑄鐵、鑄鋼、合金鋼和高速鋼等，特別適合于鈦合金、耐熱合金、高釩鋼、不銹鋼的磨加工。7 ）鐠釹剛玉的制造工藝與白剛玉相似，其差異是在冶煉過程中加入約0.175%的鐠釹富集物（氧化鐠、氧化釹、氧化鑭）。大量的磨削試驗證明其磨削性能優(yōu)于白剛玉，適用磨削不銹鋼、高速鋼、球磨鑄鐵、高錳鑄鋼及某些耐熱合金等。（ 8）黑剛玉（BA）黑剛玉的冶煉方法與棕剛玉相同，是以三水鋁礬土為原料，加少量還原劑，經溶煉而成，其耗電量約為棕剛玉的三分之二。呈黑色，主要化學成分：A12O3不低于77% SiO2含量為

9、1012% Fe2O3含量為710%， TiO2 約為3%，比重不小于3.61.黑剛玉具有很好的自銳性，磨削時發(fā)熱量少，加工件的光潔度較好，適用于零件電鍍前底面拋光，鋁制品和不銹鋼的拋光，也可用于拋光光學玻璃、加工木材等。由于它的親水性好，可用在制造砂紙、砂布和樹脂磨具，還可以作研磨膏和拋光粉。黑剛玉由于鐵含量高，因而不宜用于制造陶瓷磨具。（ 9）礬土燒結剛玉礬土燒結剛玉是唯一不用電爐冶煉的剛玉，它是用優(yōu)質熟礬土（ Al2O3 含量85%以上）經濕法球磨至 3 微米的微粒料漿（球磨時應加粘結劑），再經壓濾成型為各種幾何形狀的磨粒，在1500下燒結。礬土燒結剛玉的主要化學成份是：Al2O3（ 8

10、588%） 、SiO2（34%） 、TiO2（3.54.5% ） 、Fe2O（3 5.66.5% ） 。它具有“A12O3微晶結構，韌性高，可承受較大的磨削壓力而不至于破碎，并能切削較厚的金屬層，橫向進給可高達6mm上。磨料的形狀可制成各種柱形體，這是所有磨料中唯一的特例，適用于重負荷荒磨。2 碳化物系列人造磨料（ 1）碳化桂碳化硅是以石英、石油焦炭為主料，水粉、食鹽為輔料按一定比例混勻后裝入電阻爐內，通過高溫冶煉而制成的人造磨料。碳化硅分黑綠兩種：黑碳化硅呈黑色或藍黑色，綠碳化硅呈綠色或藍綠色。在制造過程中，生產綠色碳化硅的特點在于采用較純的原材料，爐料中加入食鹽，它可促進產品呈綠色。綠色碳

11、化硅的純度要高于黑色碳化硅。碳化硅不與任何酸起反應，但堿性氧化物的熔體能促使碳化硅的分解。黑色碳化硅與剛玉系人造磨料相比，硬度較高、脆性較大，適用于加工抗張強度較低的金屬及非金屬材料，如灰鑄鐵、黃銅、鉛等有色金屬，以及陶瓷、玻璃廠料等硬質脆性材料。綠色碳化硅與黑色碳化硅相比， 其純度、 硬度、 脆性稍大， 適用于加工硬而脆的材料， 如硬質合金、玻璃、瑪瑙等，也廣泛用于量具、刃具、模具的精磨及飛機、汽車、船舶等發(fā)動機氣缸的珩磨。隨著工業(yè)的發(fā)展和科學技術的進步，碳化硅的非磨削用途在不斷擴大，在耐炎材料方面用于制作各種高級耐炎制品，如墊板、出鐵槽、坩鍋熔池等；在冶金工業(yè)上作為煉鋼脫氧劑，可以節(jié)電，縮

12、短冶煉時間，改善操作環(huán)境；在電氣工業(yè)方面利用碳化硅導電、導熱及抗氧化性來制造發(fā)熱元件硅碳棒。碳化硅的燒結制品可作固定電阻器，在工程上還可作防滑防腐蝕劑。碳化硅與環(huán)氧樹脂混合可涂在耐酸容器中、蝸輪機葉片上起防腐耐磨作用。（ 2） 鈰碳化硅（CC）鋪碳化硅是在碳化硅的爐料內不加食鹽而添加微量的氧化鋪（CeO2冶煉出來的，其外觀和綠碳化硅相似 , 顯微硬度為 36.29Gpa 。 與綠碳化硅相比， 其鈰碳化硅的顯微硬度、 單顆粒抗壓強度、韌性等均比綠碳化硅高。由于鈰碳化硅的物理性能有所改彎， 因此， 其磨削效果也得到了一定的改善。 試驗證明磨鈦合金時，鋪碳化硅與綠碳化硅相比，切削效率提高近一倍，并且

13、火花較小；磨鑄鐵時，當進刀量為0.01mm時，鋪碳化硅的耐用度比綠碳化硅砂輪提高 18.9%， 磨削比提高9.6%， 當進刀量為 0.02mm 時， 其耐用度提高 27.4%，磨削比提高74.1%。 由此可見， 用鈰碳化硅磨削鑄鐵進刀量時，其效果比綠碳化硅提高的更顯著。磨硬質合金的效果與綠碳化硅相近，磨削 CO5Si M5Al 5F-6 等難磨高速鋼，其效果與單晶剛玉相似。（ 3） 碳化硼（BC）碳化硼（B4C）是以硼酸（H3BO3和炭素材料為原料，在電弧爐內經17002300c的高溫冶煉，由碳直接還原熔融的硼酊（B2O3）而制得。碳化硼是一種具有金屬光澤的灰黑色粉末，是一種超硬材料。在空氣中

14、加熱至500時，碳化硼開始氧化當溫度達到800900時，其氧化作用更為顯著。 碳化硼曾用來代替金剛石研磨硬質合金刀具。 其燒結制品可以代替金剛石作為砂輪的修整工具，適用于精磨碳鎢合金、碳鈦合金、燒結剛玉、人造寶石和特 殊陶瓷等硬質材料制品。（ 4） 碳硅硼碳硅硼是以硼酸、石英砂、石墨為原料，在電弧爐內經高溫冶煉而成，呈灰黑色，其硬度次于氮化硼高于碳化硼，脆性大，適用于硬質合金、半導師體、人造寶石和特殊陶瓷等硬質材料的加工。3 超硬系列人造磨料（ 1）金剛石（JR）金剛石是以石黑為原料，以某些金屬或合金為觸媒，在高溫（10002000）、高壓（557608Mpa）下，使石墨結構轉變?yōu)榻饎偸Y構而

15、成。金剛石是已知的最硬物質，具有較高的抗壓強度、良好的導熱性、化學穩(wěn)定性、耐磨性，以及較強的切削能力。金剛石可分為JR1、 JR2、 JR3、 JR4、 JR5 五個牌號，其特點和用途如下：1 JR1 型：晶體多為針片狀，晶面粗糙，用于制造樹脂結合劑金剛石磨具，主要用于硬質合金、陶瓷、玻璃及難磨材料的精磨工序，加工效果好，表面光漫無邊際度高，有時也用于半精磨，但不適于重負 荷磨削。2 . JR2型：晶體大部分為等積形，適于制造金屬結合劑及陶瓷結合劑金剛石磨具。它可承受較大的負荷，用于粗磨、半精磨硬質合金及非金屬材料，也可切割光學玻璃、寶石、高硬巖石等。3 . JR3型：晶體較完整，晶面光滑，抗

16、壓強度高，用于制造金屬結合劑地質鉆頭、修整工具和切割 工具等。4 . JR4型：晶體完整，抗壓強度高于JR3,用于制造地質鉆頭、修整工具和切割工具等。5 . JR5型：顆粒為淺黃或淡黃綠色，多為透明無雜質的完整八面晶體，強度高，適于制造切割鋸片，鉆頭及修整工具等，用于加工硬脆非金屬材料。（ 2）立方氮化硼立方氮化硼是以六方氮化硼為原料，減金屬或堿土金屬或它們的氮化物作觸媒，在高壓高溫下轉變?yōu)榱⒎骄w的氮化硼。這一轉變與石墨轉變?yōu)榻饎偸嗨?。立方氮化硼是一種新型的超硬磨料， 其硬度僅次于金剛石， 而熱穩(wěn)定性、 化學穩(wěn)定性均優(yōu)于金剛石，特別是對鐵族金屬的化學惰性好，不易與鋼材起反應，磨既硬又韌的鋼

17、材時具有獨特的優(yōu)點，耐磨性比普通磨料高 3040 倍，在加工高速鋼、合金鋼、耐熱鋼時，其工作能力在大超過金剛石磨具的工作能力。亦可作為磨加工硬質合金及非金屬材料使用。人生最大的幸福，莫過于連一分鐘都無法休息 零碎的時間實在可以成就大事業(yè) 珍惜時間可以使生命變的更有價值 時間象奔騰澎湃的急湍，它一去無返，毫不流連 一個人越知道時間的價值，就越感到失時的痛苦 得到時間，就是得到一切 用經濟學的眼光來看，時間就是一種財富 時間一點一滴凋謝，猶如蠟燭漫漫燃盡 我總是感覺到時間的巨輪在我背后奔馳，日益迫近 夜晚給老人帶來平靜，給年輕人帶來希望不浪費時間，每時每刻都做些有用的事，戒掉一切不必要的行為 時間乃是萬物中最寶貴的東西，但如果浪費了，那就是最大的浪費 我的產業(yè)多么美，多么廣，多么寬，時間是我的財產，我的田地是時間 時間就是性命，無端的空耗別人的時間，知識是取之不盡，用之不竭的。只有最大限度地挖掘它，才能體會到學習的樂趣。 新想法常常瞬息即逝，必須集中精力，牢記在心，及時捕獲。 每天早晨睜開眼睛，深吸