摘要 1.堆積、陶瓷組合磨料及其特點 直觀上了解對比一下常見磨料和堆積、陶瓷組合磨料:堆積、陶瓷組合磨料簡介:備注:無機高分子堆積、陶瓷組合磨料P180是指無機高分子結(jié)合劑和180﹟剛玉...
1.堆積、陶瓷組合磨料及其特點
直觀上了解對比一下常見磨料和堆積、陶瓷組合磨料:

堆積、陶瓷組合磨料簡介:

備注:無機高分子堆積、陶瓷組合磨料P180是指無機高分子結(jié)合劑和180﹟剛玉或碳化硅組成的磨削元,其它相似。

對比一下剛玉磨料和堆積、陶瓷組合類的磨料的磨削過程:

堆積、陶瓷組合類的磨料的特點:
以下是120﹟普通剛玉磨料和以無機高分子結(jié)合劑及180﹟普通剛玉磨料制成的46﹟磨粒(這里權(quán)且稱為P180,有關(guān)無機高分子堆積、陶瓷組合磨料的粒度的概念,我們將在以后專門來談)都以靜電植砂的方式生產(chǎn)的涂附磨具的對比試驗

由剛玉磨料和堆積、陶瓷組合類磨料的磨削過程示意圖和以上的磨削對比試驗可知:這樣的堆積、陶瓷組合磨料產(chǎn)品的特點是:一致性的磨除率,因為不斷有新 的切削刃產(chǎn)生,更有一致的粗糙度;磨料團中的磨料變化很小,堆積磨料產(chǎn)品有更多的磨料儲備,所以有更長的使用壽命;更大的磨削量。
2.幾個問題:
要想真正了解無機高分子堆積、陶瓷組合磨料,我們不妨再對比一下剛玉磨料與其它優(yōu)秀磨料的使用及性能特點,看我們能得到什么樣的啟示:
鋯剛玉:
鋯剛玉工作原理:氧化鋁/氧化鋯在共晶體中,氧化鋯被氧化鋁包圍,在磨削時,溫度升高,氧化鋁變軟,氧化鋯膨脹、分裂,形成很強的自銳能力, 磨削性好。堆積磨料似乎和它有相似的地方,在這里,溫度升高是關(guān)鍵。因此,如果磨削壓力不夠,溫度不夠高,就無法體現(xiàn)鋯剛玉的特性,使用效果反而不佳。鋯 剛玉供應商有圣戈班(鋯剛玉的發(fā)明者)和太巴克等。
陶瓷剛玉(SG磨料):
陶瓷剛玉是由很多氧化鋁小晶體組成,<1μ,它的關(guān)鍵就是單晶體要小;它通過一種工藝使生產(chǎn)出的每顆磨粒中含有成千上萬個微小結(jié)晶。每顆陶瓷 磨粒的微觀結(jié)構(gòu),使它能自銳,持續(xù)地露出新的、鋒利的切削刃。SG磨料的生產(chǎn)工藝與普通氧化鋁磨料完全不同,它從亞微米級粒子出發(fā),除去雜質(zhì),將它們燒 結(jié),以生產(chǎn)出磨粒,因而SG磨料非常致密、粗糙、堅固、鋒利。同時,這些小晶體之間有共價鍵連接,若把共價鍵當成結(jié)合劑,這些共價鍵的鍵能特別大,也就是 說結(jié)合劑粘結(jié)強度特別大,故而晶體之間的把持力特別大。SG磨料磨損時,產(chǎn)生一個與刀具后角相似的鋒利的切削刃,因此SG磨料切削溫度較低,它比普通氧化 鋁對難磨削材料的燒傷或金相損害更少,并且可在低負荷下長時間保持鋒利,總停機時間較少,壽命更長。從這點來看,堆積磨料也具有相同的特點。因而SG磨料 的砂帶和砂盤能在難磨削材料,如航空和航天合金以及鍛鋼上進行快速切削。SG磨料這種獨特的能力提高了產(chǎn)量,降低了勞動成本。這樣看來SG磨料工作條件同 樣時,溫度、壓力、高磨削力更重要,使晶體一個個被破壞,達到自銳性的目的。SG磨料供應商:圣戈班(Saint-Gobain)(供應控制嚴格)、 3M(僅供固結(jié)磨具)、太巴克(特殊技術(shù))、還有VSM、Hermes等也有生產(chǎn)供應。諾頓公司的Seeded Gel(SG)磨料,是諾頓公司的陶瓷氧化鋁(Ceramic Aluminum Oxide)專利產(chǎn)品。
用SG磨料、鋯剛玉、氧化鋁在相同條件應用中的效果來做一下對比
用上面介紹的優(yōu)秀磨料和剛玉磨料在用于涂附磨具的對比,其能比普通剛玉提高3-5倍(以普通100,鋯剛玉則為207,陶瓷磨料為333)。先看下面的應用情況:

由上圖可知:磨削壓力和磨料性能的關(guān)系,曲線顯示當砂帶以29m/s的帶速磨削鉻鎳鐵合金時,SG磨料、鋯剛玉和氧化鋁的工作情況。當磨削壓力增加 時,金屬的磨除量都增加,但在三者中,以SG 磨料的金屬磨除量提高最多,在各種壓力下的總磨削量最高。這表明,SG磨料在高磨削壓力下優(yōu)于其它磨料。

由上圖可知:砂帶速度與SG磨料、鋯剛玉和氧化鋁產(chǎn)品切削典型合金的磨除量的關(guān)系顯示。影響產(chǎn)品磨削性能的另一個因素是砂帶速度,曲線表明:SG磨料砂帶在各種速度下金屬磨除量都最多,而且砂帶速度越高,SG磨料產(chǎn)品表現(xiàn)越好。
用SG磨料、鋯剛玉、氧化鋁再在相同條件不同類產(chǎn)品來看一下它們其它方面的區(qū)別:

SG磨料的涂附磨具產(chǎn)品特別適用于難磨金屬,如對超鋼(比如鉻鎳鐵合金、耐高熱鎳基合金等)、工具鋼、鍛鋼、碳鋼和低碳鋼、灰鐵、鑄鐵、可鍛鑄鐵、青 銅、鎂、黃銅和鋁合金等的磨削,具有極好的磨削性能,優(yōu)于其它磨料產(chǎn)品。但其它的如鈦合金等難磨金屬沒有列出,而磨削鈦合金、不銹鋼的最好的選擇是鋯剛玉 或碳化硅產(chǎn)品,鋯剛玉產(chǎn)品最適合大多數(shù)不銹鋼。在磨削不同金屬時,當磨削碳鋼或低碳鋼時,推薦采用SG磨料。對這些鋼材,采用SG磨料和鋯剛玉兩種產(chǎn)品用 于手持工具磨削進行比較,SG是最好的。
另外,在磨削工具鋼和鍛鋼時,比較SG磨料和鋯剛玉產(chǎn)品。超鋼磨削清楚地顯示SG產(chǎn)品更優(yōu)越。對于灰鐵、鑄鐵或可鍛鑄鐵,經(jīng)過測試比較,SG或鋯剛玉產(chǎn)品似乎沒有明顯地優(yōu)劣。對黃銅、青銅和鎂,首選SG磨料。
從以上幾個問題來看:即使再優(yōu)秀的磨料,它都有自己使用的領(lǐng)域和條件;當這些領(lǐng)域或條件不存在時,那再優(yōu)秀的磨料也都不能展現(xiàn)出它應有的性 能。既然這樣,堆積磨料是否能具備這些優(yōu)秀磨料的特點?若是具備這些優(yōu)秀磨料的特點,那又該如何來設計應用、如何來生產(chǎn)和使用這些在相應領(lǐng)域和條件下能展 示優(yōu)秀性能的磨料?以及生產(chǎn)和使用這種磨料以及是否也應遵循那些規(guī)律和原則?
3. 無機高分子堆積、陶瓷組合磨料的磨削元在應用設計中的規(guī)律和原則:
人們認識自然界中的事物都是建立在一定基礎上的,無機高分子堆積、陶瓷組合磨料的磨削元在磨料磨具方面的應用也是如此,它是建立在無機高分子 結(jié)合劑的性能和傳統(tǒng)固結(jié)磨結(jié)合磨料理論基礎之上,簡單地說:他就是在傳統(tǒng)固結(jié)磨結(jié)合磨料理論基礎上融入無機高分子結(jié)合劑,以一種新的理念,為解決磨料磨具 生產(chǎn)應用中的一些普遍長期存在的問題從另一個角度再現(xiàn)一種認識。大家都知道,磨料磨具的磨削過程是以磨具的形狀為載體來實現(xiàn)磨料功能的,而其中的磨料基本 都是在一定粒度顆粒的層面上,如果我們把現(xiàn)在理解的磨料粒度變成其成百上千、甚至更多更細小的磨料粒度,再以一種科學、合理的方法把它還原成一個帶有功能 性的新磨料(或磨削元),那結(jié)果又會怎樣呢?其實,實踐驗證,這一大一小、一破一立,無形中就把磨料磨具的理論體系給拓展延伸了。關(guān)于無機高分子堆積、陶 瓷組合磨料的磨削元在應用設計中的規(guī)律和原則,它也是一個系統(tǒng)性的問題,在這里,我們也只是簡單介紹一下我們對它的理解和認識。
尋找參照物,確定應用方向和路線:
加工材質(zhì)確定的情況下,針對材質(zhì)特性確定磨削元性能與磨削性能關(guān)系

在熟悉規(guī)律的條件下掌握原則: