磨具的種類及其特性介紹
磨具的種類及其特性介紹
磨具是用以磨削研磨和拋光的工具大部分的磨具是用磨料加上結(jié)合劑制成的人造磨具也有用天然礦巖直接加工成的天然磨具磨具除在機(jī)械制造和其他金屬加工工業(yè)中被廣泛采用外還用于糧食加工造紙工業(yè)和陶瓷玻璃石材塑料橡膠木材等非金屬材料的加工磨具在使用過程中當(dāng)磨粒磨鈍時(shí)由于磨粒自身部分碎裂或結(jié)合劑斷裂磨粒從磨具上局部或完全脫落而磨具工作面上的磨料不斷出現(xiàn)新的切削刃口或不斷露出新的鋒利磨粒使磨具在一定時(shí)間內(nèi)能保持切削性能磨具的這種自銳性是磨具與一般刀具相比突出的特點(diǎn)早在新石器時(shí)代人類就已經(jīng)開始應(yīng)用天然的磨石來加工石刀石斧骨器角器和牙器等工具了1872年在美國出現(xiàn)了用天然磨料與粘土相結(jié)合燒成的陶瓷砂輪1900年前后人造磨料問世采用人造磨料制造的各種磨具相繼產(chǎn)生為磨削和磨床的快速發(fā)展創(chuàng)造了條件此后天然磨具在磨具中所占比例逐漸減少
磨具按其原料來源分有天然磨具和人造磨具兩類機(jī)械工業(yè)中常用的天然磨具只有油石人造磨具按基本形狀和結(jié)構(gòu)特征區(qū)分有砂輪磨頭油石砂瓦以上統(tǒng)稱固結(jié)磨具和涂附磨具五類此外習(xí)慣上也把研磨劑列為磨具的一類固結(jié)磨具按所用磨料的不同可分為普通磨料固結(jié)磨具和超硬磨料固結(jié)磨具前者用剛玉和碳化硅等普通磨料后者用金剛石和立方氮化硼等超硬磨料制成此外還有一些特殊品種如燒結(jié)剛玉磨具等普通磨料固結(jié)磨具是由結(jié)合劑將普通磨料固結(jié)成一定形狀并具有一定強(qiáng)度的磨具一般由磨料結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成這三部分常稱為固結(jié)磨具的三要素磨料在磨具中起切削作用結(jié)合劑是把松散的磨料固結(jié)成磨具的材料有無機(jī)的和有機(jī)的兩類無機(jī)結(jié)合劑有陶瓷菱苦土和硅酸鈉等有機(jī)的有樹脂橡膠和蟲膠等其中最常用的是陶瓷樹脂和橡膠結(jié)合劑氣孔在磨削時(shí)對磨屑起容屑和排屑作用并可容納冷卻液有助于磨削熱量的散逸為滿足某些特殊加工要求氣孔內(nèi)還可以浸漬某些填充劑如硫黃和石蠟等以改善磨具的使用性能這種填充劑也被稱為磨具的第四要素表示普通磨料固結(jié)磨具特征的項(xiàng)目有形狀尺寸磨料粒度硬度組織和結(jié)合劑磨具硬度是指磨粒在外力作用下從磨具表面脫落的難易程度它反映了結(jié)合劑把持磨粒的強(qiáng)度磨具的硬度主要取決于結(jié)合劑加入量的多少和磨具的密度磨粒容易脫落的表示磨具硬度低反之表示硬度高硬度的等級一般分為超軟軟中軟中中硬硬和超硬七大級從這些等級中還可再細(xì)分出若干小級測定磨具硬度的方法較常用的有手錐法機(jī)械錐法洛氏硬度計(jì)測定法和噴砂硬度計(jì)測定法
磨具的硬度與其動(dòng)態(tài)彈性模量具有對應(yīng)關(guān)系這有利于用音頻法測定磨具的動(dòng)彈性模量來表示磨具硬度在磨削加工中若被磨工件的材質(zhì)硬度高一般選用硬度低的磨具反之則選用硬度高的磨具磨具組織粗分為緊密中等和疏松三類每類又可再細(xì)分?jǐn)?shù)等用組織號來區(qū)分磨具組織號越大磨料在磨具中所占的體積百分率越小磨粒之間的間隙越寬表示組織越松反之組織號越小表示組織越緊較松組織的磨具使用時(shí)不易鈍化在磨削過程中發(fā)熱少能減少工件的發(fā)熱變形和燒傷較緊組織的磨具磨粒不易脫落有利于保持磨具的幾何形狀磨具的組織只在制造時(shí)按磨具配方予以控制一般不作測定超硬磨料固結(jié)磨具主要是由金剛石立方氮化硼等與結(jié)合劑固結(jié)成的磨具由于金剛石立方氮化硼的價(jià)格高具有很好的耐磨性能用它們制造的固結(jié)磨具與普通磨料固結(jié)磨具不同除超硬磨料層外還有過渡層和基體超硬磨料層是起切削作用的部分由超硬磨料和結(jié)合劑組成基體是在磨削中起支托作用的由金屬電木或陶瓷等材料組成過渡層用于連接基體和超硬磨料層由結(jié)合劑構(gòu)成有時(shí)也可省去常用的結(jié)合劑有樹脂金屬電鍍金屬和陶瓷等固結(jié)磨具的制造工序有分配料混料成型熱處理加工和檢查等隨結(jié)合劑不同制造工藝也不盡一樣陶瓷結(jié)合劑磨具主要采用壓型法將磨料和結(jié)合劑按配方的重量比例稱量后置于混料機(jī)內(nèi)混合均勻投入金屬模具內(nèi)在壓力機(jī)上成型出磨具毛坯毛坯經(jīng)干燥再裝入窯內(nèi)焙燒燒成溫度一般為1300℃左右當(dāng)采用低熔點(diǎn)燒熔結(jié)合劑時(shí)燒成溫度低于1000℃再按規(guī)定尺寸形狀精確加工最后檢查產(chǎn)品樹脂結(jié)合劑磨具一般是在室溫條件下在壓力機(jī)上成型也有采用在加熱條件下邊加熱邊加壓的熱壓工藝成型后在硬化爐內(nèi)硬化以酚醛樹脂為結(jié)合劑時(shí)硬化溫度為180～200℃橡膠結(jié)合劑磨具主要采用對輥機(jī)混料并滾壓成薄片然后用沖刀沖裁成型也有的用松散料投入金屬模具內(nèi)在壓力機(jī)上成型成型后在硫化罐內(nèi)硫化溫度為165～180℃金屬結(jié)合劑磨具的制造工藝有粉末冶金法和電鍍法兩種主要用于超硬磨料固結(jié)磨具粉末冶金法以青銅等為結(jié)合劑混料后采用熱壓或在室溫條件下加壓成型然后燒結(jié)加工電鍍法以鎳或鎳鈷合金等為電鍍金屬按電鍍工藝將磨料固結(jié)在基體上制成磨具特殊品種的磨具有燒結(jié)剛玉磨具和纖維磨具等燒結(jié)剛玉磨具是用氧化鋁微粉和適量的氧化鉻混合成型在1800℃左右燒結(jié)制成這種磨具結(jié)構(gòu)緊密有較高強(qiáng)度主要用于加工鐘表儀表等零件纖維磨具是用含有或粘附有磨料的纖維絲如尼龍絲作原料制成的它的彈性好主要用于金屬材料及其制品的拋光
