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白剛玉磨料與其他磨料的對比

日期:2022-08-13 18:18:17 人氣:點擊:

白剛玉磨料與其他磨料的對比

 
在研磨拋光行業,白剛玉磨料是最古老的磨料之一,它與其他的磨料有什么區別嗎?下面我們將在研磨噴砂和磨具制造兩個領域來橫向對比各種磨料的特點。
 
一、噴砂行業
白剛玉磨料。它是用熔融的方法將鋁氧粉熔成液態在冷卻凝結的磨料。它的Al2O3成分比例越高(白剛玉的Al2O3含量為99%),就意味著硬度和切削研磨能力越強。自20世紀初開始批量生產以后,白剛玉磨料就用于大部分的研磨工作中。白剛玉磨料可用于鋁合金、不銹鋼、金屬的精細研磨,碳鋼、鉻合金、鉬合金、硬質合金等金屬的表面清理,也可以用于非金屬材料例如亞克力、塑膠、竹制產品、木制產品、玻璃的表面鈍化。
 
棕剛玉磨料。棕剛玉磨料氧化鋁的成分比例比白剛玉略低,一級品的純度在93-96%,也是用熔融法之作的人造磨料。但是,棕剛玉的原材料是鋁礬土,而非純度更高的氧化鋁。另外,棕剛玉的冶煉成品通常分不同等級,這是由冶煉路不同部位形成晶體的差異造成的。因此,棕剛玉的品質差異性較大。一級棕剛玉的韌性比白剛玉高,這使得棕剛玉磨料可作為基礎的高硬度磨料,用于不同的使用場景。對于金屬、碳鋼、玻璃等材料的大規模噴砂,棕剛玉是不錯的選擇。
 
石榴石磨料。石榴石磨料的硬度是天然磨料中的佼佼者,是一種天然礦石砂,純度高的石榴石硬度也達莫氏8.5,對于管道噴砂、大型鋼構件噴砂、船舶清理噴砂、陽極處理前表面準備等噴砂,具有經濟效益。一些石榴石存在綠輝石等伴生礦,這會影響石榴石的純度,進而影響噴砂效率。
 
黑色碳化硅磨料。它是比剛玉系磨料硬度更高的磨料,黑碳化硅磨料的冶煉過程是將石英砂和無煙煤(或石油焦)混合放入大型石墨電阻爐進行反應的過程。一級黑碳化硅的硬度很高,達到莫氏9.2,SiC含量可達98%。同時脆性大,研磨過程中顆粒不斷破碎形成新的刃口。因此,磨削能力比剛玉系磨料高。適用于陶瓷、大理石、花崗巖的清理噴砂,也可用于玻璃、鋁合金、銅制品、玉石的精細研磨處理。
 
綠色碳化硅磨料。綠碳化硅磨料的生產過程于黑碳化硅相似,但是綠碳化硅通常不用無煙煤,而使用石油焦為主要原料,并添加食鹽。綠色碳化硅的純度比黑碳化硅高,SiC含量為99%。它的莫氏硬度為9.4-9.5,這使得綠碳化硅成為僅次于人造金剛石的磨料。對于硬度高的鎂合金、鈦合金、碳化鎢合金,綠碳化硅都可以快速切削,顯現出很高的鋒利度。另外,對于特殊的非金屬材料,例如硅酸鈣玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、光學玻璃,珠寶玉石等,也體現出卓越的研磨性能。
 
玻璃珠磨料。玻璃珠的硬度為莫氏5-6,其球形的顆粒形狀不會對工件表面產生破壞性的劃痕。用于表面噴丸的玻璃珠是利用回收玻璃重新回爐融化后,使用火焰漂浮法生產的鈉鈣玻璃。原材料的品質對玻璃珠的影響在于重金屬的殘留,金屬含量高的玻璃珠會影響噴砂的光潔度,也容易于工件材質發生反應。玻璃珠的價格經濟,可用于各種金屬材料的表面美化,噴砂的效果比前幾種棱角型磨料更為光亮。
 
陶瓷砂磨料(氧化鋯珠)。陶瓷砂磨料也是用熔融法生產的人造磨料,顆粒形狀為圓球型。生產陶瓷砂主要的原材料是鋯英砂,這就注定了陶瓷砂的價格很昂貴。盡管如此,陶瓷砂還是憑借其不易破碎、無污染、噴丸效果亮度高、使用壽命長的優點,廣泛用于電子零件、航空部件、不銹鋼材料、鎂鋁合金、鈦合金等產品的精細拋光,可以美化產品的表面,提高金屬制品的附加值。在航空領域中,還可以提高金屬的抗疲勞性能,消除表面應力,發展前景十分廣闊。
 
核桃砂磨料。核桃砂也被稱為核桃殼砂,是將干燥的核桃破碎、取殼,然后研磨成不同大小的顆粒。核桃砂磨料的硬度2.5-3.0,根據不同品種的桃核有所差異,質量好的核桃殼是經過風化的長白山野生核桃殼,硬度比人工種植的核桃殼高。雖然核桃殼磨料的硬度不高,但是其顯著的特點是吸油性強。良好的吸油性,可以對帶有污漬的材料例如帶有油污的發動機進行表面處理,提高清理效率。另外,核桃殼砂還用于手術器械、金屬樂器、高爾夫球桿等產品的表面美化,該磨料不會造成對工件的損傷。
 
碳酸氫鈉磨料。(小蘇打磨料)碳酸氫鈉磨料是用物理合成的方法制成的磨料顆粒,它溶于水,噴砂時不會產生火花,對底漆下的工件無損害。其莫氏硬度為2.5-3.0,常見的用途是汽車漆面清理,石化行業油罐車清理。國外還有用碳酸氫鈉作為牙科噴砂材料。用碳酸氫鈉噴砂過后,用水清理方便,也不會產生污染。
 
二、磨具行業
 
白剛玉磨料。磨料代碼為WA,它的自銳性是傳統磨料中比較高的,適合生產各種切割、粗磨、精磨、粗拋、細拋的磨具制品。在各種磨具制品例如陶瓷砂輪、磨頭、樹脂切割片、打磨片、涂附磨具、油石等產品中均可找到白剛玉的身影。這些磨具主要針對的是普通金屬類產品。白剛玉在磨料市場中占比大,各個生產廠家深耕多年,對白剛玉的品質提升有很大幫助。白剛玉磨料不僅粒度齊全,品質也在往低鈉、高堆密方向發展。此外,在白剛玉的基礎上研發的鍍銥白剛玉,韌性和親水性比普通白剛玉高,可作為提升磨具品質的選擇。
 
棕剛玉磨料。磨料代碼為A,它的韌性比白剛玉高,自銳性不如白剛玉。棕剛玉的基礎性能和高韌性,使棕剛玉適合打磨片、荒磨砂輪、拋光涂附磨具等。另外,棕剛玉在配合鋯剛玉一起制成高端的磨具制品也有廣闊的前景。再次,對棕剛玉進行一定溫度的煅燒,可以增強棕剛玉的親水性和強度,降低棕剛玉的熱膨脹系數,可以提高磨具制品的使用壽命和性能。
 
黑碳化硅磨料。磨料代碼為C。黑碳化硅具有比剛玉硬度高的特點,主要用于生產針對大理石、混凝土、水泥打磨的磨具,也可以用于生產水磨砂紙、去除漆面、去除焊點的清理砂輪等。黑碳化硅用于涂附磨具主要是使用黑碳化硅P砂系列,用于金屬、木制表面、竹制產品的手工打磨。
 
綠碳化硅磨料。磨料代碼為GC,它的硬度比黑碳化硅更高,研磨也更加高效。主要用于針對花崗巖、陶瓷、玻璃、瓷磚修整的磨具中,也適合生產多功能砂輪、軸承鋼油石、精磨油石、PVC研磨輪等產品中。另外,由于綠碳化硅是非超硬磨具中硬度最高的磨料,經常添加到金剛石磨具中,起到降低成本、填充的作用。
 
鉻剛玉磨料。磨料代碼為PA。鉻剛玉也是一種熔融的氧化鋁磨料,其冶煉過程中加入0.5-2%的氧化鉻,氧化鋁的晶體結構會發生變化,表現出比白剛玉更好的機械強度、韌性和比重。鉻剛玉適用于生產陶瓷砂輪、樹脂砂輪等固結磨具,很少用到涂附磨具中。針對的材質也以金屬材料為主。鉻剛玉獨特的晶體結構可以在磨削時帶走熱量,減少金屬表面的堵塞,提高砂輪的鋒利程度。
 
單晶剛玉。磨料代碼為SA。單晶剛玉的冶煉是白剛玉和合金制品融合的過程,冶煉后的顆粒是獨立的晶體,不同粒度的劃分沒有經過機械的破碎,因而磨料顆粒的韌性和強度比白剛玉、鉻剛玉更好,并且能與結合劑更緊密的粘接在一起。單晶剛玉主要用于生產陶瓷砂輪、切割砂輪,針對軸承鋼材、鈦合金、釩合金、奧氏體不銹鋼、抗指紋板材的研磨,磨具的效率和使用壽命都有很大提升。
 
鋯剛玉。磨料代碼為ZA。鋯剛玉是目前為止耐磨性能最高的普通磨料(相對超硬磨料),它是由鋯質材料和氧化鋁經高溫冶煉然后快速冷卻而成。鋯剛玉的典型用途是生產重負荷砂輪。鋯剛玉的顆粒破碎機理也是通過研磨磨料脫落,形成新的切削刃面,顆粒每次的脫落是鋯剛玉晶體的脫落。而鋯剛玉的晶體尺寸是白剛玉的二十分之一,韌性是棕剛玉的數十倍,抗壓強度和堆積密度也比普通剛玉高的多。鋯剛玉磨料可用于機床加工中的無心磨陶瓷砂輪、重負荷砂輪、樹脂切割砂輪、鐵路導軌磨砂輪等固結磨具和拋光盤、柔性尼龍砂輪等涂附磨具,其性能的提升都很明顯。鋯剛玉更適合機器負載大的磨削,例如大功率切割機、重負荷磨床、智能裝備打磨。
 
陶瓷剛玉磨料(SG磨料)。磨料代碼為SG。陶瓷剛玉的生產工序比較復雜,也顛覆了傳統磨料冶煉的方法,采用先把原材料化學溶解,添加助劑制成膠凍狀,冷卻煅燒而成。陶瓷剛玉的研磨機制是顆粒納米級的破碎并脫落??梢韵胂?,這對磨料自銳性和壽命的提升多么具有革命性的提升。不僅如此,先進的陶瓷剛玉廠家對顆粒的形狀也做出了更多的創新,三角型片狀顆粒、三棱錐型顆粒、柱狀顆粒都是陶瓷剛玉的新形態。SG磨料由3M公司發明至今,國際上聞名的磨料公司如圣戈班、德國馬圈都開發了自己的陶瓷剛玉產品,但是性能都不如3M Cubitron系列。陶瓷剛玉可針對航空頁片研磨、高硬度軸承鋼、鎳鉻合金、鈦合金等特種鋼材的精細研磨。陶瓷剛玉的推廣,對提高研磨效率、節省人工和后續拋光成本提供了可能。用它制成的陶瓷砂輪、涂附砂輪、樹脂砂輪工作效率提升了一個數量級,為機器人打磨切割創造了條件。


 

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