研磨材料制造及其原理

时间:2015-03-12 浏览次数:
  
 
  研磨材料制造以其原理。研磨材料一般在很久之前就应用广泛并使用。1872年,在美国出现了用天然磨料与粘土相结合烧成的陶瓷砂轮;1900年前后,人造磨料问世,采用人造磨料制造的各种磨具相继产生,为磨削和磨床的快速发展创造了条件。此后,天然磨具在磨具中所占比例逐渐减少。
 
  研磨材料通常分为天然磨料和人造磨料,目前大部分的磨具是采用磨料加上结合剂的技术制成的人造磨具。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。也有用天然矿岩直接加工成的天然磨具。磨具除在机械制造和其他金属加工工业中被广泛采用外,还用于粮食加工、造纸工业和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡胶、木材等非金属材料的加工。
 
  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。
 
  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。研磨材料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,这三部分常称为固结磨具的三要素。
 
  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。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。
 
  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。
 
  超硬磨料固结磨具主要是由金刚石、立方氮化硼等与结合剂固结成的磨具。由于金刚石、立方氮化硼的价格高、具有很好的耐磨性能,用它们制造的固结磨具与普通磨料固结磨具不同,除超硬磨料层外,还有过渡层和基体。
 
  超硬磨料层是起切削作用的部分,由超硬磨料和结合剂组成。基体是在磨削中起支托作用的,由金属、电木或陶瓷等材料组成。过渡层用于连接基体和超硬磨料层,由结合剂构成,有时也可省去。常用的结合剂有树脂、金属、电镀金属和陶瓷等。
 
  金属结合剂磨具的制造工艺有粉末冶金法和电镀法两种,主要用于超硬磨料固结磨具。粉末冶金法以青铜等为结合剂,混料后采用热压或在室温条件下加压成型,然后烧结加工。电镀法以镍或镍钴合金等为电镀金属,按电镀工艺将磨料固结在基体上,制成磨具。
 
  对于特殊品种的磨具以及研磨材料有烧结刚玉磨具和纤维磨具等。烧结刚玉磨具是用氧化铝微粉和适量的氧化铬混合、成型,在1800℃左右烧结制成。这种磨具结构紧密,有较高强度,主要用于加工钟表、仪表等零件。纤维磨具是用含有或粘附有磨料的纤维丝(如尼龙丝)作原料制成的,它的弹性好,主要用于金属材料及其制品的抛光使用。
 
汉通微信


更多资讯,关注汉通微博!


选择分类,快速查您所需研磨材料:

热点研磨材料: