磨料的材料特性及磨削表現(xiàn)

1、磨料的材料特性及磨削表現(xiàn)加入收藏字號：大中小 【打印】 2013-05-18 來源：中國涂附磨具網(wǎng)一、公司簡介1、全球有10個工廠，約1200人，年產(chǎn)量約40萬噸（氧化鋁30萬噸），年營業(yè)額約3億歐元。其母公司（Imerys）2011年營業(yè)數(shù)據(jù)：營業(yè)收入33.47億歐元，在陶瓷材料、耐火材料、高溫電熔材料、石墨與碳化物四大應(yīng)用領(lǐng)域的銷售額為11.86億歐元，其中32%來自于磨料、耐火材料和陶瓷領(lǐng)域；應(yīng)用于240個工業(yè)領(lǐng)域，在47個國家雇員15090人，有7個主要研發(fā)中心，在紐約證券交易所、巴黎證券交易所上市2、5個方面的應(yīng)用：固結(jié)磨具；涂附磨具；耐火材料與陶瓷，如，地磚涂層

2、防滑、保溫、防紅外線；噴砂材料，如航空發(fā)動機清洗、涂層；特種用途，如復(fù)合地板表面噴涂的白剛玉。二、電熔氧化鋁的特性和生產(chǎn)過程1、磨料特性：堅硬；有棱角，鋒利；具有一定的機械強度；具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性；一定的熱穩(wěn)定性。2、生產(chǎn)過程：電弧爐冶煉冷卻破碎篩分分級特殊處理混料包裝。電弧爐冶煉，2230以上，溫度高，變化大，控制難，比煉鋼難度大得多，這應(yīng)該是我行業(yè)的驕傲。三、電熔氧化鋁質(zhì)量控制的著重點1、重點有：化學(xué)成分、穩(wěn)定性、硬度、韌性/脆性、顆粒形狀、粒度組成、表面清潔度、表面涂層。2、顆粒形狀有：針形pointed、標準形angular、方形cubik。微粉亦應(yīng)分為3類。圖1為磨木材、油漆狀態(tài)下

3、的標準型（尖形）和拋光狀態(tài)下的方形磨料。3、硬度：圖2是幾種磨料的硬度比較示意圖，由圖得知，鋯剛玉的硬度是不高的，半脆剛玉比棕剛玉的硬度高一點，陶瓷磨料的硬度最高。4、韌性采取的是比較檢測方法：以粒徑250微米的磨粒為準，觀察測量其通過一定時間球磨后，看能夠篩下的物質(zhì)是多少，篩下物越少，韌性越好。我們的實驗結(jié)論是：鋯剛玉的韌性最好，SG磨粒的韌性次之，棕剛玉和半脆剛玉經(jīng)藍火煅燒后韌性提高。以下介紹產(chǎn)品，包括棕剛玉、半脆、白剛玉、鉻剛玉、鋯剛玉、藍火棕剛玉。四、棕剛玉Brown Regular1、太巴客各工廠的棕剛玉牌號：奧地利工廠的EPL質(zhì)量最好，其余，如意大利、斯洛文尼亞、美國的各種牌號產(chǎn)品

4、大大差于它。不同質(zhì)量的礬土影響棕剛玉的質(zhì)量。2、EPL牌號產(chǎn)品的特點是：質(zhì)量純正，高韌性、壽命長、與酚醛樹脂有較好的潤濕性，有較好的跳躍性，主要應(yīng)用于各種難磨的金屬（鋼材）和硬木的磨削。3、太巴客鄭州騰達公司有3種牌號：標準A、煅燒AC、陶瓷涂層ACP-CC。4、在電子顯微鏡透視下，低檔的棕剛玉與高品級的是完全不同的，低級品由于雜質(zhì)其表面呈現(xiàn)眾多微裂紋，二者比較見圖3。在高溫（如磨削時）下（1000）熱處理后會發(fā)生相變，我們稱之為生出“癌細胞”，而高品級的仍然表面晶瑩，鋒芒突出，二者比較見圖4。圖35、將鄭州騰達AC（即經(jīng)煅燒的）與未煅燒品制成鋼紙砂盤，見圖5，AC顯然比未煅燒品要好約25%。

5、五、半脆剛玉Semifriable1、半脆剛玉和棕剛玉性能比較2、奧地利工廠出產(chǎn)的型號FRPL，HAC-P半脆剛玉是方形顆粒，有較好的切削性，采用陶瓷涂層，主要應(yīng)用于：熱敏感金屬、冷切削。3、半脆藍火（即煅燒處理的）Semifriable/bluefired在高溫下，Ti發(fā)生偏析，變藍（Ti2O3TiO2），熱處理后可提高壽命；同時使磨粒表面平順；主要應(yīng)用于：硬鋼、合金鋼；汽車漆；硬木。六、白剛玉White Fused Alumina1、化學(xué)成分：99.5-99.8%  Al2O3。2、物理性能：硬度比棕剛玉硬（20GPa）；比棕剛玉脆；較好的表面操作性；跳躍性非常好；半透明性。3、

6、磨削性能：冷切削，但壽命短4、60#白剛玉的顆粒形狀和堆積密度：5、SWPL的特性主要表現(xiàn)在：粒形呈尖形（即針狀）；切削性鋒利；磨削時不易粘屑；跳躍性好?？膳c棕剛玉混合使用。主要應(yīng)用于：汽車漆；皮革等軟性物質(zhì)；軟木。七、鉻剛玉Pink Fused Alumina型號為SRPL；物理特性：冷切削，壽命比白剛玉長，跳躍性好，寬廣的用途；主要應(yīng)用于：有色金屬、各種木材、油漆。八、氧化鋁-碳合金Fused A/O-carbon alloyed1、型號為KMGPL。2、化學(xué)成分：Al2O3 97.7%、C 1.9%、MgO 0.4%，形成合金狀態(tài)，C元素為有意加入的。3、顆粒形狀：標準形。4、色澤：深灰

7、色，暗灰色（dark grey）。5、晶格形狀：介乎ZK40和ZK25之間。6、應(yīng)用領(lǐng)域：特別適用于制造硬布產(chǎn)品和鋼紙砂盤，重負荷磨削，磨鋼軌（高速鐵路）。磨削對象：結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、普通鋼、鉻/釩系列合金鋼、錳鋼、低合金鋼。九、ZK40鋯剛玉Alumina Zirconia1、物理特性：硬度：16.0 kN/mm2；             熔點：1740；         

8、0;   密度：4.6 g/cm3；             導(dǎo)熱率：610 W/mK；             韌性：4.3（36#粒度）；2、化學(xué)成分：Al2O3 54.50、ZrO2 41.50、TiO2 2.50、Fe2O3 0.20。3、晶胞結(jié)構(gòu)：共晶生長十分漂亮，晶胞均勻，定向一致（生長不好的晶胞大小不一）4、磨削機理：隨著磨

9、削的進行，切刃逐漸磨鈍，磨削壓力增加，熱量增加，磨粒沿TiO2邊緣裂開，產(chǎn)生新的切刃。較小的晶胞等于長壽命，較大的晶胞等于短壽命。5、太巴客有兩種形狀的鋯剛玉P砂：標準形ZK40、大塊形ZZK40（extremly blocky），前者較鋒利，后者較鈍。6、太巴客改進型的鋯剛玉：非鐵陶瓷涂層（高溫1000、低溫600），無熱斑/瑕疵，切削火花大，更好的樹脂親和力，更長的使用壽命。采用無涂層的ZK40 Std和具有不同涂層材料的ZK40 UM1、ZK40 UM2制作鋼紙砂盤，進行無冷卻條件下磨削試驗，結(jié)果見圖6。上述三種鋼紙砂盤在空氣冷卻情況下，進行磨削試驗，結(jié)果見圖7。十、影響磨削的因素1、單

10、顆粒強度Compact fracture force試驗方法：儀器方法。選擇60-100#磨粒，顆粒不能太小，去掉過大和過小測試值，然后平均。2、鋒利性Cutting edges白剛玉SWPL和半脆剛玉FRPL有比較鋒利的邊鋒，特別適合磨削軟性物質(zhì)，如：木材、油漆、皮革等。棕剛玉EPL和煅燒剛玉BFRPL、BEPL有很強的韌性，但它的邊鋒沒有白剛玉尖銳。氧化鋁-碳合金KMGPL和鋯剛玉ZK40是以晶體脫落的型式來進行磨削的，多用于在中等和大壓力狀態(tài)下磨金屬。陶瓷磨料的邊鋒/棱角沒有剛玉那樣尖銳，這是由它的晶體結(jié)構(gòu)決定的，在磨削時需要很大的壓力。十一、磨料后處理Grain Treatments1

11、、包括煅燒Calcination、高溫煅燒High temperature treatments（1200）、整形Grain shape alterations和涂層Grain coating等。2、涂層處理方法有：含鐵質(zhì)涂層：目的是增加表面積，提高粘結(jié)性；非鐵質(zhì)涂層：特別適合一些特殊行業(yè)：如：核電站、飛機工業(yè)等；低溫涂層：用于熱敏感磨料，如鋯剛玉、陶瓷磨料等。3、幾種預(yù)處理措施：標準預(yù)處理改善跳躍性處理，以能在各種氣候及低壓下保持良好的跳躍性；特殊預(yù)處理疏植砂、提高親水性處理特殊流動性處理主要針對800#以細微粉。4、S處理 S-TreatmentS處理的磨料有棕剛玉EPL、半脆剛玉FRPL

12、和半脆藍火剛玉BFRPL系列，粒度范圍：P24-P500。十二、各種磨粒的磨損表現(xiàn)白剛玉、鉻剛玉有這樣的特點：即使被磨掉一大半，仍然有尖銳的邊鋒。半脆剛玉由于其晶胞的定向性，在磨削過程中，隨著晶體的脫落，不斷在晶界上生成新的邊鋒。鉻剛玉、SG磨粒，由于晶體很微小，脫落后形成平面，因而需要很大的壓力，對樹脂的要求較高。棕剛玉或藍火磨料在磨削時易被金屬屑堵塞，磨削發(fā)熱，如樹脂不耐熱，磨粒脫落，有涂層的好一些。十三、微粉Micropowders1、 粒度大于63微米（P80-220）的屬于磨粒，采用篩選法生產(chǎn)；粒度小于63微米（P240-2500）屬于微粉，一般采用沉降法生產(chǎn)。微粉粒度檢查方法：沉降法、電阻法、激光法、圖像分析法。各種微粉可以供應(yīng)不同標準的粒度。例如： FEPA-P標準磨料；FEPA-F標準，F(xiàn)磨料JIS標準，ANSIB74.18，等等。2、微粉磨粒形狀尖形微粉P240-800特別適合打磨汽車漆、木、家具等；方形微粉P1000-2500特別適合拋光汽車漆、金屬部件等。3、測量微粉的堆積密度（Bulk Density）可以間接反映磨粒的形狀。4、超細方形白剛玉微粉ZWPL  P1500/P