摘要:現代工業的發展讓超硬砂輪有了更廣泛的應用領域,砂輪磨料的選擇影響磨削加工的效率和精度,究竟應該選擇金剛石砂輪?還是立方氮化硼CBN砂輪?對本文從磨料特性的角度著重分析金剛石和立方氮化硼砂輪的選型差異。
1.磨料的定義
《機械工程標準磨料與磨具》中規定:磨料是在磨削、研磨和拋光中起作用的材料。磨料分為普通磨料(天然普通磨料、人造普通磨料)和超硬磨料(天然超硬磨料、人造超硬磨料)。
人造普通磨料:剛玉類和碳化物類。剛玉類:棕剛玉、白剛玉、黑剛玉、鉻剛玉、鋯剛玉、單晶剛玉、微晶剛玉;碳化物類:綠碳化硅、黑碳化硅、立方碳化硅、碳化硼。
人造超硬磨料:人造超硬材料分為人造金剛石、立方氮化硼兩種,是超硬砂輪磨料層的主要磨料。具體特點如下表所示:
磨料種類 |
代號 |
主要特點 |
主要應用范圍 |
金剛石 |
D |
硬度高,磨削能力強,導熱性好,磨削力強,磨削熱少,但易發生化學磨損,耐熱性差 |
根據不同牌號(主要有RVD、MBD、SMD、SCD、DMD)加工不同材料 |
立方氮化硼 |
CBN |
硬度、韌性略低于金剛石,熱穩定性好,化學惰性高,導熱性能好,磨削效率高 |
對各種材料都有十分優良的磨削效果 |
2.磨料的基本性能
(1)應具有很高的硬度
磨削作用是通過磨料刻畫工件表面完成的,因此磨料硬度必須高于工件硬度。
常見的磨料硬度

(2)必須具有一定的韌性
適當的韌性能保證磨粒微刃的切削作用,并在鈍化后能夠破裂產生新的切削微刃,以繼續保持其鋒利狀態。
* 韌性強-磨鈍后不破碎-磨削效率降低
* 韌性適當-磨鈍后破碎-磨削效率和耐磨度較好
* 韌性差-未磨鈍破碎-耐用度降低
(3)應具有一定的機械強度
磨粒在磨削過程中要反復受到磨削力的作用,并在接觸工作時要受到沖擊載荷及磨削溫度的影響,磨粒會產生熱應力。因此磨粒必須具有一定的機械強度,才能保證磨粒發揮切削作用。
(4)具有熱穩定性和化學穩定性
由于工作區磨削溫度高壓力大,所以要求磨粒:
* 高溫條件下的高硬度、高強度;
* 高溫下不發生反應和分解;
* 不與工件發生化學反應。
(5)具有良好的制粒工藝
為適應磨削加工,磨料應能制成尺寸范圍廣、顆粒形態較整齊均勻、形狀較規則的磨粒,難以制成顆粒的硬度、韌性較高的材料,不適宜作磨料,如硬質合金粉末。
3.金剛石|立方氮化硼砂輪加工范圍
依據砂輪磨料的基本特性的分析和實踐應用,匯總金剛石和立方氮化硼砂輪的加工范圍,從中也可以看出兩者的區別。砂輪選型磨料是最重要的考慮因素,此外還需考慮加工工況和參數要求。咨詢愛磨仕超硬砂輪了解更多砂輪技術選型問題。
金剛石砂輪加工范圍:超硬合金、鈦合金、玻璃、水晶、陶瓷、瓷金、石材等;
CBN砂輪加工范圍:碳鋼、高速鋼、工具鋼、合金鋼、硬化鋼、模具鋼、不銹鋼、軸承鋼、耐熱合金、超耐熱合金、燒結金屬(鐵系、其他)、銅合金等。
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