磨料是锐利、坚硬的颗粒状材料,也是砂轮制造中最主要的成分之一。不同的磨料配合不同的结合剂生产出来的砂轮用以磨削不同的材料。磨料有天然磨料和人造磨料两大类。按硬度分类有普通和超硬两种。{金刚石和立方氮化硼(英文缩写CBN)}。许多天然磨料,已被人造磨料所代替。除金刚石外,天然磨料的性能都不太稳定,不过仍有其使用价值。金刚石是硬度最高的磨料,工业用金刚石从灰白色到黑色不等,经碾碎後可制砂轮、砂带、抛光轮和研磨粉等。
磨料的重要性能之一是它的硬度,它必须比待加工材料更硬,常用莫氏硬度计测定各种磨料的硬度。磨料的另一重要性能是韧性或体积强度。可改变原料的混合量、纯度、粒度和晶体结构等来控制这一性能,以适合于各种应用。
磨料的硬度指的是磨料表面抵抗局部外作用的能力,而砂轮的硬度则是粘结剂粘结磨料在受外力时的牢固程度。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。
磨料的强度指的是磨料韧性,即本身的牢固程度。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。
所以说选择合适的砂轮产品除了考虑砂轮的组织结构外,也要综合考虑磨削工件的材质以及所选磨料的种类,这样才能为达到最佳磨削效率,最低的使用成本。
常用的人造磨料产品主要分为刚玉磨料和碳化硅磨料两大类;
刚玉类主要有:棕刚玉、白刚玉、铬刚玉、黑刚玉、锆刚玉、单晶刚玉等等
碳化硅类主要有:黑碳化硅、绿碳化硅;
棕刚玉:俗名又称金刚砂,棕刚玉主要化学成份是 AL2O3,其含量在95.00%-97.00%,另含有少量的Fe,Si,Ti等。棕刚玉是最基本的磨料,因其磨削性能好,适用范围广,价格便宜,被广泛应用。(此说明为一级棕刚玉的性能,市面上太多二级三级,甚至再生砂,这些次品的性能是远远不能喝一级棕刚玉相比较的。)
白刚玉:三氧化二铝(Al2O3)含量在98%以上,并含有少量氧化铁、氧化硅等成分,呈白色。白刚玉磨料适用于各种高端产品,工艺或者五金等产品表面美化处理,喷砂后表面洁白无任何杂质,免去清洗烦恼。细号白刚玉可用作抛光研磨之首。适合加工淬火钢,合金钢,高速钢,高碳钢等硬度较硬,抗张强度较大的材料。
铬刚玉:铬刚玉砂轮代号(PA)是以工业铝氧粉为主要原料,加入适量的金属氧化物,在电弧炉内冶炼而成,其色泽为浅玫瑰红色,硬度与白刚玉相似,韧性比白刚玉砂轮高。铬刚玉砂轮适用于高速钢、合金钢等高强度材料的加工,切削效率比白刚玉砂轮高,广泛应用于工具钢磨削、内外圆磨、仪表零件及其他硬度韧性较高的合金钢材磨削加工。(铬刚玉按铬含量分为:高铬、中铬、低铬;其性能差异也较大)
单晶刚玉:单晶刚玉砂轮是以单晶刚玉为原料制作成各种形状的固结磨具,可以用来磨不锈钢、高钒、高速钢、合金钢等韧性大、硬度高的材料及容易变形的工具。单晶刚玉与棕刚玉和白刚玉比较,硬度高、韧性大、呈单颗粒球状晶体,抗破碎性较强。单晶刚玉 色泽为淡蓝色 品型为六方晶体;具有多棱角的切
具有多棱角的切削刃,在同样的磨削力作用下,所形成的力矩小于其它磨料,因此它不易折碎,机械强度较高,单颗粒抗压强度为22~38kg,而棕刚玉仅为10~20kg。单晶刚玉由于有较高的硬度和韧性,所以切削能力较强,可用来加工工具钢、合金钢、不锈钢、高钡钢等韧性大、硬高的难磨材料。
锆刚玉:(FUSED ZIRCONIA ALUMINA)是以氧化铝、氧化锆为原料在电弧炉中经2000℃以上高温冶炼而成。锆刚玉根据ZrO2的含量,一般有低锆刚玉(ZrO2 10%~15%),中锆刚玉(ZrO2 25%)和高锆刚玉(ZrO2 40%)。锆刚玉耐熔体侵蚀性好,作为一种高级磨料,可制造高性能的重负荷砂轮,对钢件、铸铁件、耐热钢、不锈钢、钛合金以及各种合金材料有很好的磨削作用;
碳化硅:碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基该品种,都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。