KNOWLEDGE

巴马克砂与对辊砂在磨削过程产热与工件表面质量的差异

棕刚玉在制成磨料产品之前,要经过多级破碎和整形处理,其中对辊破碎和巴马克整形是两种应用广泛的加工方式,它们赋予成品颗粒截然不同的几何特征,进而影响磨削过程中的热积聚程度和工件最终表面质量。对辊破碎依靠两个相对旋转的辊子对块状棕刚玉施加挤压力和部分剪切力,产物颗粒以棱角分明的多面体为主,表面微裂纹丰富,而巴马克整形利用物料在高速旋转转子内相互撞击和摩擦,颗粒之间发生持续的棱角磨圆,最终形成近似等积形的颗粒,表面相对光滑,微裂纹较少。这两种颗粒的形貌差异在磨具配方中会转化为不同的磨削行为。

磨削热是评价磨具性能的核心指标之一,它既关系到工件表面是否产生烧伤、氧化层和残余拉应力,也影响磨具本身的磨损速度和形状保持能力。对辊砂因棱角尖锐,在磨削初期单位接触面积上压强较大,切入能力强,材料去除率高,但伴随的摩擦功也大,切屑形成和排出过程中产生的热量容易堆积在磨削区域。如果磨具结合剂对热量敏感或工件的导热性较差,局部高温会使工件表面发生颜色变化甚至出现微小裂纹。相比之下,巴马克砂颗粒形貌趋于钝化,磨削时以滑擦和耕犁作用为主,材料去除率相对柔和,切削力分布更均匀,磨削区的温度上升速度较和缓,对热敏感工件有更好的保护效果。

颗粒形貌还直接影响磨具的气孔率和冷却液浸润效果。对辊砂在制造固结磨具时,由于颗粒形状不规则,颗粒间机械啮合力强,磨具成型后往往致密度更高,内部气孔细小且分布不均,这会削弱冷却液的对流换热作用,使得磨削热带走效率降低。而巴马克整形砂的球形度较高,制成的磨具内部容易形成较规则和连通的空隙网络,冷却液可以在离心力和毛细作用下更充分地渗透至磨削弧区,及时带走热量和磨屑,降低磨具工作面温度。这一差异在重负荷磨削和连续自动化磨削生产线中会被放大,因为散热条件不足时,热损伤和尺寸偏差会在短时间内集中出现。

在工件表面质量方面,对辊砂尖锐的切削刃在粗磨阶段能快速去除金属余量,但会在工件表面留下较深的划痕和微沟槽,形成一定的表面粗糙度,后续往往需要半精磨或精磨工序加以修正。巴马克砂由于切削刃相对钝化,单颗磨粒在工作面上倾向于产生较宽的塑性变形区,划痕浅而宽,得到的表面粗糙度值较低、纹理更均匀。这一点在涂附磨具上体现得尤为明显。对辊砂在砂带磨削中自锐性良好,磨削初期切削锋利,但随着磨粒钝化和破碎,砂带表面工作磨粒的状态变化较快,表面粗糙度在磨削过程中会有较明显的波动;巴马克砂制成的砂带,磨粒在磨损过程中以逐层剥落为主,工作面状态变化较缓慢,表面粗糙度在较长一段使用时间内保持在一个较窄的数值范围内,有利于实现表面纹理一致性要求较高的精密磨削。

自锐性是棕刚玉磨料另一个与颗粒形貌紧密关联的特性。对辊砂内部微裂纹网络丰富,在磨削力作用下,较小的磨粒碎片容易从磨粒本体上剥落,不断露出新的切削刃,从而保持良好的切削能力,适合加工塑性大、容易堵塞磨具的金属材料。巴马克砂颗粒内部结构致密,微裂纹少,磨粒在受到磨削力时多表现为整体钝化而非小规模崩碎,自锐行为较弱。如果磨具配方和磨削参数不能与这种特性适配,巴马克砂在磨削难加工材料时容易出现磨削力持续升高、工件表面出现振纹和麻点等问题。因此,在粗磨和重负荷磨削领域,对辊砂凭借高自锐性和切入能力具有一定优势,而在精磨、细磨和对工件表面热影响要求严格的工况下,巴马克砂对磨削热和表面粗糙度的控制能力更为突出。

需要注意的是,单纯从破碎方式定义磨料性能存在局限,因为同一加工方式下,设备的运行参数、筛分组合以及后续的酸洗、水洗等处理工艺都会改变颗粒的表面状态和形状系数。但对辊破碎和巴马克整形作为两种典型加工路线,给下游磨具制造企业提供了不同性能取向的原料品种。随着磨削技术向高速化、精密化和自动化发展,对磨料颗粒的形貌控制要求越来越细致,如何在破碎和整形工序中实现颗粒形状、表面微结构和力学性能的统一调配,已成为磨料加工领域持续研究与改进的方向。

棕刚玉磨料从块料破碎到最终成品,需要经过多道工序的衔接控制,洛阳耐宝新型材料有限公司在生产超岩牌棕刚玉时,针对对辊破碎和巴马克整形等不同加工路线,配合水力分级、酸洗、除磁和煅烧等处理手段,调节颗粒形貌、微裂纹状态和磁性物含量,使产品在固结磨具和涂附磨具中表现出差异化的磨削热管理能力和表面粗糙度表现,适应从粗磨到精密磨削的多种工业场景。

问AI导购 15225560000