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磨料的性质

发布日期:2015/11/9 18:55:11阅读次数:字号:

磨料的性质,并不是简单的指磨料的物理、化学性质,这里介绍磨料的性质是限于与制造、使用有关的性质,主要偏重于实际生产上的应用。 

  一、化学成分 

 

  磨料的化学成分对磨料的物理、化学、机械性能有决定性的作用,即使化学成分有微小的变化,可能会造成其性能产生较大的差异,因此对各种磨料的化学成分均有严格的规定。

  化学成分对磨料的性质影响较大,对碳化硅磨料而言,碳化硅的含量越高,其硬度与磨削性能就越好,一级品的碳化硅结晶块通常含有98%左右的SiC,杂质(主要有二氧化硅、硅、碳、铁、铝、钙、镁)约占2%。刚玉中的化学成分同样对磨料的性质有较大的影响,白刚玉由于比棕刚玉中Al2O3的含量高,因而其硬度高于棕刚玉,性脆,具有良好的切削性能;黑刚玉因Al2O3含量较低,故其硬度较低,而韧性较好,适用于制作涂附磨具。其它化学成分的存在及含量多少,对刚玉的性质也有较大的影响,棕刚玉中TiO2的含量增加,能使刚玉的韧性增加;白刚玉中Na2O是一种有害成分,由于它的存在使得生成的β——Al2O3的结晶硬度降低,切削性能差,易破碎;如果在白刚玉冶炼过程中加入Cr2O3 ZrO2等化学成分,可以制造成铬刚玉、锆刚玉,使白刚玉的性能得到改善,提高其韧性。 

二、粒度 

 

  人造磨料冶炼出来以后,如果用于制造磨具或研磨材料,就必需加工成粗细不同的颗粒,并将大小相近的颗粒按一定范围分级,由大到小用规定的数字来表示,称为粒度号。换言之,磨料粒度是表示磨料颗粒大小的。由于磨粒形状不规则,磨粒的尺寸实际上是以宽度来表示的。GB2477—83将磨料按颗粒大小分为41个粒度号,即4#,5#,7#,8#,10#,12#,14#,16#,20#,22#,24#,#,40#,46#,54#,60#,70#,80#,90#,100#,120#,150#,180#,220#,240#,W63,W50,W40,W28,W20,W14,W10,W7,W5,W3.5,W2.5,W1.5,W1.0,W0.5. 

 

  磨料的粒度主要是用来标识磨粒大小的,实际上要筛分出单一磨粒尺寸的磨料是不可能的,所以上述磨料各粒度的尺寸范围是其基本粒的尺寸范围。我国磨料粒度组成的标准与其他国家或协会组织的标准有一定的差异,但这些标准与国际标准(ISO)基本上是一致的。 

  三、 磨粒形状 

  磨粒本身的形状是不规则的,为了使其具有形状的概念,根据其外观轮廓,通常把磨料的形状分为以下四种: 

  1.等积形或标准形 H(高):L(长):B(宽)=1:1:1 

  2.片状形 H:L:B=1:1:1/3(或1/3:1:1) 

  3.剑状形 H:L:B=1/3:1:1/3 

  4.混合形 

  磨粒的最佳形状是等积形,这种磨粒具有较高的抗压、抗折及抗冲击强度,这类磨粒制造的磨具有较强的磨削能力。但就涂附磨具的制造而言,则希望使用片状和剑状形的磨粒,使得涂附磨具具有锋利性。 

  影响磨粒形状的因素主要是磨料的化学成分、制造方法和破碎方法。长期的生产实践证明,用球磨机加工的磨粒,其形状多为等积形,而用对辊机加工的磨粒,绝大多数为片状和剑状。 

 四、堆积密度 

   单位体积磨料的重量称为磨料的堆积密度,其单位习惯上用g/cm3来表示。磨料的堆积密度对磨具的强度、硬度及切削性能都有一定的影响,另外,它对磨料的其它性质也有一定的影响。 

  影响磨料堆积密度的因素主要包括磨料的种类、粒度和磨料的破碎方法。一般来说,在相同的条件下,刚玉的堆积密度比碳化硅的大,粗粒度比细粒度的堆积密度大,等积形磨料的堆积密度比片状、剑状的大,用球磨机加工的磨料的堆积密度比对辊机、鄂式破碎机加工的大。 

  就磨具的生产而言,用于生产固结磨具的磨料,其堆积密度应尽可能的大,从而使得磨具具有较高的强度、硬度以及良好的切削性能;用于生产涂附磨具的磨料,其堆积密度应尽可能的小,这样可以保证磨具的锋利性。 

  磨料的堆积密度可以通过整形来改变,用球磨机整形可提高磨料的堆积密度,用对辊机或鄂式破碎机整形能降低磨料的堆积密度。另外,采用混合磨粒可以提高磨料的堆积密度,如果粗细粒度搭配适当,能使磨料的堆积密度达到最大值。

  国标对磨料堆积密度的测定方法有特别的规定,普通磨料、超硬磨料堆积密度的测定可分别参照国标GB3603—83、部标JB3584—84(机械部标准)进行。