想真正达到降本增效？注意超硬砂轮的3要素！

在选择超硬砂轮的时候，你是否会碰到这样的问题：
1. 用什么磨料的砂轮好？金刚石的？CBN的？
2. 选用什么结合剂的砂轮合适呢？电镀？树脂？陶瓷？还是金属的？
3. 什么样的砂轮才更加锋利？
4. 什么样的砂轮使用寿命更久？
5. 超硬砂轮需不需要修整，怎么修整？
…
这些问题会令你在选择砂轮时无从下手。因为不知道每个选项代表着何种含义，不清楚每个选项之间的区别。这样的情况下“摸着石头过河”，会让企业付出巨大代价，少则一次又一次的样品费，多则是项目的延期甚至荒废。

一、你选择超硬砂轮的时候，是在选择”磨料“！

众所周知，超硬磨料分为金刚石磨料以及立方氮化硼磨料（CBN）。
 



金刚石磨料：无与伦比的硬度（莫氏硬度=10，维氏硬度=10000）、耐磨性和优良的导热性（导热系数=146.5w/m·K）。
 


注意！无坚不摧的金刚石在碰到铁族金属或者是高温（700℃左右）时，也会非常脆弱。金刚石在磨削时，碰到铁，钴，镍，铬等过渡金属时，加上磨削产生的高温，会产生化学反应，使得碳原子扩散到工件中形成碳化物，从而使砂轮失去磨削力或导致黏屑。
 
立方氮化硼磨料（CBN）的硬度（莫氏硬度=9.7，维氏硬度=7500）仅次于金刚石，拥有高硬度和极佳的热稳定性和化学稳定性。这两个特性是它与金刚石最大的区别。CBN可以承受1300℃的高温，并且硬度也不会下降，被称之为红硬性。而且CBN的化学惰性强，不易于铁族元素发生化学反应。值得一提的是，虽然CBN的导热系数（79.54w/m·K）不敌金刚石，但是也远高于高速钢和硬质合金，并且随着切削速度的提高，CBN的导热系数也逐渐提高。
 


因此在加工硬度高且热传导率低的材料时，CBN能展现出极高的磨削和切削性能，寿命远高于金刚石砂轮或刀具。
 


正因金刚石和立方氮化硼不同的物理以及化学特性，在实际应用中需针对不同工件材料做出合适的选择。
金刚石更适合于加工硬脆材料，有色金属，非金属材料以及复合材料。（如下图左）
CBN更适合于加工硬韧材料，黑色金属，（如下图右）
 


认识了超硬磨料，明白了金刚石与立方氮化硼（CBN）的性能与区别，你就可以得心应手的选择更适合加工场景的超硬砂轮。

二、你在选择超硬砂轮时，是在选择”结合剂“！

结合剂的作用是将磨料黏结起来形成砂轮。
因为磨料本身都不具有成型性能，属于瘠性料。通过加入结合剂，湿润剂等使之能够成型，再经过烧制，结合剂融化并浸润磨料，从而将磨粒与磨粒连接起来，得到具有一定硬度的砂轮。
超硬砂轮按照结合剂的不同一般分为
◆树脂结合剂砂轮
◆陶瓷结合剂砂轮
◆金属（青铜）结合剂砂轮
◆电镀砂轮
◆钎焊砂轮
不同的结合剂，表现出来的性能也各不相同。而这种不同主要是来自结合剂的对于磨料把持力的不同，通常也将结合剂对磨料的把持力称为结合强度。
结合强度直接影响砂轮的性能，如锋利性、磨削比、寿命、形状保持性、自锐性等...
下面通过一个表格来具体了解各个结合剂的性能和应用。



三、你在选择超硬砂轮时，是在选择“结合强度”！

结合剂的作用就是将磨料黏结起来形成砂轮。不同结合剂对于磨料的把持力各不相同，甚至同一种结合剂，根据配方配比的不同，其对磨料的把持力也有大有小。这个把持力也是今天要讲的结合剂的“结合强度”。
在实际应用中，经常提到的砂轮的“软”和“硬”，其实并不是指砂轮本身的硬度，或者是磨料的硬度，而是结合剂的结合强度。结合强度的不同，造成砂轮不同的磨削性能。当说一个砂轮“软”，是指其结合强度弱。反之，“硬”就是结合强度强。不同结合强度，给砂轮带来完全不同的磨削性能。
结合强度如何影响磨削性能？
1、 结合强度影响砂轮的自锐性。
砂轮自锐性是指磨粒磨钝后，磨削阻力也随之增大，导致磨粒破碎或者脱落，重新露出新的锋利刃口。一般情况下，结合剂的把持力越高，砂轮的自锐性相对就弱。结合剂的结合强度越弱，砂轮的自锐性相对就强。
2、 结合强度影响砂轮的保型性。
砂轮保型性是指砂轮在磨削时，工作层的形状保持力。尤其是在仿形磨削，成型磨削以及开槽时，对砂轮的保型性要求很高。结合强度越高，砂轮的保型性也就越好。相反地，当结合强度低时，砂轮的形状保持性就越差。
3、 结合强度影响砂轮的锋利性。
锋利性是砂轮能高效加工的关键。适当降低结合强度可以提高砂轮的锋利性。但如果结合强度过低时，砂轮会出现掉砂，寿命降低，无法保证磨削精度等问题。
4、 结合强度影响砂轮的寿命。
除了锋利性，客户比较关注的就是砂轮的使用寿命。往往结合强度高的砂轮具有相对较长的使用寿命，因为这样可以充分利用每一颗磨粒，延缓磨粒的脱落时间。然而当结合强度过高时，会导致已经钝化的磨粒不易脱落，磨削变成摩擦，出现磨不动，磨削噪音大以及工件烧伤等问题。
5、 结合强度影响砂轮的精度。
高精度加工已成为越来越多客户的需求。良好的锋利性以及稳定的加工性能是达到高精度加工的必要条件。这就要求砂轮的结合强度既不能过高，影响锋利性；也不能过低，影响保型性以及稳定性。

所以，选砂轮前要注意磨料、结合剂、结合强度三个必要因素

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