磨料磨具

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。

磨料磨具，是磨料和磨具的统称，包括磨料产品和磨具产品。 磨料磨具素有工业牙齿的美称。在磨削时常用磨料或磨具作为磨削工具对需加工的零件进行机械加工，而达到一定的技术要求。

常用的磨料磨具有切割片和砂轮片、百叶盘、快速更换磨片、磨卷、粘结磨轮、千叶磨环和砂纸磨环、非粘结千叶磨轮、千叶磨轮、砂纸卷和绒卷、钨钢旋转锉。

其中磨料产品主要分为刚玉磨料和碳化硅磨料两大类，具体来说，基本上有以下几种：

1、棕刚玉磨料，主要成分是Al2O3，具有硬度中等，韧性大，颗粒锋锐，价格比较低廉，适合加工抗张强度高的金属。微晶刚玉磨料和黑刚玉磨料都是其派生品种。

2、白刚玉磨料，其硬度略高于棕刚玉，但韧性较差，磨削时易切入工件，自锐性好，发热量较小，磨削能力强，效率高。铬刚玉磨料是其派生品种。

3、单晶刚玉磨料，其颗粒是由单一晶体组成，并具有良好的多棱切削刃，较高的硬度和韧性、磨削能力强，磨削发热量少，缺点是生产成本较高，产量较低，所以价格比较高。锆刚玉磨料也是晶体化合物，硬度略低，晶体尺寸较细，耐磨性能好。

4、黑碳化硅磨料、绿碳化硅磨料、立方碳化硅磨料、铈碳化硅磨料等，属于碳化硅磨料，主要成份是碳化硅SiC，硬度高，脆性大，磨粒锋利，导热性较好，耐磨性较强，比较适合加工硬脆的金属及非金属产品。

淬火是使钢强化的基本手段之一，将钢淬火成马氏体，随后回火以提高韧性，是使钢获得高综合机械性能的传统方法。

将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性下降及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。

磨料磨具的工作能力一般取决于强度和刚度，磨料磨具经过淬火，使磨料磨具的刚度强度都提高了，从而更加耐用，质量更高。

常用磨料磨具淬火设备有以下几种：

50kw超音频淬火炉技术参数：

50kw高频淬火设备的技术参数：

200kw中频淬火设备技术参数：

淬火机床技术参数：

淬火已成为现代工业中一种不可缺少，而且日益重要的加工工艺方法。因此感应淬火设备的发展也是日益壮大。选用好的淬火设备，能使工作事半功倍。

研磨，抛光，打磨，清洁，切割，钻孔。

磨料磨具素有工业牙齿的美称。在磨削时常用磨料或磨具作为磨削工具对需加工的零件进行机械加工，而达到一定的技术要求。

磨料 ：磨削材料简称磨料，即一种具有一定硬度及一定磨削能力可作磨削用途的磨削材料。磨料分天然和人造两大类。

天然磨料是自然矿物开采经过加工而制成的磨料。用于磨削加工先后已有如下种类：

1、 燧石：化学成分主要是SiO2，莫氏硬度7。

燧石易断裂，韧性差，莫氏硬度不高，主要用来制造张页式砂纸，主要用来加工皮革、毛毡等的抛光加工。

2、 石英砂：类似燧石，比燧石的纯度又高了一层，主要化学成分为SiO2，莫氏硬度7，理化性能如燧石。石英砂来源于石英矿或从河砂中筛选加工，其用途类似燧石，迄今国内有些小砂布砂纸厂还在用石英砂作为生产的原料进行生产，其目的在于生产的砂布或砂纸以低于用人造磨料所生产的砂布或砂纸的价格，销售于广大农村、乡镇企业加工使用，质量下乘，但也有一定的市场。

3、 紫红铁粉即氧化铁：多用于天然的、也可以经过人工制造的。由于质地比较柔和，主要用于工件的清理和抛光的目的加工，如部分光学玻璃的研磨或抛光也用紫红铁粉进行加工。

4、 柘榴石：系一种天然矿物材料，如采用这种柘榴石在高温条件下进行热处理，可使这种材料的硬度和韧性增强。柘榴石容易沿其材料的结晶体的断裂面而断裂，这样可使柘榴石具有较好的切削刃提高磨削效率。用柘榴石制成的涂附磨具可用于材料如木材或金属材料进行磨削加工，在国内或国外已不多用于生产涂附磨具，更极少用于制造固结磨具，已趋于淘汰的局面。

5、金刚砂（Emery）： 系自然界中刚玉（Al2O3）氧化铁的混合物。这种 矿物原料在世界上许多地方的蕴藏量都很丰富，矿石的质地与晶位各异，这种矿物材料的切削性能较差，一般只作为抛光使用。现在用这种天然矿物制造磨具已经不多，属于淘汰的趋势。

6、氧化锶（Sr2O3）：抛光性能甚好，适用于作抛光材料，并制成氧化锶粉加磨削剂直接做为抛光材料，在国内一些光学玻璃厂还在使用如上海光学仪器厂等。

7、金刚石：天然金刚石又称金刚钻，系自然界最硬的物质，莫氏硬度为10，天然金刚石产于南非、刚果，中国也有，价格十分昂贵，常用于作手饰及装饰品，自人类发明人造金刚石之后，在制造磨具上就多用人造金刚石作磨具，在极个别的应用范围内才采用天然金刚石。 总之，天然矿石的磨料已趋于淘汰之势，已不用于制作磨具，即或使用已经不多。

人造磨料 顾名思义，人造磨料是人工通过用有关矿物材料加上必须的材料进行加工而成的磨料。人造磨料自人们发明的第一种人造磨料开始至少已发明发展了数十种之多，应用范围愈来愈广泛，其性能愈来愈优越于天然磨料，随着人造磨料不断的发展和进步，磨削加工也得到了迅速的发展和提高，由于磨具的不断发展和性能的不断提高，磨削加工的水平也得到了发展和提高。当然从另一方面而言，今天磨削加工已走上高效、高速和加工件要求质量不断的提高，又要求磨料磨具适应这种发展要求提高自身的品种、质量、生产加工水平和科研水平等方面的各项工作相辅相成、互相依赖、互相促进、互相提高。

1891年美国卡不伦人登公司的E.G艾奇逊用电阻炉首次用人工发明SiC，于1893年由美国发明制造了电熔刚玉，从此人类进入了采用人造磨料的新篇章，磨削加工进入了崭新的一页。发展到现在人造磨料的种类不少数十种，彩人造磨料广泛用制造固结磨具、涂附磨具和超硬磨具。

固结磨具：用磨料(磨削材料)与结合剂制成的具有一定形状和一定磨削能力的工具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。

1、按形状分：

1) 砂轮：平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮

2) 砂瓦（砂砖）

3) 油石（珩磨条）：具有一定截面形状的条形磨具。

还有其他百页碟、千叶磨轮、打磨片、切割片、金刚石锯片。

2、 按结合剂分：

陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等        按磨料分：

（刚玉和碳化硅等）砂轮、天然磨料超硬磨料砂轮、（金刚石和立方氮化硼等）砂

轮；

涂附磨具：涂附磨具是指用粘结剂把磨料粘附在可挠曲基材上的磨具,又称柔性

磨具。

3、按形状分： 1）砂纸（纱布） 2）砂带 3）砂碟

4、按照用途分：

海绵砂纸：适合打磨圆滑部分，各种材料均可。  

干磨砂纸：适合粗加工或者打磨一些比较粗糙的东西，比如铁管金属等。    水磨砂纸：质感比较细，水磨砂纸适合打磨一些纹理较细腻的东西，而且适合后加工；  

水磨砂纸它的砂粒之间的间隙较小，磨出的碎末也较小，和水一起使用时碎末就会随水流出，所以要和水一起使用，如果拿水砂纸干磨的话碎末就会留在砂粒的间隙中，使砂纸表面变光从而达不到它本有的效果，而干砂纸就没那么麻烦，它的沙粒之间的间隙较大磨出来的碎末也较大它在磨的过程中由于间隙大的原因碎末会掉下来，所以它不需要和水一起使用。  

5、按照商品名称分：

木砂纸，即干磨砂纸；水砂纸，即耐水砂纸；铁砂布，是干磨砂纸的一种，较粗，能尽快地磨光金属表面。 金相砂纸，

6、 按照磨料分：

棕刚玉砂纸；白刚玉砂纸；碳化硅砂纸；锆刚玉砂纸等。

7、 按照粘结剂分：

普通粘结剂砂纸；树脂粘结剂砂纸。