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加工PCD刀具/PCBN刀具/鑽石/工業陶瓷的陶瓷金剛石砂輪

粒度: W3.5~100/120 型号:1A1 14A1 6A2 11A2 12A2 4A1

砂輪的特性與選擇

2011.01.14  河南恒遠超硬材料有限公司  juhua344578.cn  浏覽次數
砂輪是磨削加工中最主要的一類磨具。砂輪是在磨料中加入結合劑,經壓坯、幹燥和焙燒而制成的多孔體。由于磨料、結合劑及制造工藝不同,砂輪的特性差别很大,因此對磨削的加工質量、生産率和經濟性有着重要影響。砂輪的特性主要是由磨料、力度、結合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等因素決定。關于砂輪,陶瓷砂輪,金剛石砂輪,CBN砂輪的信息

砂輪是磨削加工中最主要的一類磨具。砂輪是在磨料中加入結合劑,經壓坯、幹燥和焙燒而制成的多孔體。由于磨料、結合劑及制造工藝不同,砂輪的特性差别很大,因此對磨削的加工質量、生産率和經濟性有着重要影響。砂輪的特性主要是由磨料、力度、結合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等因素決定。

(1)磨料

磨料是砂輪的主要組成部分,它具有很高的硬度、耐磨性、耐熱性和一定的韌性,以承受磨削時的切削熱和切削力,同時還應具備鋒利的尖角,以利磨削金屬。常用磨料代号、特點及應用範圍簡表 6.6

表 6.6 常用磨料代号、特性及适用範圍

系别 名稱 代号 主要成分 顯微硬度(HV) 顔色 特性 适用範圍
氧化物系 棕剛玉 A AL2O3 91-96% 2200-2288 棕褐色 硬度高,韌性好,價格便宜 磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅
白鋼玉 WA AL2O397-99% 2200-2300 白色 硬度高于棕剛玉,磨粒鋒利,韌性差 磨削淬硬的碳鋼、高速鋼
碳化物系 黑碳化矽 C SiC>95% 2840-3320 黑色帶光澤 硬度高于鋼玉,性脆而鋒利,有良好的導熱性和導電性 磨削鑄鐵、黃銅、鋁及非金屬
綠碳化矽 GC SiC>99% 3280-3400 綠色帶光澤 硬度和脆性高于黑碳化矽,有良好的導電性和導熱性 磨削硬質合金、寶石、陶瓷、光學玻璃、不鏽鋼
高硬磨料 立方氮化硼 CBN 立方氮化硼 8000-9000 黑色 硬度僅次于金剛石,耐磨性和導電性好,發熱量小 磨削硬質合金、不鏽鋼、高合金鋼等難加工材料
人造金剛石 MBD 碳結晶體 10000 乳白色 硬度極高,韌性很差,價格昂貴 磨削硬質合金、寶石、陶瓷等高硬度材料

(2)粒度

粒度是指磨料顆粒尺寸的大小。粒度分為磨粒和微粉兩類。對于顆粒尺寸大于 40μm的磨料,稱為磨粒。用篩選法分級,粒度号以磨粒通過的篩網上每英寸長度内的孔眼數來表示。如60 # 的磨粒表示其大小剛好能通過每英寸長度上有60孔眼的篩網。對于顆粒尺寸小于40μm的磨料,稱為微粉。用顯微測量法分級,用W和後面的數字表示粒度号,其W後的數值代表微粉的實際尺寸。如W20表示微粉的實際尺寸為20μm。

砂輪的力度對磨削表面的粗糙度和磨削效率影響很大。磨粒粗,磨削深度大,生産率高,但表面粗糙度值大。反之,則磨削深度均勻,表面粗糙度值小。所以粗磨時,一般選粗粒度,精磨時選細粒度。磨軟金屬時,多選用粗磨粒,磨削脆而硬材料時,則選用較細的磨粒。粒度的選用見表 6.7。

表 6.7 磨料粒度的選用

粒度号 顆粒尺寸範圍/μm 适用範圍 粒度号 顆粒尺寸範圍/μm 适用範圍
12-36 2000-1600
500-400
粗磨、荒磨、切斷鋼坯、打磨毛刺 W40-20 40-28
20-14
精磨、超精磨、螺紋磨、珩磨
46-80 400-315
200-160
粗磨、半精磨、精磨 W14-10 14-10
10-7
精磨、精細磨、超精磨、鏡面磨
100-280 165-125
50-40
精磨、成型磨、刀具刃磨、珩磨 W7-3.5 7-5
3.5-2.5
超精磨、鏡面磨、制作研磨劑等

(3)結合劑

結合劑是把磨粒粘結在一起組成磨具的材料。砂輪的強度、抗沖擊性、耐熱性極耐腐蝕性,主要取決于結合劑的種類和性質。常用結合劑的種類、性能及适用範圍見表 6.8。

表 6.8常用結合劑的種類、性能及适用範圍

種類 代号 性能 用途
陶瓷 V 耐熱性、耐腐蝕性好、氣孔率大、易保持輪廓、彈性差 應用廣泛,适用于 v<35m/s的各種成形磨削、磨齒輪、磨螺紋等
樹脂 B 強度高、彈性大、耐沖擊、堅固性和耐熱性差、氣孔率小 适用于 v>50m/s的高速磨削,可制成薄片砂輪,用于磨槽、切割等
橡膠 R 強度和彈性更高、氣孔率小、耐熱性差、磨粒易脫落 适用于無心磨的砂輪和導輪、開槽和切割的薄片砂輪、抛光砂輪等
金屬 M 韌性和成形性好、強度大、但自銳性差 可制造各種金剛石磨具

(4)硬度

砂輪硬度是指砂輪工作時,磨粒在外力作用下脫落的難易程度。砂輪硬,表示磨粒難以脫落;砂輪軟,表示砂輪容易脫落。砂輪的硬度等級見表 6.9。

表 6.9 砂輪的硬度等級及代号

硬度等級 大級 超軟 中軟 中硬 超硬
 

小級 超軟 軟1 軟2 軟3 中軟1 中軟2 中1 中2 中硬1 中硬2 中硬3 硬1 硬2 超硬
代号  

D E F G H J K L M N P Q R S T Y

砂輪的硬度與磨料的硬度是完全不同的兩個概念。硬度相同的磨料可以制成硬度不同的砂輪,砂輪的硬度主要決定于結合劑性質、數量和砂輪的制造工藝。例如,結合劑與磨粒粘固程度越高,砂輪硬度越高。

砂輪硬度的選用原則是:工件材料硬,砂輪硬度應選用軟一些,以便砂輪磨鈍磨粒及時脫落,露出鋒利的新磨粒繼續正常磨削;工件材料軟,因易于磨削,磨粒不易磨鈍,砂輪應選硬一些。但對于有色金屬、橡膠、樹脂等軟材料磨削時,由于切屑容易堵塞砂輪,應選用較軟砂輪。粗磨時,應選用較軟砂輪;而精磨、成型磨削時,應選用硬一些的砂輪,以保持砂輪的必要形狀精度。機械加工中常用砂輪硬度等級為 H至N(軟2-中2)。

(5)組織

砂輪的組織是指組成砂輪的磨粒、結合劑、氣孔三部分體積的比例關系。通常以磨粒所占砂輪體積的百分比來分級。砂輪有三種組織狀态:緊密、中等、疏松;細分成 0-14号間,共15級。組織号越小,磨粒所占比例越大,砂輪越緊密;反之,組織号越大,磨粒比例越小,砂輪越疏松,見表6.10。

表 6.10 砂輪組織分類

組織号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
磨粒率% 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34
類别 緊密 中等 疏松
應用 精磨、成型磨 淬火工件、刀具 韌性大和硬度低的金屬

(6)形狀與尺寸

砂輪的形狀和尺寸是根據磨床類型、加工方法及工件的加工要求來确定的。常用砂輪名稱、形狀簡圖、代号和主要用途見表 6.11。

常用砂輪形狀、代号和用途(查看圖标)

砂輪的特性均标記在砂輪的側面上,其順序是:形狀代号、尺寸、磨料、粒度号、硬度、組織号、結合劑、線速度。例如:外徑300mm,厚度50mm,孔徑75mm,棕剛玉,粒度60,硬度L,5号組織,陶瓷結合劑,最高工作線速度35m/s的平行砂輪,其标記為:砂輪1-300 × 50 × 75-A60L5V-35m/s。

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