磨具的种类及其特性介绍
磨具的种类及其特性介绍
磨具是用以磨削研磨和抛光的工具大部分的磨具是用磨料加上结合剂制成的人造磨具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磨具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早在新石器时代人类就已经开始应用天然的磨石来加工石刀石斧骨器角器和牙器等工具了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
磨具按其原料来源分有天然磨具和人造磨具两类机械工业中常用的天然磨具只有油石人造磨具按基本形状和结构特征区分有砂轮磨头油石砂瓦以上统称固结磨具和涂附磨具五类此外习惯上也把研磨剂列为磨具的一类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普通磨料固结磨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磨具组织粗分为紧密中等和疏松三类每类又可再细分数等用组织号来区分磨具组织号越大磨料在磨具中所占的体积百分率越小磨粒之间的间隙越宽表示组织越松反之组织号越小表示组织越紧较松组织的磨具使用时不易钝化在磨削过程中发热少能减少工件的发热变形和烧伤较紧组织的磨具磨粒不易脱落有利于保持磨具的几何形状磨具的组织只在制造时按磨具配方予以控制一般不作测定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固结磨具的制造工序有分配料混料成型热处理加工和检查等随结合剂不同制造工艺也不尽一样陶瓷结合剂磨具主要采用压型法将磨料和结合剂按配方的重量比例称量后置于混料机内混合均匀投入金属模具内在压力机上成型出磨具毛坯毛坯经干燥再装入窑内焙烧烧成温度一般为1300℃左右当采用低熔点烧熔结合剂时烧成温度低于1000℃再按规定尺寸形状精确加工最后检查产品树脂结合剂磨具一般是在室温条件下在压力机上成型也有采用在加热条件下边加热边加压的热压工艺成型后在硬化炉内硬化以酚醛树脂为结合剂时硬化温度为180～200℃橡胶结合剂磨具主要采用对辊机混料并滚压成薄片然后用冲刀冲裁成型也有的用松散料投入金属模具内在压力机上成型成型后在硫化罐内硫化温度为165～180℃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特殊品种的磨具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
