磨料磨具 磨料粒度的那些事

主讲人：郭森林

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我们在制造磨具时，首先要根据工件要达到的表面质量、加工效率、耐用度、砂轮转速、修整工艺等要求，选取磨料的粒度。那什么是磨料粒度、磨料粒度又该如何选取呢？这节课，我们就来学习一下。

1 粒度、粒度号及粒度组成

磨料粒度，其实准确地说，应该是“粒度组成”。因为我们常说的粒度，比如“CBN 80/100、100/120”，其实是粒度号，它指的是一个粒度范围（粒群），包含了最粗粒、粗粒、基本粒、细粒、最细粒。表1是国标《GB/T 6406—1996 超硬材料 金刚石或立方氮化硼颗粒尺寸》中，对超硬磨料粒度组成的规定。所以，磨料行业“粒度组成”的定义是：某一名义的粒度号磨粒中各不同尺寸颗粒的质量分数。

表1 超硬磨料粒度组成标准规定

我们常说的“粒度”其实就是“粒度号”，它是区分磨料粒度粗细的一种标记，国标采用的是筛分法对其进行检验。比如80/100就是一个粒度号，它的公称尺寸范围是150～180 μm，表示的是落在筛孔尺寸分别是180 μm和150 μm的两层筛子之间的超硬磨料。

其中，上限筛筛上的磨料是最粗粒，也就是通常所说的大颗粒，需要严格限制，如存在很容易造成工件“划伤”等缺陷；上检查筛筛上的磨料是粗粒；下检查筛筛上的是基本粒；下检查筛筛下的是细粒；下限筛筛下的是最细粒。

随着国际交往的增多，国内的超硬磨具产品经常需要与国外同类产品“对标”，但是每个国家的标准不同，在选取“粒度号”时一定要注意。表2、表3是我国与其他主要国家的超硬磨料粒度对照表。

2 粒度号的选择

“粒度”直接关系着磨削加工质量，特别是表面粗糙度。图1是表面粗糙度与磨料粒度之间的关系，从图1可见，要想获得满意的粗糙度，磨料粒度的选择可是很重要的。

图1 粒度与粗糙度的关系（Winter公司资料，主要用于金属材料）

明白了什么是“粒度”，那实际生产中我们如何选择合适的粒度号呢？

这个问题有点复杂，因为除了工件表面质量、加工效率、耐用度等以外磨料磨具，磨削方式（内圆磨削、外圆磨削、端面磨削等）、修整工艺、工件类型、加工工艺等都会影响到粒度号的选择。下面就简单的谈谈吧，欢迎大家补充哦。

（1）超硬磨料的选择原则其实与普通磨料是相同的。与普通磨具比较，由于超硬磨粒的锋利性和不易磨损性，如达到相同的表面粗糙度要求，超硬磨料的粒度应细1～2个粒度号。同时，在满足表面粗糙度的前提下，尽量选用粗一些的粒度，以达到较高的加工效率。

（2）考虑到不同结合剂的结合强度，各种结合剂均有它的最佳粒度范围，太粗或太细均不利于其磨削加工。通常的粗精磨作业，树脂结合剂磨具选用100/120以细（太粗，树脂结合剂把持不住，造成磨料过早脱落，不利于磨削）；金属结合剂磨具选用70/80～230/270；陶瓷结合剂磨具处于二者之间。另外，由于树脂结合剂有一定弹性磨料磨具，同一粗糙度要求，其磨料粒度可适当选的粗一些。

（3）磨削余量大时，磨削深度大，采用粗磨，宜用粗粒度；精度要求高时，磨削深度小，采用精磨，宜用细粒度。成型磨削时，为提高磨具的形状保持性，磨料粒度较一般磨削使用的粒度细一些。

（4）若砂轮修整精细，可用粒度粗一些的磨具，以获得较高的磨削效率；磨削硬质合金时，因材料导热性差，易产生烧伤和龟裂，宜选用粗粒度；端面平磨，切断，开沟等宜用粗粒度；高速砂轮宜偏细1～2个粒度号；薄壁工件和干磨容易发热，造成烧伤，宜用偏粗粒度。

表4是金刚石和CBN的平均粒度和每克拉颗粒数。这里的每克拉颗粒数很有价值，它直接关系着工作接触面的面积和参与工作的磨粒数量，有兴趣的同学可以研究一下，欢迎和郭老师探讨。

表4 金刚石（D）、CBN（B）粒度与每克拉颗粒数（Winter公司资料）

3 课后语

最后，强调一下超硬磨料粒度号的质量控制。

磨料作为磨具三要素之一，其质量的稳定性直接决定了砂轮质量的稳定性。而砂轮质量的稳定性，其重要性不言皆明。所以，每一个磨料使用厂家都要建立自己的一套磨料检验体系。

国家标准其实是最低标准，各个磨料使用厂家不能一味照搬，应该根据实际需要，建立自己的粒度组成标准，科学合理地控制磨料的粒度尺寸，以便于产品质量的稳定。当然，磨料的质量检验不仅仅粒度组成一项，还有冲击韧性、堆积密度、单颗粒强度等性能指标，这里就不在一一说明了。

好了，这节课就这么多了。下一节课，我们将谈一下“结合剂”，欢迎大家届时关注。如有建议或希望了解的知识，欢迎加入爱锐网公众号，和郭老师一起交流。下课喽！

大家有什么问题可直接发送至郭老师邮箱。

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