特种陶瓷作业培训讲学

特种陶瓷作业（4）黑碳化硅磨料、绿碳化硅磨料、立方碳化硅磨料、铈碳化硅磨料等，属于碳化硅磨料，主要成份是碳化硅SiC，硬度高，脆性大，磨粒锋利，导热性较好，耐磨性较强，比较适合加工硬脆的金属及非金属产品。5页磨料种类代号主要特点主要应用范围棕刚玉A棕褐色，抗破碎能力强，抗氧化、抗腐蚀，韧性强适于磨削抗张强度大的金属材料，如普通碳素钢等白刚玉WA硬度比棕刚玉高，但脆性大，韧性低，切削能力强主要用于淬火钢、合金钢的细磨精磨，及磨螺纹及齿轮黑碳化硅C硬度高，磨削能力强，导热性好，磨削力，磨削热少，，但易发生化学磨损，耐热性差适宜抗拉强度低的金属材料及非金属合金如铸铁黄铜金刚石D硬度高，磨削能力强，导热性好，磨削力，磨削热少，，但易发生化学磨损，耐热性差硬度高，磨削能力强，导热性好，磨削力，磨削热少，，但易发生化学磨损，耐热性差立方氮化硼CBN硬度，韧性略低于金刚石，但热稳定性好，化学惰性高，导热性能好，磨削效率高对各种材料都有十分优良的磨削效果

2天然磨料：主要有石英砂、石榴子石、天然刚玉和金刚石等

磨料的性质磨料的粒度

磨料的粒度是磨料的颗粒尺寸。磨料可按其颗粒尺寸的大小分为磨粒、磨粉、微粉和超微粉四组。磨粒和磨粉这两组磨料的粒度号数用每一英寸筛网长度上的网眼数目表示，其标志是在粒度号数的数字右上角加“#”符号。比如240#，是指每一英寸筛网长度上有240个孔，粒度号的数值越大，表明磨粒越细小。微粉和超微粉这两组磨料的粒度号数是以颗粒的实际尺寸来表示的，其标志是在颗粒尺寸数字的前面加一个字母“W”。例如W20，是表示磨料颗粒的实际尺寸在20μm~14μm之间，这和筛孔号为500#。磨料的硬度磨料的硬度指的是磨料表面抵抗局部外作用的能力，而磨具(如油石)的硬度则是粘结剂粘结磨料在受外力时的牢固程度，它是磨料的基本特性之一。研磨的加工就是利用磨料与被研工件的硬度差来实现的，磨料的硬度越高，它的切削能力越强。磨料的强度磨料的强度指的是磨料本身的牢固程度。也就是当磨粒锋刃还相当尖锐时，能承受外加压力而不被破碎的能力。强度差的磨料，它的磨粒粉碎的快，切削能力低，使用寿命短。这就要求磨粒除了具有较高的硬度外，还应具有足够的强度，才能更好地进行研磨加工。磨料的自锐性磨具在使用过程中，当磨粒磨钝时，由于磨粒自身部分碎裂或结合剂断裂，磨粒从磨具上局部或完全脱落，而磨具工作面上的磨料不断出现新的切削刃口，或不断露出新的锋利磨粒，使磨具在一定时间内能保持切削性能。磨具的这种自锐性，是磨具与一般刀具相比突出的特点。磨具基本概况磨具概念磨具是用以磨削、研磨和抛光的工具。大部分的磨具是用磨料加上结合剂制成的人造磨具，也有用天然矿岩直接加工成的天然磨具。磨具分类磨具按其原料来源分，有天然磨具和人造磨具两类。机械工业中常用的天然磨具只有油石。人造磨具按基本形状和结构特征区分，有砂轮、磨头、油石，砂瓦以上统称固结磨具和涂附磨具五类。此外，习惯上也把研磨剂列为磨具的一类。磨具的性质粒度是指磨料颗粒的尺寸，其大小用粒度号表示。国标规定了磨料和微粉两种粒度号。粒度分为磨粒和微粉两类。对于颗粒尺寸大外圆磨砂轮于40μm的磨料，称为磨粒。用筛选法分级，粒度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数来表示。如60#的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长度上有60孔眼的筛网。对于颗粒尺寸小于40μm的磨料，称为微粉。用显微测量法分级，用W和后面的数字表示粒度号，其W后的数值代表微粉的实际尺寸。如W20表示微粉的实际尺寸为20μm

磨具的分类固结磨具按所用磨料的不同，可分为普通磨料固结磨具和超硬磨料固结磨具。前者用刚玉和碳化硅等普通磨料，后者用金刚石和立方氮化硼等超硬磨料制成。此外，还有一些特殊品种，如烧结刚玉磨具等。固结磨具三要素普通磨料固结磨具是由结合剂将普通磨料固结成一定形状，并具有一定强度的磨具。一般由磨料、结合剂和气孔构成。磨料在磨具中的作用。磨料在磨具中起切削作用结合剂是把松散的磨料固结成磨具的材料，有无机的和有机的两类。无机结合剂有陶瓷、菱苦土和硅酸钠等；有机的有树脂、橡胶和虫胶等。其中最常用的是陶瓷、树脂和橡胶结合剂。磨料粒度的选择主要与加工表面粗糙度和生产率有关。粗磨时，磨削余量大，要求的表面粗糙度值较大，应选用较粗的磨粒。因为磨粒粗、气孔大，磨削深度可较大，砂轮不易堵塞和发热。精磨时，余量较小，要求粗糙度值较低，可选取较细磨粒。一般来说，磨粒愈细，磨削表面粗糙度愈好。磨具的硬度磨具的硬度主要取决于结合剂加入量的多少和磨具的密度，磨粒容易脱落的表示磨具硬度低；反之，表示硬度高。硬度的等级一般分为超软、软、中软、中、中硬、硬和超硬七大级，从这些等级中还可再细分出若干小级。测定磨具硬度的方法，较常用的有手锥法、机械锥法、洛氏硬度计测定法和喷砂硬度计测定法。磨具的硬度与其动态弹性模量具有对应关系，这有利于用音频法测定磨具的动弹性模量来表示磨具硬度。在磨削加工中，若被磨工件的材质硬度高，一般选用硬度低的磨具；反之，则选用硬度高的磨具。结合剂砂轮中用以粘结磨料的物质称结合剂。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力主要决定于结合剂的性能。常用的结合剂种类、性能及用途见下表。种类代号性能用途陶瓷V耐热、耐腐蚀、气孔率大、易保持轮廓、弹性差应用广泛，适用于V<35m/s的各种成型磨削、磨齿轮等树脂B强度高、弹性大、耐冲击、坚固性和耐热性差、气孔率小适用于V>50m/s的高速磨削，可制成薄片砂轮，用于磨槽、切割等。橡胶R强度和弹性更高、气孔率小、耐热性差、磨粒易脱落适用于无心磨的砂轮和导轮、开槽和切割的薄片砂轮、抛光砂轮等金属M韧性和成形性好、强度大、但自锐性差可制造各种金刚石磨具结合剂的作用是将磨料粘合成具有一定强度和形状的砂轮。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力，主要取决于结合剂的性能。常用的结合剂有陶瓷结合剂(V)、树脂结合剂(B)、橡胶结合剂(R)和金属结合剂(M)等。陶瓷结合剂：应用最广，适用于外圆、内圆、平面、无心磨削和成形磨削的砂轮等；树脂结合剂：适用于切断和开槽的薄片砂轮及高速磨削砂轮；橡胶结合剂：适用于无心磨削导轮、抛光砂轮；金属结合剂：适用于金刚石砂轮等。气孔在磨削时对磨屑起容屑和排屑作用，并可容纳冷却液，有助于磨削热量的散逸。为满足某些特殊加工要求，气孔内还可以浸渍某些填充剂，如硫黄和石蜡等，以改善磨具的使用性能。这种填充剂，也被称为磨具的第四要素。固结磨具特征表示普通磨料固结磨具特征的项目有：形状、尺寸磨料、粒度、硬度、组织和结合剂。磨具硬度是指磨粒在外力作用下，从磨具表面脱落的难易程度，它反映了结合剂把持磨粒的强度。我国磨料磨具的发展磨料磨具作为机床工具一个组成部门，固然其机床工具结构所占比例较小，但所起作用无法替换。近年来国磨料磨具成绩斐然，成为国机床打破国外垄断一个重要尖兵。造船、航空航天业发展衡量一个国家综合国力重要标志，一些高新技术磨料磨具产品这些领域大显身手，国产制品逐步取代入口产品，其机能不亚于甚至超过国外同类型产品。尽管我们磨料磨具不少领域已经取得重大突破，但从整体上来看我国磨料磨具高尖端方面与世界提高前辈水平比拟，还有不小差距。首先，产能过剩行业依然存，刚玉出产尤为凸起。其次，不少企业出产设备落后，高耗能，高污染。与低碳节能出产要求背道而驰，对行业公家印象造成了极坏影响。工业节能减排、合用低碳经济要求任重道远。再次，总体工装水平与国外提高前辈企业比有较大差距；新品研发能力薄弱。高端产品机能与国外比拟差距大，且只能知足汽车、航天航空、机床、轴承、机车车辆船舶几大支柱工业需求30%；产品出口大部门维持传统低档品味，出口均匀价只为入口产品均匀价1/10。特别一些高精特殊用途产品，国外比拟海内只有少数几家企业能够出产，这样就导致不能形成一个良性竞争环境。一些企业依赖七八十年代产品配方来生存，很少甚至没有进行技术改进，这样企业后危机时代将寸步难行，被市场淘汰所难免。另外，行业发展所需高素质人才缺乏，加强高素质人才培养，行业企业目前呼声最高题目之一。

高效率、高精度自动化现代制造技术追求目标。随着高科技产品不断涌现，零件加工精度表面完整性愈来愈高。传统磨削正向超精密磨削、超精密研磨抛光等方向发展。为了提高磨削效率，采用增大单位时间内作用磨粒数、增大磨削平均断面积及增大磨削平均长度等许多高效率磨削技术。其重负荷荒磨、超高速磨削、砂带磨削高效深磨技术发展尤为引人注目。大批新磨削加工技术出现开发，近年国外磨削技术发展突出方面。磨料磨具行业的前景趋势不可再生资源铝矾土，磨料生产主要原料。氧化铝项目频频上马，严重影响了棕刚玉生产原料来源。棕刚玉生产企业今后要得到质量好、较低价格高铝矾土，非常难。电、油、煤、运价格也不断上调，逼迫棕刚玉企业生产成本持续上升。国家产业政策对低水平资源型产品进行限制，对过量落后生产能力限期淘汰。尽管这次取消出口退税