磨料是磨具的主体材料。在使用磨具作磨削加工时,它起着切削刃的作用。在构成磨具的诸要素中,它是磨具能否进行磨削的关键要素。
磨料的物理化学特性还对磨具的制造过程有着重大的影响。由于陶瓷具需要在高温中烧成,因而它对磨料的部分质量指标项目(如化学成分,磁性物含量等)的要求较之其他结合剂磨具更为严格。
为了保证陶瓷磨具的产品质量以及避免可能产生废品,磨具制造厂需要对进厂的磨料进行必要的理化检验,确认其符合有关国家标准后,方可投入生产制造。
磨料的物理化学特性对陶瓷磨具的使用性能及制造过程的影响见表3-2-1。
表3-2-1 磨料的物化特性对陶瓷磨具的影响
磨料的物化特性 与磨具使用性能的关系 与陶瓷磨具制造过程的关系
显微硬度 是能否进行磨削的关键特性,磨料的硬度必须高于被加工材料的硬度
脆性 不同的磨削要求磨料要有不同的脆性,一般来说,脆性小的磨料适宜于大磨除量的磨削,如荒磨,切断,修磨等。而脆性大的磨料,适宜于精磨及光整磨削
强度 强度较高的被磨材料要用强度较高的磨料去磨削
热稳定性 在磨削区的高温下,应保持一定的物理机械性能,才能继续磨削过程 其结晶结构及其他特性应不受烧成温度的影响
化学稳定性 磨料与被加工材料不易发生化学反应,以避免互相扩散,粘附而引起磨粒的化学磨钝及磨具的堵塞 在烧成气氛与结合剂的低熔物质的作用下,磨料应不发生分解,氧化或其他能改变其性质的化学成分。特别是对碳化硅等易分解的磨料,在烧成气氛及结合剂成分上更应予以重视
化学成分及矿物组成 其变化将影响磨料的基本性能,从而影响磨具的磨削性能 如磨料的化学成分和矿物组成发生变化,杂质增加,交会对陶瓷磨具制造过程产生一系列的影响,将增加发泡,黑心,裂纹,变形等的可能性
毛细现象(磨料的常温及高温润温性) 混料时,如磨料的的常湿润性不好,将影响副料的均匀分布及磨料与副料之间的粘结,在烧成时,如磨料的高湿润温性不好,将影响到结合剂的流动与分布,从而影响到磨粒与结合剂的粘结强度
表面地形特征及微缺陷 对磨料的脆性及强度均有一定的影响,特别是是微裂纹,微孔洞等影响更大 表面粗糙较之表面光滑的磨粒能更好地与结合剂粘结,因此应根据磨粒的表面地形特征来选用不同特性的结合剂
堆积密度 将影响成形料的堆积密度,特别在以压力控制成型密度时,将对磨具坏的密度有影响,从而影响磨具的硬度及组织
粒度组成 磨料的粒度组成变化过大,将对磨具的磨削效率,表面粗糙度有影响 磨料的粒度组成不稳定,将影响磨具的硬度稳定性,对于细粒度磨具更为显著
磁性物含量 感磁物经高温烧成后会在磨具中结成硬点,会使被磨工件表面质量变坏,增加烧伤,划道及表面粗糙的可能性 所形成的硬点,其颜色有异于磨具其他部分,影响磨具的外观