磨料的种类
一、 天然磨料
自然界一切可以用于磨削或研磨的材料统称为天然磨料. 常用的天然磨料有以下几种:
1. 金刚石
金刚石是目前已知最硬的物质, 其显微硬度为98.59Gpa. 金刚石是碳的同素异型体, 主要成份是碳, 另外还含有0.02~4.8%的杂质, 比重为3.15~3.53g/cm3.其产地非常有限, 不但价格昂贵, 而且极为缺乏.
金刚石因含杂质的不同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等, 脆性较大, 易沿结晶面裂开, 结晶越大抵抗外力的作用越强, 金刚石的计量单位是克拉,1克拉=0.2g.
天然金刚石作为磨料主要用途有两个方面:
(1) 用于修整砂轮;
(2) 磨削和研磨难加工材料(如硬质合金、宝石、玻璃、石料等).
2. 天然刚玉
天然刚玉的主要矿物成份为α——Al2O3, 其显微硬度为20.58Gpa, 比重为
3.93~4.00g/cm3.自然界存在的天然刚玉主要有以下三种:
(1)优质刚玉(俗称宝石)有蓝宝石(含钛)、红宝石(含铬)等;
(2)普通刚玉, 呈黑色或棕红色;
(3)金刚砂, 可分为绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂, 它是一种集合晶体, 硬度较低. 在上述三种天然刚玉中, 第一种主要用于首饰, 而后二种可以作为磨料, 用来制造砂轮、油石、砂纸、砂布或微粉、研磨膏等.
3.石榴石
石榴石的晶形较好, 显微硬度为13.33Gpa. 属于石榴石的矿物种类很多, 但适合于作磨料的仅有铁铝石榴石一种, 其矿物组成这:3FeO.Al2O3.3SiO2, 含量不低于85~90%.
4. 石英
石英的化学成份为SiO2, 常夹杂有Al2O3、Fe2O3、 CaO MgO Fe2O3等. 显微硬度为8.04 Gpa, 可用作磨料的石英矿有脉石英、石英岩及石英砂等.
随着科学技术的发展, 人造磨料的品种已达几十种之多, 天然磨料由于自身的缺陷, 已被越来越多的人造磨料所取代, 目前除了天然金刚石、石榴石外, 其它种类的天然磨料用量甚微.
二、 人造磨料
人造磨料分刚玉系列、碳化物系列、超硬系列等几大类. 现将各类磨料的简要制造方法、特性及磨削对象分别叙述如下.
1. 刚玉系列人造磨料
属于刚玉系的人造磨料有棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚玉、镨钕刚玉、黑刚玉及矾土烧结刚玉等.
(1)棕刚玉(A )
棕刚玉是以铝矾土、无烟煤和铁屑为原料, 在电弧炉内经高温冶炼而成. 在冶炼过程中, 无烟煤中的碳将矾土中的氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属, 为些金属结合在一起成为铁合金, 由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底与刚玉熔液分离. 仅有少量的杂质夹杂在刚玉熔快中.
棕刚玉的主要矿物成份为物理刚玉, 三方晶系, 少量的矿物杂质有:硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石(又称莫来石)、钛化物、玻璃体及少量铁合金等.
棕刚玉的抗破碎能力较强, 抗氧化、抗腐蚀, 具有良好的化学稳定性, 是一种用途广泛的磨料. 适用于磨削抗张强度高的金属材料, 如普通碳素钢、硬青铜、合金钢的细磨和精磨, 磨加工螺纹和齿轮等, 白刚玉还可用于精密铸造及高级耐火材料.
(3)铬刚玉(PA )
铬刚玉中由于引入Cr3+改善了磨料的韧性, 其韧性较白刚玉高, 而硬度与白刚玉相近, 用于加工韧性较大的材料时, 其加工效率比白刚玉高, 并且工件表面的光洁度也较好, 铬刚玉适应于加工韧性高的淬火钢、合金钢、精密量具及仪表零件等光洁度要求较高的工件.
(4)微晶刚玉(MA )
微晶刚玉所采用的原材料及冶炼方法与棕刚玉基本相同, 在停炉后立即把熔液通过流放或倾倒的方法倒入枝模子内急速冷却(一般在30分钏以内), 因而得到微细结晶的集合体. 微晶刚玉在冶炼过程中, 杂质的还原程度较差,Al2O3含量为94~96%,晶体尺寸一般在80~300微米, 晶体占57~85%,最大晶体尺寸不超过400~600微米. 它具有强度高, 韧性较大的特点. 适用于重负荷磨削, 可以磨削不锈钢、碳素钢、轴承钢以及特种球墨铸铁等材料, 由于磨粒在磨削过程中呈微刃破碎状态, 也被用于精密磨削甚至镜面磨削.
(5)单晶刚玉(SA )
单晶刚玉是以矾土、无烟煤、铁屑和黄铁矿为原材料, 在电弧炉内共熔, 矾土中的氧化铁、二氧化硅和氧化钛先后被还原并组成铁合金从熔液中沉降至炉底. 一小部分氧化铝与碳、硫化亚铁起复分解反应, 生成少量的硫化铝填充在单晶颗粒之间, 当熔块冷却后放入水中时, 硫
化铝被溶解, 而被硫化铝隔开的单晶刚玉即可分散开成为自然粒度的磨料.
单晶刚玉呈灰白色, 其颗粒形状多为等积形, 晶体内不含杂质, 具有多棱角的切削刃, 在同样的磨削力作用下, 所形成的力矩小于其它磨料, 因此它不易折碎, 机械强度较高, 单颗粒抗压强度为22~38kg,而棕刚玉仅为10~20kg.单晶刚玉由于有较高的硬度和韧性, 所以切削能力较强, 可用来加工工具钢、合金钢、不锈钢、高钡钢等韧性大、硬度高的难磨材料.
(6)锆刚玉(ZA )
锆刚玉是以铝氧粉和锆英石为原料, 在电弧炉内经高温冶炼而成, 整个过程基本上是一个熔化再结晶的过程. 它是一种由α——Al2O3, 与ZrO2组成的共晶集合体, 在冶炼过程中应尽可能使两种结晶相互交错构成微晶型晶体.
锆刚玉适用于高速重负荷磨削, 可荒磨铸铁、铸钢、合金钢和高速钢等, 特别适合于钛合金、耐热合金、高钒钢、不锈钢的磨加工.
(7)镨钕刚玉(NA )
镨钕刚玉的制造工艺与白刚玉相似, 其差异是在冶炼过程中加入约0.175%的镨钕富集物(氧化镨、氧化钕、氧化镧). 大量的磨削试验证明其磨削性能优于白刚玉, 适用磨削不锈钢、高速钢、球磨铸铁、高锰铸钢及某些耐热合金等.
(8)黑刚玉(BA )
黑刚玉的冶炼方法与棕刚玉相同, 是以三水铝矾土为原料, 加少量还原剂, 经溶炼而成, 其耗电量约为棕刚玉的三分之二. 呈黑色, 主要化学成分:Al2O3不低于77%,SiO2含量为10~12%,
Fe2O3含量为7~10%,TiO2约为3%,比重不小于3.61.
黑刚玉具有很好的自锐性, 磨削时发热量少, 加工件的光洁度较好, 适用于零件电镀前底面抛光, 铝制品和不锈钢的抛光, 也可用于抛光光学玻璃、加工木材等. 由于它的亲水性好, 可用在制造砂纸、砂布和树脂磨具, 还可以作研磨膏和抛光粉. 黑刚玉由于铁含量高, 因而不宜用于制造陶瓷磨具.
(9)矾土烧结刚玉
矾土烧结刚玉是唯一不用电炉冶炼的刚玉, 它是用优质熟矾土(Al2O3含量85%以上)经湿法球磨至3微米的微粒料浆(球磨时应加粘结剂), 再经压滤成型为各种几何形状的磨粒, 在1500℃下烧结.
矾土烧结刚玉的主要化学成份是:Al2O3(85~88%)、SiO2(3~4%)、TiO2(3.5~4.5%)、Fe2O3(5.6~6.5%). 它具有α——Al2O3微晶结构, 韧性高, 可承受较大的磨削压力而不至于
破碎, 并能切削较厚的金属层, 横向进给可高达6mm 以上. 磨料的形状可制成各种柱形体, 这是所有磨料中唯一的特例, 适用于重负荷荒磨.
2. 碳化物系列人造磨料
(1)碳化桂
碳化硅是以石英、石油焦炭为主料, 水粉、食盐为辅料按一定比例混匀后装入电阻炉内, 通过高温冶炼而制成的人造磨料.
碳化硅分黑绿两种:黑碳化硅呈黑色或蓝黑色, 绿碳化硅呈绿色或蓝绿色. 在制造过程中, 生产绿色碳化硅的特点在于采用较纯的原材料, 炉料中加入食盐, 它可促进产品呈绿色. 绿色碳化硅的纯度要高于黑色碳化硅.
碳化硅不与任何酸起反应, 但碱性氧化物的熔体能促使碳化硅的分解.
黑色碳化硅与刚玉系人造磨料相比, 硬度较高、脆性较大, 适用于加工抗张强度较低的金属及非金属材料, 如灰铸铁、黄铜、铅等有色金属, 以及陶瓷、玻璃厂料等硬质脆性材料. 绿色碳化硅与黑色碳化硅相比, 其纯度、硬度、脆性稍大, 适用于加工硬而脆的材料, 如硬质合金、玻璃、玛瑙等, 也广泛用于量具、刃具、模具的精磨及飞机、汽车、船舶等发动机气缸的珩磨.
随着工业的发展和科学技术的进步, 碳化硅的非磨削用途在不断扩大, 在耐炎材料方面用于制作各种高级耐炎制品, 如垫板、出铁槽、坩锅熔池等;在冶金工业上作为炼钢脱氧剂, 可以节电, 缩短冶炼时间, 改善操作环境;在电气工业方面利用碳化硅导电、导热及抗氧化性来制造发热元件——硅碳棒. 碳化硅的烧结制品可作固定电阻器, 在工程上还可作防滑防腐蚀剂. 碳化硅与环氧树脂混合可涂在耐酸容器中、蜗轮机叶片上起防腐耐磨作用.
(2) 铈碳化硅(CC )
铈碳化硅是在碳化硅的炉料内不加食盐而添加微量的氧化铈(CeO2)冶炼出来的, 其外观和绿碳化硅相似, 显微硬度为36.29Gpa. 与绿碳化硅相比, 其铈碳化硅的显微硬度、单颗粒抗压强度、韧性等均比绿碳化硅高.
由于铈碳化硅的物理性能有所改弯, 因此, 其磨削效果也得到了一定的改善. 试验证明磨钛合金时, 铈碳化硅与绿碳化硅相比, 切削效率提高近一倍, 并且火花较小;磨铸铁时, 当进刀量为0.01mm 时, 铈碳化硅的耐用度比绿碳化硅砂轮提高18.9%,磨削比提高9.6%,当进刀量为0.02mm 时, 其耐用度提高27.4%,磨削比提高74.1%.由此可见, 用铈碳化硅磨削铸铁进刀量时, 其效果比绿碳化硅提高的更显著. 磨硬质合金的效果与绿碳化硅相近, 磨削CO5Si M5Al 5F-6等难磨高速钢, 其效果与单晶刚玉相似.
(3) 碳化硼(BC )
碳化硼(B4C )是以硼酸(H3BO3)和炭素材料为原料, 在电弧炉内经1700~2300℃的高温冶炼, 由碳直接还原熔融的硼酐(B2O3)而制得.
碳化硼是一种具有金属光泽的灰黑色粉末, 是一种超硬材料. 在空气中加热至500℃时, 碳化硼开始氧化当温度达到800~900℃时, 其氧化作用更为显著. 碳化硼曾用来代替金刚石研磨硬质合金刀具. 其烧结制品可以代替金刚石作为砂轮的修整工具, 适用于精磨碳钨合金、碳钛合金、烧结刚玉、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料制品.
(4) 碳硅硼
碳硅硼是以硼酸、石英砂、石墨为原料, 在电弧炉内经高温冶炼而成, 呈灰黑色, 其硬度次于氮化硼高于碳化硼, 脆性大, 适用于硬质合金、半导师体、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料的加工.
3. 超硬系列人造磨料
(1)金刚石(JR )
金刚石是以石黑为原料, 以某些金属或合金为触媒, 在高温(1000~2000℃)、高压(557~608Mpa)下, 使石墨结构转变为金刚石结构而成. 金刚石是已知的最硬物质, 具有较高的抗压强度、良好的导热性、化学稳定性、耐磨性, 以及较强的切削能力.
金刚石可分为JR1、JR2、JR3、JR4、JR5五个牌号, 其特点和用途如下:
1.JR1型:晶体多为针片状, 晶面粗糙, 用于制造树脂结合剂金刚石磨具, 主要用于硬质合金、陶瓷、玻璃及难磨材料的精磨工序, 加工效果好, 表面光漫无边际度高, 有时也用于半精磨, 但不适于重负荷磨削.
2.JR2型:晶体大部分为等积形, 适于制造金属结合剂及陶瓷结合剂金刚石磨具. 它可承受较大的负荷, 用于粗磨、半精磨硬质合金及非金属材料, 也可切割光学玻璃、宝石、高硬岩石等.
3.JR3型:晶体较完整, 晶面光滑, 抗压强度高, 用于制造金属结合剂地质钻头、修整工具和切割工具等.
4.JR4型:晶体完整, 抗压强度高于JR3, 用于制造地质钻头、修整工具和切割工具等.
5.JR5型:颗粒为浅黄或淡黄绿色, 多为透明无杂质的完整八面晶体, 强度高, 适于制造切割锯片, 钻头及修整工具等, 用于加工硬脆非金属材料.
(2)立方氮化硼
立方氮化硼是以六方氮化硼为原料, 减金属或碱土金属或它们的氮化物作触媒, 在高压
高温下转变为立方晶体的氮化硼. 这一转变与石墨转变为金刚石相似.
立方氮化硼是一种新型的超硬磨料, 其硬度仅次于金刚石, 而热稳定性、化学稳定性均优于金刚石, 特别是对铁族金属的化学惰性好, 不易与钢材起反应, 磨既硬又韧的钢材时具有独特的优点, 耐磨性比普通磨料高30~40倍, 在加工高速钢、合金钢、耐热钢时, 其工作能力在大超过金刚石磨具的工作能力. 亦可作为磨加工硬质合金及非金属材料使用.
磨料的种类
一、 天然磨料
自然界一切可以用于磨削或研磨的材料统称为天然磨料. 常用的天然磨料有以下几种:
1. 金刚石
金刚石是目前已知最硬的物质, 其显微硬度为98.59Gpa. 金刚石是碳的同素异型体, 主要成份是碳, 另外还含有0.02~4.8%的杂质, 比重为3.15~3.53g/cm3.其产地非常有限, 不但价格昂贵, 而且极为缺乏.
金刚石因含杂质的不同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等, 脆性较大, 易沿结晶面裂开, 结晶越大抵抗外力的作用越强, 金刚石的计量单位是克拉,1克拉=0.2g.
天然金刚石作为磨料主要用途有两个方面:
(1) 用于修整砂轮;
(2) 磨削和研磨难加工材料(如硬质合金、宝石、玻璃、石料等).
2. 天然刚玉
天然刚玉的主要矿物成份为α——Al2O3, 其显微硬度为20.58Gpa, 比重为
3.93~4.00g/cm3.自然界存在的天然刚玉主要有以下三种:
(1)优质刚玉(俗称宝石)有蓝宝石(含钛)、红宝石(含铬)等;
(2)普通刚玉, 呈黑色或棕红色;
(3)金刚砂, 可分为绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂, 它是一种集合晶体, 硬度较低. 在上述三种天然刚玉中, 第一种主要用于首饰, 而后二种可以作为磨料, 用来制造砂轮、油石、砂纸、砂布或微粉、研磨膏等.
3.石榴石
石榴石的晶形较好, 显微硬度为13.33Gpa. 属于石榴石的矿物种类很多, 但适合于作磨料的仅有铁铝石榴石一种, 其矿物组成这:3FeO.Al2O3.3SiO2, 含量不低于85~90%.
4. 石英
石英的化学成份为SiO2, 常夹杂有Al2O3、Fe2O3、 CaO MgO Fe2O3等. 显微硬度为8.04 Gpa, 可用作磨料的石英矿有脉石英、石英岩及石英砂等.
随着科学技术的发展, 人造磨料的品种已达几十种之多, 天然磨料由于自身的缺陷, 已被越来越多的人造磨料所取代, 目前除了天然金刚石、石榴石外, 其它种类的天然磨料用量甚微.
二、 人造磨料
人造磨料分刚玉系列、碳化物系列、超硬系列等几大类. 现将各类磨料的简要制造方法、特性及磨削对象分别叙述如下.
1. 刚玉系列人造磨料
属于刚玉系的人造磨料有棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚玉、镨钕刚玉、黑刚玉及矾土烧结刚玉等.
(1)棕刚玉(A )
棕刚玉是以铝矾土、无烟煤和铁屑为原料, 在电弧炉内经高温冶炼而成. 在冶炼过程中, 无烟煤中的碳将矾土中的氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属, 为些金属结合在一起成为铁合金, 由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底与刚玉熔液分离. 仅有少量的杂质夹杂在刚玉熔快中.
棕刚玉的主要矿物成份为物理刚玉, 三方晶系, 少量的矿物杂质有:硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石(又称莫来石)、钛化物、玻璃体及少量铁合金等.
棕刚玉的抗破碎能力较强, 抗氧化、抗腐蚀, 具有良好的化学稳定性, 是一种用途广泛的磨料. 适用于磨削抗张强度高的金属材料, 如普通碳素钢、硬青铜、合金钢的细磨和精磨, 磨加工螺纹和齿轮等, 白刚玉还可用于精密铸造及高级耐火材料.
(3)铬刚玉(PA )
铬刚玉中由于引入Cr3+改善了磨料的韧性, 其韧性较白刚玉高, 而硬度与白刚玉相近, 用于加工韧性较大的材料时, 其加工效率比白刚玉高, 并且工件表面的光洁度也较好, 铬刚玉适应于加工韧性高的淬火钢、合金钢、精密量具及仪表零件等光洁度要求较高的工件.
(4)微晶刚玉(MA )
微晶刚玉所采用的原材料及冶炼方法与棕刚玉基本相同, 在停炉后立即把熔液通过流放或倾倒的方法倒入枝模子内急速冷却(一般在30分钏以内), 因而得到微细结晶的集合体. 微晶刚玉在冶炼过程中, 杂质的还原程度较差,Al2O3含量为94~96%,晶体尺寸一般在80~300微米, 晶体占57~85%,最大晶体尺寸不超过400~600微米. 它具有强度高, 韧性较大的特点. 适用于重负荷磨削, 可以磨削不锈钢、碳素钢、轴承钢以及特种球墨铸铁等材料, 由于磨粒在磨削过程中呈微刃破碎状态, 也被用于精密磨削甚至镜面磨削.
(5)单晶刚玉(SA )
单晶刚玉是以矾土、无烟煤、铁屑和黄铁矿为原材料, 在电弧炉内共熔, 矾土中的氧化铁、二氧化硅和氧化钛先后被还原并组成铁合金从熔液中沉降至炉底. 一小部分氧化铝与碳、硫化亚铁起复分解反应, 生成少量的硫化铝填充在单晶颗粒之间, 当熔块冷却后放入水中时, 硫
化铝被溶解, 而被硫化铝隔开的单晶刚玉即可分散开成为自然粒度的磨料.
单晶刚玉呈灰白色, 其颗粒形状多为等积形, 晶体内不含杂质, 具有多棱角的切削刃, 在同样的磨削力作用下, 所形成的力矩小于其它磨料, 因此它不易折碎, 机械强度较高, 单颗粒抗压强度为22~38kg,而棕刚玉仅为10~20kg.单晶刚玉由于有较高的硬度和韧性, 所以切削能力较强, 可用来加工工具钢、合金钢、不锈钢、高钡钢等韧性大、硬度高的难磨材料.
(6)锆刚玉(ZA )
锆刚玉是以铝氧粉和锆英石为原料, 在电弧炉内经高温冶炼而成, 整个过程基本上是一个熔化再结晶的过程. 它是一种由α——Al2O3, 与ZrO2组成的共晶集合体, 在冶炼过程中应尽可能使两种结晶相互交错构成微晶型晶体.
锆刚玉适用于高速重负荷磨削, 可荒磨铸铁、铸钢、合金钢和高速钢等, 特别适合于钛合金、耐热合金、高钒钢、不锈钢的磨加工.
(7)镨钕刚玉(NA )
镨钕刚玉的制造工艺与白刚玉相似, 其差异是在冶炼过程中加入约0.175%的镨钕富集物(氧化镨、氧化钕、氧化镧). 大量的磨削试验证明其磨削性能优于白刚玉, 适用磨削不锈钢、高速钢、球磨铸铁、高锰铸钢及某些耐热合金等.
(8)黑刚玉(BA )
黑刚玉的冶炼方法与棕刚玉相同, 是以三水铝矾土为原料, 加少量还原剂, 经溶炼而成, 其耗电量约为棕刚玉的三分之二. 呈黑色, 主要化学成分:Al2O3不低于77%,SiO2含量为10~12%,
Fe2O3含量为7~10%,TiO2约为3%,比重不小于3.61.
黑刚玉具有很好的自锐性, 磨削时发热量少, 加工件的光洁度较好, 适用于零件电镀前底面抛光, 铝制品和不锈钢的抛光, 也可用于抛光光学玻璃、加工木材等. 由于它的亲水性好, 可用在制造砂纸、砂布和树脂磨具, 还可以作研磨膏和抛光粉. 黑刚玉由于铁含量高, 因而不宜用于制造陶瓷磨具.
(9)矾土烧结刚玉
矾土烧结刚玉是唯一不用电炉冶炼的刚玉, 它是用优质熟矾土(Al2O3含量85%以上)经湿法球磨至3微米的微粒料浆(球磨时应加粘结剂), 再经压滤成型为各种几何形状的磨粒, 在1500℃下烧结.
矾土烧结刚玉的主要化学成份是:Al2O3(85~88%)、SiO2(3~4%)、TiO2(3.5~4.5%)、Fe2O3(5.6~6.5%). 它具有α——Al2O3微晶结构, 韧性高, 可承受较大的磨削压力而不至于
破碎, 并能切削较厚的金属层, 横向进给可高达6mm 以上. 磨料的形状可制成各种柱形体, 这是所有磨料中唯一的特例, 适用于重负荷荒磨.
2. 碳化物系列人造磨料
(1)碳化桂
碳化硅是以石英、石油焦炭为主料, 水粉、食盐为辅料按一定比例混匀后装入电阻炉内, 通过高温冶炼而制成的人造磨料.
碳化硅分黑绿两种:黑碳化硅呈黑色或蓝黑色, 绿碳化硅呈绿色或蓝绿色. 在制造过程中, 生产绿色碳化硅的特点在于采用较纯的原材料, 炉料中加入食盐, 它可促进产品呈绿色. 绿色碳化硅的纯度要高于黑色碳化硅.
碳化硅不与任何酸起反应, 但碱性氧化物的熔体能促使碳化硅的分解.
黑色碳化硅与刚玉系人造磨料相比, 硬度较高、脆性较大, 适用于加工抗张强度较低的金属及非金属材料, 如灰铸铁、黄铜、铅等有色金属, 以及陶瓷、玻璃厂料等硬质脆性材料. 绿色碳化硅与黑色碳化硅相比, 其纯度、硬度、脆性稍大, 适用于加工硬而脆的材料, 如硬质合金、玻璃、玛瑙等, 也广泛用于量具、刃具、模具的精磨及飞机、汽车、船舶等发动机气缸的珩磨.
随着工业的发展和科学技术的进步, 碳化硅的非磨削用途在不断扩大, 在耐炎材料方面用于制作各种高级耐炎制品, 如垫板、出铁槽、坩锅熔池等;在冶金工业上作为炼钢脱氧剂, 可以节电, 缩短冶炼时间, 改善操作环境;在电气工业方面利用碳化硅导电、导热及抗氧化性来制造发热元件——硅碳棒. 碳化硅的烧结制品可作固定电阻器, 在工程上还可作防滑防腐蚀剂. 碳化硅与环氧树脂混合可涂在耐酸容器中、蜗轮机叶片上起防腐耐磨作用.
(2) 铈碳化硅(CC )
铈碳化硅是在碳化硅的炉料内不加食盐而添加微量的氧化铈(CeO2)冶炼出来的, 其外观和绿碳化硅相似, 显微硬度为36.29Gpa. 与绿碳化硅相比, 其铈碳化硅的显微硬度、单颗粒抗压强度、韧性等均比绿碳化硅高.
由于铈碳化硅的物理性能有所改弯, 因此, 其磨削效果也得到了一定的改善. 试验证明磨钛合金时, 铈碳化硅与绿碳化硅相比, 切削效率提高近一倍, 并且火花较小;磨铸铁时, 当进刀量为0.01mm 时, 铈碳化硅的耐用度比绿碳化硅砂轮提高18.9%,磨削比提高9.6%,当进刀量为0.02mm 时, 其耐用度提高27.4%,磨削比提高74.1%.由此可见, 用铈碳化硅磨削铸铁进刀量时, 其效果比绿碳化硅提高的更显著. 磨硬质合金的效果与绿碳化硅相近, 磨削CO5Si M5Al 5F-6等难磨高速钢, 其效果与单晶刚玉相似.
(3) 碳化硼(BC )
碳化硼(B4C )是以硼酸(H3BO3)和炭素材料为原料, 在电弧炉内经1700~2300℃的高温冶炼, 由碳直接还原熔融的硼酐(B2O3)而制得.
碳化硼是一种具有金属光泽的灰黑色粉末, 是一种超硬材料. 在空气中加热至500℃时, 碳化硼开始氧化当温度达到800~900℃时, 其氧化作用更为显著. 碳化硼曾用来代替金刚石研磨硬质合金刀具. 其烧结制品可以代替金刚石作为砂轮的修整工具, 适用于精磨碳钨合金、碳钛合金、烧结刚玉、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料制品.
(4) 碳硅硼
碳硅硼是以硼酸、石英砂、石墨为原料, 在电弧炉内经高温冶炼而成, 呈灰黑色, 其硬度次于氮化硼高于碳化硼, 脆性大, 适用于硬质合金、半导师体、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料的加工.
3. 超硬系列人造磨料
(1)金刚石(JR )
金刚石是以石黑为原料, 以某些金属或合金为触媒, 在高温(1000~2000℃)、高压(557~608Mpa)下, 使石墨结构转变为金刚石结构而成. 金刚石是已知的最硬物质, 具有较高的抗压强度、良好的导热性、化学稳定性、耐磨性, 以及较强的切削能力.
金刚石可分为JR1、JR2、JR3、JR4、JR5五个牌号, 其特点和用途如下:
1.JR1型:晶体多为针片状, 晶面粗糙, 用于制造树脂结合剂金刚石磨具, 主要用于硬质合金、陶瓷、玻璃及难磨材料的精磨工序, 加工效果好, 表面光漫无边际度高, 有时也用于半精磨, 但不适于重负荷磨削.
2.JR2型:晶体大部分为等积形, 适于制造金属结合剂及陶瓷结合剂金刚石磨具. 它可承受较大的负荷, 用于粗磨、半精磨硬质合金及非金属材料, 也可切割光学玻璃、宝石、高硬岩石等.
3.JR3型:晶体较完整, 晶面光滑, 抗压强度高, 用于制造金属结合剂地质钻头、修整工具和切割工具等.
4.JR4型:晶体完整, 抗压强度高于JR3, 用于制造地质钻头、修整工具和切割工具等.
5.JR5型:颗粒为浅黄或淡黄绿色, 多为透明无杂质的完整八面晶体, 强度高, 适于制造切割锯片, 钻头及修整工具等, 用于加工硬脆非金属材料.
(2)立方氮化硼
立方氮化硼是以六方氮化硼为原料, 减金属或碱土金属或它们的氮化物作触媒, 在高压
高温下转变为立方晶体的氮化硼. 这一转变与石墨转变为金刚石相似.
立方氮化硼是一种新型的超硬磨料, 其硬度仅次于金刚石, 而热稳定性、化学稳定性均优于金刚石, 特别是对铁族金属的化学惰性好, 不易与钢材起反应, 磨既硬又韧的钢材时具有独特的优点, 耐磨性比普通磨料高30~40倍, 在加工高速钢、合金钢、耐热钢时, 其工作能力在大超过金刚石磨具的工作能力. 亦可作为磨加工硬质合金及非金属材料使用.