磨削知识 选择超硬砂轮的重要参考因素--磨粒

摘要 在选择超硬砂轮的时候，我们经常会碰到这样的问题：用什么磨料的砂轮好呢？金刚石的？CBN的？选用什么结合剂的砂轮合适呢？电镀？树脂？陶瓷？还是金属的呢？什么样的砂轮才更加锋利呢？什么...

在选择超硬砂轮的时候，我们经常会碰到这样的问题：用什么磨料的砂轮好呢？金刚石的？CBN的？选用什么结合剂的砂轮合适呢？电镀？树脂？陶瓷？还是金属的呢？什么样的砂轮才更加锋利呢？什么样的砂轮使用寿命更久呢？超硬砂轮需不需要修整，怎么修整呢？等等…

这些问题往往会令我们在选择砂轮时无从下手。因为我们并不知道每个选项到底代表着何种含义，更不清楚每个选项之间的区别。这样的情况下，我们只能“摸着石头过河”，深一脚，浅一脚的探索未知的前方。然而这样盲目的探索让企业付出的代价是极其大的，少则一次又一次的样品费，多则是项目的延期塑料机甚至荒废。所以，当我们明白了在选择超硬砂轮的时候，我们真正选择的是什么。我们就可以有的放矢，做出明智的选择。

首先，我们要清楚一点，砂轮的三要素是磨料，结合剂和气孔。这三种元素是组成一个超硬砂轮必不可少的部分。同时，这三种要素也密切影响着砂轮的性能。每一种要素的微小改变都会给砂轮带来极大的变化。那么他们到底是如何影响到砂轮性能的呢？

今天我们就先从磨料入手，然后逐一的去剖析每一个要素。

Abrasive磨料

当我们在选择超硬砂轮的时候，我们在选择磨料。

众所周知，超硬磨料分为金刚石磨料以及立方氮化硼磨料（CBN）。

金刚石磨料以其独一无二的硬度被世人所熟知。无与伦比的硬度（莫氏硬度=10，维氏硬度=10000），无与伦比的耐磨性是金刚石的代名词。同时，金刚石还具有优良的导热性（导热系数=146.5w/m·K）。

然而，无坚不摧的金刚石在碰到铁族金属或者是高温（700℃左右）的时候，也会展现其脆弱的一面。金刚石在磨削时，当碰到铁，钴，镍，铬等过渡金属时，加上磨削产生的高温，会产生化学反应，使得碳原子扩散到工件中形成碳化物，从而砂轮失输送线去磨削力或导致黏屑。

立方氮化硼磨料（CBN）的硬度（莫氏硬度=9.7，维氏硬度=7500）仅次于金刚石，在拥有高硬度的同时，还具有极佳的热稳定性和化学稳定性。这两个特性是它与金刚石最大的区别。CBN可以承受1300℃的高温，并且硬度也不会下降，我们称之为红硬性。而且CBN的化学惰性强，不易于铁族元素发生化学反应。值得一提的是，虽然CBN的导热系数（79.54w/m·K）不敌金扫把刚石，但是也远高于高速钢和硬质合金，并且随着切削速度的提高，CBN的导热系数也逐渐提高。

因此在加工硬度高且热传导率低的材料时，CBN能展现出极高的磨削和切削性能，寿命远高于金刚石砂轮或刀具。

正是由于金刚石和立方氮化硼不同的物理以及化学特性，其在实际应用中也要针对不同的工件材料做出合适的选择。

金刚石更适合于加工硬脆材料，有色金属，非金属材料以及复合材料

（如下图左侧）。CBN更适合于加工硬韧材料，黑色金属（如下图右侧）。

认识了超硬磨料，明白了金刚石与立方氮化硼（CBN）的性能与区别，我们就可以得心应手的选择更适合我们加工场景的超硬砂轮。