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点击次数:  更新时间:2017-09-12  【打印此页

机器人砂带机砂带常用磨料的种类、特性及应用         

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磨料的种类磨料总的可以分为人造磨料和天然磨料两大类。其分类和代号见表

    这些磨料原则上都可以用于制作机器人砂带机砂带,但从实用、经济、有效方面综合来看,比较适用于砂带的磨料只有其中一部分,即棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、黑炭化硅、陶瓷磨料以及少量的绿碳化硅和天然刚玉。人造金刚石和立方氮化硼这类超硬磨料只有在少数情况下才用于制造特殊的砂带,普通机器人砂带机砂带是很难采用这种磨料的,因为这种磨料价格昂贵,而且必须采用特殊的基特殊的粘结剂和特殊的制造工艺才能将其粘牢,以减少脱落造成磨料损失。

即使是同一种磨料,用于砂带也有别于其他固结磨具因为砂带在绝大多数情况下仅有单层磨料。磨粒与基材之间粘结牢固与否对砂带的使用性能至关重要。所以砂带的磨料通常都是专门制造的,要求磨粒表面粗糙、棱角分明、磨料的亲水性好,形状要利于植砂及粘结。

磨料的特征及适用范围

从制造机器人砂带机砂带所使用的磨料特性来看,人造磨料特性来看,人造磨料的化学成分比较稳定,因而硬度基本上一致,耐磨性和韧性较好,晶体构形比较固定,所以使用较多。天然磨料则不同,由于它是天然形成的一种矿物质,在形成过程中各自承受的温度、压力很不一致,因而化学成分不纯,杂质含量高,这必然影响其硬度和其他特性。目前天然磨料,如天然刚玉,石榴石主要用于制造一般的涂附磨具或仅用于木材、皮革等加工的机器人砂带机砂带。

磨料额的不同特性决定了它所能加工的适用的加工范围。一般说来砂轮磨料使用的工件材质,同种磨料的砂带也适用,即抗张强度较高的工件通常选用韧性较大的刚玉磨料;抗张强度较低的工件材料选用脆性大、硬度较高的碳化硅磨料。工件材质越硬选用的砂带磨料硬度也越高。

磨料的理化稳定性也是决定磨料适用范围的一个重要特性,这一点往往不易引起人们的注意。目前机器人砂带机砂带磨削的限速已向120m/s的高速方向发展,因此磨粒与工件表面同样会像砂轮磨削一样发生一系列复杂的理化反应,如加工铸铁时,若用碳化硅磨料的砂带,加工结构必然不理想因为磨削加工时产生的高温使SiC表面发生分解,并产生碳化层而大大加速了碳化硅磨料的机器人砂带机砂带,加工砂带必然不理想,因而磨削加工时产生的高温并发生化学反应而很快磨损消耗,所以碳化硅不适应加工铸铁材料。另外用碳化硅加工材料时,同样会产生高温并发生化学反应而很快磨损,耐热合金钢中的镍、铬、锰、钨等金属在高温下很容易与碳化硅的分解物发生化合作用而形成新的化合物因此碳化硅磨料不适合于加工钢、耐热合金、不锈钢等材料。

值得指出的是,随着工艺的发展,磨料的品种、性能和质量也在不断发展变化。目前广泛使用的人造磨料,如氧化铝、碳化硅在其发现的初期,磨料性能很差,甚至比它们所附着的寿命本来就不长的基材更早磨损掉。随着技术的进步,氧化铝可以通过加热处理而使得其性能大为改善。以后又制造出了具有更好晶格结构的碳化硅。1972年出现了特别具有抗破碎性能的氧化铝-氧化锆磨料,即锆刚玉或称锆氧砂。1983年陶瓷氧化铝获得应用,随后多种氧化铝获得应用,随后多种陶瓷氧化铝相继开发成功。在磨料外部形式方面也有了新的发展,如空心球复合磨料,软木复合磨料等。所有这些都是的砂带磨料在适应各种复杂的加工要求方面的能力大大提高。

锆刚玉的出现是机器人砂带机砂带磨料的巨大进步,它是由美国诺顿公司发明的,对重载强力砂带磨削有深远的影响,它具有硬度高、韧性大,有很强的耐磨性,断裂时又能产生新的切削刃等优良的综合性能。能用于多种金属加工。由锆刚玉制作的砂带,其磨削效率是普通的砂带四倍以上。在锆刚玉中氧化锆含量越多,磨削性能越好。但由于氧化锆较贵一般含量在40%以下。

陶瓷氧化铝也是氧化铝、氧化锆的一种“合金”,它是由美国3M公司发明的俗称“溶胶”。它代表了当今砂带磨料的最新发展,它与锆刚玉的制作发展,它与锆刚玉的制作方法不同,因而其硬度、韧性和理化稳定性更高。

锆刚玉和陶瓷氧化铝之所以有很好的磨削性能,是因为在氧化铝和氧化锆组成的这种晶体结构中,虽然ZrO的硬度只有A1O的一半,但由于这种较软的氧化锆扩散后能阻止A1O破裂而使得这种晶体有很好的韧性,可阻止磨粒在重载下破碎。氧化铝很硬,而氧化锆很韧,因而这种“合金”可用于及恶劣的加工场合并能维持较长的加工寿命。这种磨粒能承受重载磨削的另一个原因是同A1O的熔点(2040℃)相比。ZrO具有更高的熔点(2720℃),这意味着它有更好的化学稳定性。

复合磨料是一种或多种磨料的机械、物理组合,亦即磨料的处理方式上的发展,如空心球复合磨料及软木复合磨料。而锆刚玉、陶瓷氧化铝等“合金类”磨料则是磨料在化学组成及制造工艺过程上的改进,这也是今后砂带磨料的发展中的一个方向。

机器人砂带机砂带磨料粒度划分与使用选择

粒度表示磨粒的尺寸大小,是以磨粒能通过的有效试验筛网的网号来表示的。砂带磨料粒度采用同一标准,两者的粒度号基本上相对应,砂带等涂附磨具的粒度号前面用字母P表示。另外对于微粉及磨粒主要采用沉降法则定。

磨料粒度对磨削产生率和加工粗糙度有很大影响,未保证工件粗糙度和加工效率,应根据加工不同要求、机床种类、加工的具体条件,如工件的具体余量、表面状况、材质、热处理、精度、粗糙度的不同来分别选取不同粒度的砂带。一般说来,粗磨用粗粒度,精磨用细粒度。在工件材质软、塑性大和磨削面积大时,为避免砂带阻塞,有时也采用较粗粒度,接触轮与被磨工件之间的接触面积越大,切削速度越高时在,选用粒度月粗;工件硬度高(对淬硬钢、硬质合金等)应选取中等粒度的磨料;内表面磨削比外表面磨削选用的粒度更粗;由于砂带不能像砂轮那样可以通过修整来改变实际磨削时的磨料尖刃的微小尺寸,因此一种机器人砂带机砂带不可能满足从粗磨到最后精磨的需要。通常是从粗磨到半精磨再到精磨逐步更换砂带达到降低表面粗糙度的目的。在磨削余量大时,要更换粒度甚至磨料种类均不同的砂带。同砂轮相比,欲获得同样金属表面粗糙度,选择的砂带磨料粒度应比砂轮细,因在相同磨料粒度下,砂带切除率比砂轮高的多。随着磨料粒度变细,所得工件表面粗糙度变低。当然粒度也不是影响粗糙度唯一因素,还存在其他磨削参数对工件表面粗糙度的影响。

机器人砂带机砂带磨料粒度的选择在保证所需粗糙度下,应尽可能选粗一些,粒度越粗砂带使用寿命越长,反之则越短。由于砂带磨削效率较高,在选择砂带粒度时,磨削效率的考虑作为第二位。此外,对某些较粗的砂带由于磨损不再适合高效率材料磨除,而砂带寿命还未终止时,还可以把它从粗磨头换到较精细,磨削中继续使用。

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