了解砂轮:关键组成与应用
David Goetz,应用工程师,Norton | Saint-Gobain Abrasives
如今许多制造商在工艺中都会用到磨料。事实上,没有磨料飞机无法飞行、汽车无法行驶,不胜枚举。无论制造精密轴承、建筑工地打磨焊缝、磨削曲轴,还是抛光制造家用电器的注塑模具,磨料无处不在,而砂轮是最常用的磨料产品之一!
磨料:历史视角
磨料哪怕以最原始形式,伴随人类制造历史始终!
- 石器时代即用石头磨制石头
- 7000年前,中国人用碎贝壳粘羊皮纸抛光
- 公元前200年使用磨石粉碎谷物
- 10世纪用磨石制造剑、盾、犁和工具
现代磨料已演变为高度复杂的技术产品,用于制造由最强合金和已知材料制成的极其复杂的零部件。
但我们真正了解它们多少?
砂轮里有什么?
无论制造商,砂轮由三大主要成分构成:
磨粒
- 最常见:氧化铝、碳化硅、氧化锆、陶瓷氧化铝、cBN或金刚石
结合剂
- 陶瓷结合剂——玻璃状结合
- 有机结合剂——树脂或其他
气孔/空隙
- 孔隙或气孔(天然或诱导)
若为超硬磨料砂轮,实际磨料层(金刚石或cBN)将安装在芯体或基体上形成砂轮。
砂轮芯材料
- 钢、铝、碳纤维、酚醛树脂等
砂轮如何制造?
与砂轮制造商交谈时,常用烘焙蛋糕作比喻,最简单形式下确实如此。
接单后,烘焙师按配方称量原料。湿干原料混合成面糊,倒入模具烘烤。出炉后脱模、清理、修饰、交付客户。
砂轮制造商接单后,无论备库存还是定制,遵循几乎相同但工业化程度更高的流程。订单指定磨粒和结合化学品及尺寸。原料在大型工业混合机中混合(似混合砂浆或水泥)。达标后移至成型压力机,称量、成型、压制成毛坯砂轮。毛坯砂轮入炉烧结固化成粗糙但可用的磨削产品。冷却后进入精加工区:清理、质量安全检测、动平衡、印标、包装、发货。
破解代码:如何解读砂轮规格
每天接触砂轮的人很少深究规格和侧面印标的含义,只核对轮上标识与作业要求是否一致,避免误装误用。
对制造商和优化任务者,规格蕴含大量信息。懂得破解代码、解读规格含义,几乎可确定该砂轮的一切特性。
虽每家磨粒和结合剂清单不同,无统一工业标准强制格式,但“标记系统”已成惯例。以一砂轮规格为例,逐段解读。
32A46-I8VBE
32A46-I8VBE —— 首段标识磨粒类型。各厂商磨粒代码不同,但通常‘A’为氧化铝,‘B’为cBN,‘C’为碳化硅,‘D’为金刚石,‘Z’为氧化锆。陶瓷或陶瓷混合磨粒时各厂商代码较灵活。
32A46-I8VBE —— 第二段标识磨粒粒度。砂轮粒度范围通常:粗磨12目(钢厂等),精密磨削220目。
大致分级:
- 粗粒:12-24目
- 中粒:30-70目
- 细粒:80-220目(及更细)
32A46-I8VBE —— 第三段标识等级或硬度。用A-Z或ZZ字母表示硬度。各厂商虽用同一标记系统,但同字母不代表同硬度或表现一致。仅大致指示同档次。参考:软D-H,中I-P,硬Q-Z。
32A46-I8VBE —— 第四项数字有时省略。代表砂轮结构(组织),即磨粒间距或气孔率相对度量。数字越大越疏松多孔;越小磨粒越致密。省略时视为‘8’结构,即标准值。
32A46-I8VBE —— 末段标识结合剂类型及改性剂。常见:‘B’酚醛树脂结合,‘R’橡胶结合,‘V’陶瓷结合。同类多种结合剂时,指明具体型号。
对许多人砂轮是谜团。但像大多数事物一样,拆解至组成成分,揭开面纱,便可看到砂轮的真面目:精密制造用的多刃切削工具。
本文曾刊登于Norton Abrasives资源页面。
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