砂磨機(jī)研磨介質(zhì)的選擇與注意事項(xiàng)

1、砂磨機(jī)研磨介質(zhì)的選擇與注意事項(xiàng)一、研磨珠的選擇：隨著物料的細(xì)度要求越來越高，砂磨機(jī)的使用也愈來愈普遍，而市場上的研磨介質(zhì)也比較多，如何選擇一種比較適合自身生產(chǎn)工藝和條件的研磨介質(zhì)，是一件比較關(guān)鍵和費(fèi)神的事。下面就以下幾方面作簡 單的分析。1、化學(xué)組成研磨介質(zhì)按材料的不同可分為玻璃珠，陶瓷珠（包括硅酸錯(cuò)珠、二氧化錯(cuò)珠，二氧化鋁珠，稀土金屬穩(wěn)定的二氧化錯(cuò)珠等）、鋼珠等。由于化學(xué)組成及制造工藝的差異決定了研磨珠的晶體結(jié)構(gòu)，致密的晶體結(jié)構(gòu)保證了珠子的高強(qiáng)度，高耐磨性和低吸油墨等。各種成份的百分比含量的不同決定了研磨珠的比重，高比重為研磨高效率提供了保證；研磨珠的化學(xué)組成在研磨過程中的自然磨損對漿料的性

2、能會(huì)有一定的影響，所以除了考慮低磨損率外，顧忌的化學(xué)元素也是要考慮的因素。如研磨磁帶粉或其他電子元件漿料，金屬Fe、Cu等元素應(yīng)避免，含有Fe2O3或CuSO4等成份的研磨珠就不在選擇之列，故選擇錯(cuò)珠往往是此行業(yè)的普遍選擇；如研磨農(nóng)藥、醫(yī)藥和生化方面，重金屬為顧忌元素，而PbO為最常見的成分?？傊?，珠子的化學(xué)組成所決定的一些物理性能（硬度、密度、耐磨性）和本身的磨耗對漿料的污染情況是選擇研磨介質(zhì)要考慮的因素。2、物理性能：2.1 研磨珠的密度密度在通常的文件中是以比重（真比重）和散重（假比重）來表示，各種氧化物的分子量和百分組成決定了研磨的密度，常用的研磨的密度如表一所示。表一類型玻璃珠硅酸錯(cuò)

3、珠純錯(cuò)珠氧化鋁珠鋼珠稀土錯(cuò)珠比重2.54.35.55.77.86.1散重1.52.53.23.443.7通常情況下，比重越大的研磨珠，沖量越大，研磨效率越高，而對砂磨機(jī)的接觸件（內(nèi)缸、分散盤等）磨損相對比較大，所以漿料的粘度和流量的配合成為關(guān)健。低密度研磨珠適合低粘度的漿料，高密度的研磨珠適合高粘度的漿料。2.2 研磨珠的硬度莫氏硬度（Mohs）為常用的指標(biāo)，硬度越大的研磨珠，珠子的磨損率理論上越低。如從研磨珠對砂磨機(jī)的接觸件（分散碟、棒銷和內(nèi)缸等）磨損情況來看，硬度大的研磨珠對接觸件的磨耗性雖大些，但可通過調(diào)節(jié)珠的填充量，漿料的粘度、流量等參數(shù)以達(dá)最佳優(yōu)化點(diǎn)。2.3 研磨珠的粒徑研磨珠的大小

4、決定了研磨珠和物料的接觸點(diǎn)的多少，粒徑小的珠子在相同的容積下接觸點(diǎn)越多，理論上研磨效率也越高；另一方面，在研磨初試顆粒比較大的物料時(shí)，例如對于 100微米的漿料，D=1mm）珠子未必勝用，原因是小珠子的沖量達(dá)不到充分研磨分散的能量，此時(shí)應(yīng)采用粒徑較大的珠子。3、首次使用研磨介質(zhì)的注意事項(xiàng)3.1. 依物料的粘度高低選擇鋯珠或玻璃珠3.2. 依原料顆粒大小和產(chǎn)品所要求的細(xì)度選擇合適尺寸的珠子。3.3. 檢查研磨機(jī)的分離器或篩網(wǎng)孔徑是否設(shè)定選擇合適，間隙應(yīng)為最小珠子直徑的三分之一。例如：使用1.2 1.4 mm的珠，間隙應(yīng)為 0.4 mm 。3.4. 盡量避免在干態(tài)下開啟研磨機(jī)，造成珠子和配件的不必

5、要損耗。3.5. 不同品牌珠子不可混合使用。3.6. 盡量避免大小珠子的混合使用。4、如何確定鋯珠的粒徑：4.1. 研磨設(shè)備的要求：1 ）篩網(wǎng)分離：珠子的最小直徑=篩網(wǎng)的縫隙*1.5 ；2 ）環(huán)式分離：珠子的最小直徑=環(huán)的縫隙*3；4.2. 工藝要求：1 ）物料的初始直徑：珠子的最小直徑=物料初始直徑*3050；2 ）物料的最終直徑=珠子的直徑。4.3. 珠子直徑1.5mm是較佳的選擇。二、研磨珠的破碎我們選擇好研磨珠后，如何正確使用它，避免研磨珠的破碎，盡量延長研磨介質(zhì)和砂磨機(jī)接觸件的壽命。1、碎珠產(chǎn)生的原因市場上現(xiàn)流行的玻璃珠、硅酸鋯珠和純鋯珠，就生產(chǎn)工藝來說，基本上為電熔法和燒結(jié)法兩種。

6、珠子在熱空氣、冷空氣或電解液中成型，如在某一關(guān)健技術(shù)參數(shù)沒控制好，就會(huì)產(chǎn)生如下的易碎珠：1.1 、氣泡珠1.2 、雪人珠1.3 、尾巴珠1.4 、扁平（橢圓）珠以上珠子因帶有應(yīng)力集中區(qū)域，在研磨當(dāng)中容易破碎，故選擇珠子時(shí)，應(yīng)盡量避免此類珠子。2、珠子的正常磨耗和破碎的判斷通常情況下，工作一段時(shí)間的研磨珠變小，表面圓滑而不帶棱角，這應(yīng)是正常珠子的磨耗；相反，如珠子當(dāng)中出現(xiàn)帶棱角、片狀異形珠時(shí)這應(yīng)是產(chǎn)生了碎珠。3、碎珠產(chǎn)生原因就珠子本身而言，一方面是珠子的質(zhì)量問題，另一方面或者是此種材料的珠子強(qiáng)度不能勝用某種型號(hào)的砂磨機(jī)。如瑞士的Dyno-mill ECM臥式砂磨機(jī)和德國Drais的DC瞼式砂磨機(jī)

7、，因輸入的能量密度比較高，通常建議使用純鋯珠。另外，研磨珠在砂磨機(jī)正常工作下，以受到大約1 公斤的壓力，相對玻璃珠能承受約5000 公斤力和硅酸鋯珠9000 公斤而言，研磨珠在砂磨機(jī)中的受力是微不足道的，所以碎珠的原因應(yīng)集中在設(shè)備上和工藝上，而采取相應(yīng)的解決辦法。4、碎珠解決途徑A. 設(shè)備方面1) .分散盤：分散盤裝反、松動(dòng)或裂損。2) .分離裝置：動(dòng)態(tài)篩圈有缺口，篩網(wǎng)破損。3) .進(jìn)料泵：齒輪泵突然關(guān)掉后，砂磨機(jī)內(nèi)壓力將珠子反壓到泵內(nèi)?？梢酝ㄟ^加裝單向閥盡量避免，同時(shí)保持定期清洗進(jìn)料泵。4) .內(nèi)缸：內(nèi)缸有缺陷點(diǎn)。B. 生產(chǎn)操作方面：1) .大小珠子混合使用：此種情況剛開始有提高研磨效率的跡

8、象，但隨著研磨時(shí)間的加長，產(chǎn)生了大珠磨小珠的情形，最后加快小珠的變形以至破碎。解決方法是盡量使用粒徑均一的珠子。2) .不同品牌珠子的混合使用：因各種珠子的硬度、密度等不一致，容易產(chǎn)生硬珠子吃軟珠子的情形，故應(yīng)杜絕此種形式。3) . 漿料的粘度過稀或過凋：相對一定密度的研磨珠而言，如此容易造成珠子的堆積和直接接觸砂磨機(jī)的磨損件而加快珠子的磨損和破碎。4) . 物料的流量過快：這樣會(huì)造成珠子積壓在物料出口處，而加快此處的珠子與砂磨機(jī)配件的磨損。解決方法是先采用間歇開機(jī)的方法將積壓研磨珠弄松，并重新分布均勻，再調(diào)節(jié)物料的流量。C. 其他原因。5、如何解決研磨珠的破碎首先鑒別“破碎”珠的樣子，如果顆

9、粒較為圓滑，而不是象碎玻璃片那樣有尖棱角的，這其實(shí)是自然磨損的珠子。這些珠子可能會(huì)被磨成各種形狀如盤狀，橢圓形，或者是變小的球形。這種情況可稱作磨耗，只是磨損程度不同而已。從受力角度來看，分散盤傳遞能量給珠子時(shí)，如果液體粘度很低，例如當(dāng)用溶劑或水清洗砂磨機(jī)時(shí)，物料的推力不夠大，而珠子便有可能接觸到分散盤而產(chǎn)生破碎。這便是我們建議盡量縮短清洗時(shí)間的一重要原因。如果是用低粘度液體清洗機(jī)器的話，珠子也會(huì)磨損別的珠子或砂磨機(jī)的接觸部件。為使研磨珠、砂磨機(jī)獲得最長的使用壽命，最好使用樹脂進(jìn)行清洗并在生產(chǎn)過程中維持足夠的物料粘度。許多人碰到倒掉舊珠子裝入新珠試車后碎珠。下面就這個(gè)問題進(jìn)行分析并探討解決辦法

10、。1) . 砂磨機(jī)內(nèi)部接觸件安裝不正確：分散盤松動(dòng)或分散盤邊緣有尖角，砂磨機(jī)內(nèi)部有異物，閥門內(nèi)部松動(dòng)等，這些情況都可能造成研磨珠破碎。2) . 砂磨機(jī)接觸件磨損或未正確安裝：動(dòng)態(tài)分離器或篩網(wǎng)可能已磨損、篩網(wǎng)可能破開了或裝反了，如果因此研磨介質(zhì)通過了分離器而進(jìn)入送料泵內(nèi)，泵在被堵死或停機(jī)之前便會(huì)將珠子壓碎。3) . 背壓：當(dāng)送料泵關(guān)掉時(shí)，砂磨機(jī)內(nèi)的殘余壓力將珠子壓入泵內(nèi)，這樣當(dāng)泵再次啟動(dòng)時(shí)，它便會(huì)壓碎這些珠子。單向閥不一定可靠且有時(shí)允許珠子在閥門關(guān)閉之前通過。4) . 研磨珠積壓：如果研磨珠堆積在砂磨機(jī)底部或工作泵過快的轉(zhuǎn)速導(dǎo)致研磨珠都被集中到臥式砂磨機(jī)的出口處，便會(huì)導(dǎo)致這種情況。解決辦法是啟動(dòng)

11、砂磨機(jī)時(shí)以開關(guān)開關(guān)的點(diǎn)動(dòng)方式先把積壓的研磨珠弄松。5) . 分散盤磨損：這種情況可能會(huì)較難確定。磨損的分散盤邊緣被磨得很凹凸不平，而分散盤邊緣是分散盤轉(zhuǎn)動(dòng)線速度最大的地方且可能會(huì)形成較強(qiáng)的渦流。另外對于立式研磨機(jī)，研磨珠因自重集中到下部分散盤的邊緣附近。所有這些因素綜合起來，便有可能造成研磨珠破碎。分散盤的磨損過大很大程度由于送料泵轉(zhuǎn)速過慢、研磨珠密度過大造成?？梢酝ㄟ^更換磨損厲害的部件，再裝入同一批次的研磨珠來解決這個(gè)問題。6) . 將不同廠家生產(chǎn)的研磨珠混用。在密度方面不同廠家的產(chǎn)品可能是不同的。這樣做便會(huì)加劇珠子之間的互相磨損。解決的辦法就是絕對不要混用不同廠家的研磨珠。如果懷疑已有混用

12、，那就只能將它們?nèi)康沟簟?) . 因?yàn)椴恍⌒膶⒂眠^的舊珠子添加到砂磨機(jī)中。8) . 垃圾或一些小的已磨損珠子：經(jīng)常會(huì)有垃圾或一些細(xì)小的已磨損的珠子附在篩網(wǎng)上、軸上、支架上，或其它一些機(jī)器內(nèi)角落里。當(dāng)加入新研磨珠時(shí)，這些小東西可能會(huì)從附著位置松脫混入到新添的珠子里。這樣便會(huì)造成新珠子馬上就有破碎的錯(cuò)覺，而其實(shí)您看到的只是以前的一些自然磨損的珠子。如果問題不是太大的話，可以讓這些小東西在一定時(shí)間后自然排出。否則，您就必須徹底倒掉舊珠子，換入新的研磨珠。9) ) . 清洗珠子可依配方選擇水、溶液或樹脂清洗；清洗時(shí)應(yīng)保持低速，應(yīng)按研磨機(jī)“啟動(dòng)關(guān)閉”鍵作間歇式清洗。6、添補(bǔ)研磨介質(zhì)的原理如發(fā)現(xiàn)研磨機(jī)的

13、研磨效率降低，是添加珠子的可能信號(hào)。用戶可依本身的工藝條件，掌握珠子的實(shí)際的損耗率，而作定期的篩珠和添加。將過細(xì)的珠子用篩子篩出，篩網(wǎng)大小為珠子直徑的三分之二（例如：使用1.2 1.4 mm的珠篩網(wǎng)應(yīng)為0.8 mm）,再添加上差額珠子。7、如何添補(bǔ)研磨介質(zhì)由于珠子的自然損耗，珠子的粒徑會(huì)越來越小，為了保持統(tǒng)一的填充量和避免細(xì)珠子堵塞或進(jìn)入分離裝置，應(yīng)依研磨介質(zhì)的壽命和用戶本身工藝的條件來篩珠和補(bǔ)充一定量的研磨介質(zhì)。建議100 200工作小時(shí)后篩珠和添加適量的新珠子。三、研磨介質(zhì)發(fā)展趨勢：研磨介質(zhì)市場上存在各種的研磨球（珠），如何向用戶推薦合適的介質(zhì)以及用戶本身如何選擇最佳介質(zhì)，已成為研磨行業(yè)不

14、可忽視的問題。本文試從市場取向上作如下幾點(diǎn)闡述：1、粒徑愈用愈小研磨設(shè)備從全球第一臺(tái)使用粒徑較大研磨球的攪拌式球磨機(jī)（Attritor ）誕生，發(fā)展到使用粒徑較小的研磨珠的立式砂磨機(jī)、臥式砂磨機(jī)以及各種帶改良功能的超細(xì)研磨新一代砂磨機(jī)，使用的研磨介質(zhì)的粒徑愈來愈小。其主要有兩個(gè)推動(dòng)原因：物料研磨最終細(xì)度微米化 ：由于研磨機(jī)內(nèi)的物料是通過運(yùn)動(dòng)中的研磨介質(zhì)的接觸作分散和研磨，研磨介質(zhì)粒徑越小而接觸點(diǎn)越多，最后達(dá)到較高的研磨效果及較小的研磨細(xì)度。例如某一品牌粒徑為2mm硅酸錯(cuò)珠，每升約為20,000顆，而粒徑為1mm勺顆粒達(dá)到約80,000,后者是前者的4倍。當(dāng)使用較大粒徑錯(cuò)珠對某一產(chǎn)品進(jìn)行研磨時(shí)，

15、無論經(jīng)過多少道的砂磨，物料的粒徑始終未能達(dá)到要求的細(xì)度；而當(dāng)改用粒徑較小的研磨珠時(shí)，效果即得到明顯的提高。砂磨機(jī)分離裝置的改進(jìn)使用超細(xì)研磨珠成為可能：允許使用的最小研磨珠粒徑已成為評衡砂磨機(jī)質(zhì)量檔次的一重要指標(biāo)。分離裝置設(shè)計(jì)和制作材料的每一次革命，都帶來了使用研磨珠顆粒變小的一次飛躍。分離裝置從靜止傳統(tǒng)的扁平Nickel 網(wǎng)到帶三角橫梁的Johnson 網(wǎng)以及到動(dòng)態(tài)的環(huán)式分離器和套筒式Cartridge 網(wǎng)，除使用壽命延長之外，能使用研磨介質(zhì)的粒徑越來越小，而同時(shí)又不明顯影響物料的流量。套筒式Cartridge 網(wǎng)的代表（如美國Premier 的速寶磨）所用的最小珠子達(dá)到0.2mm; 環(huán)式分離

16、器的代表（如瑞士的Dyno-mill實(shí)驗(yàn)室型）可用珠子粒徑也可達(dá)到0.2mni而瑞士 Buhler公司開始研制的離心式分離裝置，使分離原理從區(qū)分珠子粒徑大小轉(zhuǎn)為區(qū)分珠子密度大小，而使研磨珠的最小粒徑推向新的 極限。2、比重愈用愈大通用研磨珠比較種類玻璃珠石珠硅酸鋯珠純鋯珠鉻鋼珠比重32.5kg/dm2.9kg/dm3 4.5kg/dm 36.1kg/dm37.8kg/dm莫氏硬度66.57.797抗壓強(qiáng)度0.45KN0.50KN0.75KN2.0KN0.6KN從上表可知，通用的研磨珠如玻璃珠、石珠、硅酸鋯珠、純鋯珠和鉻鋼珠的比重依次遞增，而它們的硬度、抗壓強(qiáng)度和耐磨性除銘鋼珠外也依次增大。從動(dòng)

17、力學(xué)公式P=mv可知，珠子的沖量 P與珠子的質(zhì)量 m 成正比，密度越大的珠子運(yùn)動(dòng)能量就越大，研磨效率也相對越高。由于韌性較高的無機(jī)顏料（如碳黑、酞青藍(lán)、氧化鐵等）需要超細(xì)研磨，加之要追求更高的研磨效率和理想的光澤度，使用高密度的研磨珠業(yè)已成為一條解決途徑。而砂磨機(jī)生產(chǎn)商又配合了這一要求，主要有以下兩點(diǎn)原因使之成為可能：高輸入能量密度砂磨機(jī)的產(chǎn)生：現(xiàn)代砂磨機(jī)的發(fā)展趨勢之一是研磨缸的體積變小，而配置的馬達(dá)功率變大，所輸入能量密度就急劇增大。現(xiàn)代砂磨機(jī)的能量密度為傳統(tǒng)砂磨機(jī)的4 倍甚至更多。這就使得有效帶動(dòng)高密度的研磨珠（如純鋯珠）成為可能。同時(shí)因研磨區(qū)域的高能量分布，只有高抗壓強(qiáng)度和耐磨的研磨介質(zhì)

18、（如純鋯珠）才能勝用。砂磨機(jī)接觸件材質(zhì)質(zhì)量的提高：砂磨機(jī)的接觸件（如內(nèi)缸、分散碟、棒銷和分離裝置等）采用了堅(jiān)硬耐磨的硬質(zhì)合金（如碳化鎢）及陶瓷（如碳化硅、氧化鋯等）等高性能的材料，可抵擋因如純鋯珠本身高能量和高硬度的沖擊和摩擦所帶來的磨損。3、珠的粒徑偏差愈來愈小對于砂磨機(jī)，均勻粒徑的研磨珠體現(xiàn)出其優(yōu)越性，一方面是對物料細(xì)度的狹窄分布有一定貢獻(xiàn)，另一面是大大減小碎珠的產(chǎn)生而減少砂磨機(jī)接觸件的磨損和避免對產(chǎn)品的污染。如今市場上通用的耐諾研磨介質(zhì)粒徑偏差保持在0.2mni均勻的珠子因制作工藝較復(fù)雜，所以市場價(jià)格也相對較高。綜上所述，需研磨產(chǎn)品的多樣性及生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性，決定了研磨介質(zhì)的多樣性。多種研磨珠，如 玻璃珠、石珠、硅酸錯(cuò)珠、純錯(cuò)珠以及銘鋼珠可和諧共存，不同的只是所占市場份額多寡而已四、其他1、錯(cuò)珠