磨料的品種可以分(fen)為天(tian)然磨料和人造(zao)磨料兩(liang)大類(lei)。
一、天然磨料的品(pin)種
自然(ran)界一切可(ke)以(yi)用于(yu)磨(mo)削或研磨(mo)的材料(liao)統(tong)稱為天然(ran)磨(mo)料(liao)。常用的天然(ran)磨(mo)料(liao)有(you)以(yi)下幾種:
1、金剛石
(1)用于(yu)修整砂(sha)輪;
(2)磨(mo)削和研磨(mo)難加工材料(如硬質合金(jin),寶石(shi)玻璃(li)、石(shi)料等)。
2、天然剛玉
(1)優質(zhi)剛玉(俗稱寶石(shi))有藍寶石(shi)(含鈦)、紅寶石(shi)(含鉻)等;
(2)普通剛(gang)玉,呈黑色或棕紅色;
天然(ran)剛玉中,第一種主要用于首飾,二種可以作(zuo)為磨料(liao),用來制造砂輪(lun)、油石、砂紙、砂布或(huo)微粉(fen)、研磨膏等(deng)。
二、人造(zao)磨料的品種
1、剛玉系列人(ren)造磨料
屬(shu)于剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)系的人(ren)造磨料(liao)有棕剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)、白剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)、鋯(gao)剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)、微晶(jing)剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)、單晶(jing)剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)、鉻(ge)剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)、鐠釹剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)、黑剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)及礬土燒結(jie)剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)等。
(1)棕(zong)剛(gang)玉(yu)(A)
棕剛(gang)(gang)(gang)玉(yu)是(shi)以鋁礬土、無(wu)煙(yan)煤(mei)和鐵屑(xie)為(wei)原(yuan)料,在(zai)電弧爐內經高溫(wen)冶煉而成。在(zai)冶煉過程中(zhong),無(wu)煙(yan)煤(mei)中(zhong)的碳將礬土中(zhong)的氧(yang)(yang)化(hua)硅(SiO2)、氧(yang)(yang)化(hua)鐵和氧(yang)(yang)化(hua)鈦等雜質(zhi)還(huan)原(yuan)成金(jin)屬,這(zhe)些金(jin)屬結(jie)合(he)(he)在(zai)一起(qi)成為(wei)鐵合(he)(he)金(jin),由于其(qi)密度較(jiao)剛(gang)(gang)(gang)玉(yu)熔液(ye)大而沉(chen)降至爐底(di)與剛(gang)(gang)(gang)玉(yu)熔液(ye)分離。
棕剛玉的抗破(po)碎能(neng)力(li)較強(qiang),抗氧化(hua)、抗腐蝕,具有良好的化(hua)學穩(wen)定(ding)性,是一種用(yong)途廣泛(fan)的磨(mo)料(liao)。適用(yong)于磨(mo)削(xue)抗張(zhang)強(qiang)度(du)高的金屬材料(liao),如普(pu)通(tong)碳素鋼、硬青銅、合金鋼、可(ke)鍛鑄鐵等。
(2)白剛玉(WA)
白剛(gang)玉(yu)(yu)(a—Al2o3是以鋁(lv)氧粉為原(yuan)(yuan)料在電弧爐中加熱熔融再(zai)結(jie)晶而成的磨料。在冶煉過程中并沒有排除原(yuan)(yuan)材(cai)料中的雜質,因此,白剛(gang)玉(yu)(yu)的質量與原(yuan)(yuan)材(cai)料的純度密切相關。
白(bai)剛(gang)玉(yu)中A12O3的(de)(de)含量應在97%以上,其(qi)硬度高(gao)于(yu)棕剛(gang)玉(yu),但脆(cui)性(xing)較大(da)。它具有(you)(you)很好(hao)的(de)(de)切削,抗氧化及(ji)氣體腐蝕的(de)(de)性(xing)能,并有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)絕緣性(xing)。主要用(yong)于(yu)淬火(huo)鋼、合金鋼的(de)(de)細磨(mo)和精(jing)磨(mo),磨(mo)加工螺紋和齒輪等(deng),白(bai)剛(gang)玉(yu)還(huan)可用(yong)于(yu)精(jing)密鑄造及(ji)高(gao)級(ji)耐火(huo)材料(liao)。
(3)微晶剛玉(MA)
微(wei)晶剛玉(yu)所采(cai)用的(de)(de)原材料及(ji)冶(ye)煉方法與棕剛玉(yu)基本相同,在(zai)停(ting)爐(lu)后立即把熔(rong)液通過流(liu)放(fang)或傾倒的(de)(de)方法倒入模子內(nei)(nei)急速冷卻(一般在(zai)30min以內(nei)(nei)),因而得到微(wei)細(xi)結晶的(de)(de)集(ji)合(he)體(ti)。
微晶(jing)剛玉在冶煉過(guo)(guo)程中(zhong),雜質的(de)還(huan)原程度較差,Al2O3含量為94%~96%,晶(jing)體(ti)尺寸一(yi)般在80~300/tm,晶(jing)體(ti)占(zhan)57%~85%,最大晶(jing)體(ti)尺寸不超過(guo)(guo)400~600μm。它具有強度高(gao)、韌性較大等特點。適用于(yu)重負荷磨(mo)(mo)削,可以磨(mo)(mo)削不銹鋼、碳素鋼、軸承(cheng)鋼以及特種球墨鑄鐵等材(cai)料,由于(yu)磨(mo)(mo)粒在磨(mo)(mo)削過(guo)(guo)程中(zhong)呈微刃破碎狀態,也被用于(yu)精密磨(mo)(mo)削甚至鏡面磨(mo)(mo)削。
(4)單晶剛玉(SA)
單(dan)晶(jing)剛玉是以礬土、無煙煤(mei)、鐵(tie)屑和黃鐵(tie)礦(FeS)為原材料,在電弧(hu)爐(lu)內共熔(rong)(rong),礬土中的氧(yang)化(hua)鐵(tie)、二氧(yang)化(hua)硅(gui)和氧(yang)化(hua)鈦先后被還原并組成(cheng)鐵(tie)合金(jin)從熔(rong)(rong)液(ye)中沉降(jiang)至爐(lu)底。一小部(bu)分氧(yang)化(hua)鋁與(yu)碳、硫(liu)化(hua)亞(ya)鐵(tie)起(qi)復分解反應,生(sheng)成(cheng)少(shao)量(liang)的硫(liu)化(hua)鋁(Al2S3)填充在單(dan)晶(jing)顆粒(li)之間,當熔(rong)(rong)塊冷卻(que)后放入(ru)水(shui)中時(shi),硫(liu)化(hua)鋁被溶(rong)解,而被硫(liu)化(hua)鋁隔開的單(dan)晶(jing)剛玉即可分散(san)開成(cheng)為自然粒(li)度的磨料。
單晶剛玉(yu)呈(cheng)灰(hui)白色,其(qi)顆粒形狀多為等積形,晶體內不(bu)含雜質(zhi),具(ju)有(you)多棱角(jiao)的(de)(de)切削(xue)刃,在(zai)同樣的(de)(de)磨削(xue)力作用(yong)下,所形成的(de)(de)力矩(ju)小于其(qi)它(ta)磨料,因(yin)此它(ta)不(bu)易折碎,機械強(qiang)度(du)較高(gao),單顆粒抗壓強(qiang)度(du)為22~38kg,而(er)棕(zong)剛玉(yu)僅(jin)為10~20kg。單晶剛玉(yu)由于有(you)較高(gao)的(de)(de)硬度(du)和韌性,所以切削(xue)能力較強(qiang),可用(yong)來加工工具(ju)鋼(gang)、合(he)金鋼(gang)、不(bu)銹鋼(gang)、高(gao)釩鋼(gang)等。
(5)黑(hei)剛玉(BA)
黑(hei)剛玉(yu)(yu)的冶煉方(fang)法與棕剛玉(yu)(yu)相同,是以(yi)三水鋁礬土為原料,加少量(liang)還原劑,經熔煉而成(cheng),其耗電(dian)量(liang)約為棕剛玉(yu)(yu)的三分(fen)之二。呈(cheng)黑(hei)色,主要化學成(cheng)分(fen):Al203不低于(yu)77%、SiO2含(han)量(liang)為10%~12%、Fe203含(han)量(liang)為7%~10%、TiO2約3%,密度不小于(yu)3.61g/cm3。
黑(hei)(hei)剛玉(yu)具(ju)有很好(hao)的自銳性(xing),磨削時發熱量少(shao),加工件的粗糙(cao)度較好(hao),適用(yong)于(yu)(yu)零件電鍍前底面(mian)拋光(guang),鋁制品和(he)不銹鋼(gang)的拋光(guang),也可用(yong)于(yu)(yu)拋光(guang)光(guang)學玻璃、加工木材等。由于(yu)(yu)它(ta)的親水性(xing)好(hao),可用(yong)在(zai)制造砂紙、砂布和(he)樹脂(zhi)磨具(ju),還可以作研磨膏和(he)拋光(guang)粉。黑(hei)(hei)剛玉(yu)由于(yu)(yu)鐵含量高,因而(er)不宜用(yong)于(yu)(yu)制造陶瓷磨具(ju)。
2、碳化(hua)物系列人造磨料
碳化硅(C、GC)
碳化硅是(shi)以石(shi)英(ying)、石(shi)油(you)焦(jiao)炭為主(zhu)料,木粉、食鹽為輔料按一定比例混勻后(hou)裝入電阻(zu)爐內,通(tong)過高溫冶煉而制成的(de)人造(zao)磨料的(de)品種。
碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)分黑(hei)(hei)(hei)綠兩種:黑(hei)(hei)(hei)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)呈黑(hei)(hei)(hei)色(se)(se)(se)或(huo)藍(lan)黑(hei)(hei)(hei)色(se)(se)(se),綠碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)呈綠色(se)(se)(se)或(huo)藍(lan)綠色(se)(se)(se)。在制造(zao)過程中,生產綠色(se)(se)(se)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)的特點在于(yu)采用(yong)較純的原材料,爐料中加入食鹽,它(ta)可促進產品(pin)呈綠色(se)(se)(se)。綠色(se)(se)(se)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)的純度要高(gao)于(yu)黑(hei)(hei)(hei)色(se)(se)(se)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)。
碳化硅不(bu)與任何(he)酸起反應,但堿性氧(yang)化物的熔體(ti)能促使碳化硅的分解。
黑色碳(tan)化硅與剛玉系人造磨料(liao)(liao)(liao)相比,硬度(du)較高(gao)、脆性較大,適用于加工抗張(zhang)強度(du)較低的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)及非金(jin)(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao),如灰(hui)鑄鐵、黃(huang)銅、鉛等有色金(jin)(jin)(jin)屬(shu),以及陶瓷(ci)、玻璃石料(liao)(liao)(liao)等硬質脆性材(cai)料(liao)(liao)(liao)。
綠色碳化硅與黑(hei)色碳化硅相(xiang)比(bi),其純(chun)度、硬度、脆性稍高,適用于(yu)(yu)加工硬而(er)脆的(de)材(cai)料,如硬質合(he)金、玻(bo)璃、瑪瑙(nao)等(deng),也廣泛用于(yu)(yu)量(liang)具、刃具、模(mo)具的(de)精磨及飛(fei)機、汽車、船舶等(deng)發動(dong)機氣缸(gang)的(de)珩(heng)磨。