白剛玉、棕剛玉、鉻剛玉、鋯剛玉、陶瓷剛玉

各種磨料性能對比-白剛玉、棕剛玉、鉻剛玉、鋯剛玉、陶瓷剛玉

白剛玉、棕剛玉、鉻剛玉、鋯剛玉、陶瓷剛玉都是研磨行業(yè)中常用的磨料。下面我們將在研磨噴砂和磨具制造兩個(gè)領(lǐng)域來橫向?qū)Ρ雀鞣N磨料的特點(diǎn)：

一、噴砂行業(yè)

白剛玉磨料。它是用熔融的方法將鋁氧粉熔成液態(tài)在冷卻凝結(jié)的磨料。它的Al2O3成分比例越高（白剛玉的Al2O3含量為99%），就意味著硬度和切削研磨能力越強(qiáng)。自20世紀(jì)初開始批量生產(chǎn)以后，白剛玉磨料就用于大部分的研磨工作中。白剛玉磨料可用于鋁合金、不銹鋼、金屬的精細(xì)研磨，碳鋼、鉻合金、鉬合金、硬質(zhì)合金等金屬的表面清理，也可以用于非金屬材料例如亞克力、塑膠、竹制產(chǎn)品、木制產(chǎn)品、玻璃的表面鈍化。

棕剛玉磨料。棕剛玉磨料氧化鋁的成分比例比白剛玉略低，一級品的純度在93-96%，也是用熔融法之作的人造磨料。但是，棕剛玉的原材料是鋁礬土，而非純度更高的氧化鋁。另外，棕剛玉的冶煉成品通常分不同等級，這是由冶煉路不同部位形成晶體的差異造成的。因此，棕剛玉的品質(zhì)差異性較大。一級棕剛玉的韌性比白剛玉高，這使得棕剛玉磨料可作為基礎(chǔ)的高硬度磨料，用于不同的使用場景。對于金屬、碳鋼、玻璃等材料的大規(guī)模噴砂，棕剛玉是不錯(cuò)的選擇。

石榴石磨料。石榴石磨料的硬度是天然磨料中的***，是一種天然礦石砂，純度高的石榴石硬度也達(dá)莫氏8.5，對于管道噴砂、大型鋼構(gòu)件噴砂、船舶清理噴砂、陽極處理前表面準(zhǔn)備等噴砂，具有經(jīng)濟(jì)效益。一些石榴石存在綠輝石等伴生礦，這會影響石榴石的純度，進(jìn)而影響噴砂效率。

黑色碳化硅磨料。它是比剛玉系磨料硬度更高的磨料，黑碳化硅磨料的冶煉過程是將石英砂和***煤（或石油焦）混合放入大型石墨電阻爐進(jìn)行反應(yīng)的過程。一級黑碳化硅的硬度很高，達(dá)到莫氏9.2，SiC含量可達(dá)98%。同時(shí)脆性大，研磨過程中顆粒不斷破碎形成新的刃口。因此，磨削能力比剛玉系磨料高。適用于陶瓷、大理石、花崗巖的清理噴砂，也可用于玻璃、鋁合金、銅制品、玉石的精細(xì)研磨處理。

綠色碳化硅磨料。綠碳化硅磨料的生產(chǎn)過程于黑碳化硅相似，但是綠碳化硅通常不用***煤鉻剛玉，而使用石油焦為主要原料，并添加食鹽。綠色碳化硅的純度比黑碳化硅高，SiC含量為99%。它的莫氏硬度為9.4-9.5，這使得綠碳化硅成為僅次于人造金剛石的磨料。對于硬度高的鎂合金、鈦合金、碳化鎢合金，綠碳化硅都可以快速切削，顯現(xiàn)出很高的鋒利度。另外，對于***非金屬材料，例如硅酸鈣玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、光學(xué)玻璃，珠寶玉石等，也體現(xiàn)出***的研磨性能。

玻璃珠磨料。玻璃珠的硬度為莫氏5-6，其球形的顆粒形狀不會對工件表面產(chǎn)生破壞性的劃痕。用于表面噴丸的玻璃珠是利用回收玻璃重新回爐融化后，使用火焰漂浮法生產(chǎn)的鈉鈣玻璃。原材料的品質(zhì)對玻璃珠的影響在于重金屬的殘留，金屬含量高的玻璃珠會影響噴砂的光潔度，也容易于工件材質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。玻璃珠的價(jià)格經(jīng)濟(jì)，可用于各種金屬材料的表面美化，噴砂的效果比前幾種棱角型磨料更為光亮。

陶瓷砂磨料（氧化鋯珠）。陶瓷砂磨料也是用熔融法生產(chǎn)的人造磨料，顆粒形狀為圓球型。生產(chǎn)陶瓷砂主要的原材料是鋯英砂，這就注定了陶瓷砂的價(jià)格很昂貴。盡管如此，陶瓷砂還是憑借其不易破碎、***、噴丸效果亮度高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，***用于電子零件、航空部件、不銹鋼材料、鎂鋁合金、鈦合金等產(chǎn)品的精細(xì)拋光，可以美化產(chǎn)品的表面，提高金屬制品的附加值。在航空領(lǐng)域中，還可以提高金屬的抗疲勞性能，消除表面應(yīng)力，發(fā)展前景十分廣闊。

核桃砂磨料。核桃砂也被稱為核桃殼砂，是將干燥的核桃破碎、取殼，然后研磨成不同大小的顆粒。核桃砂磨料的硬度2.5-3.0，根據(jù)不同品種的桃核有所差異，***的核桃殼是經(jīng)過風(fēng)化的長白山野生核桃殼，硬度比人工種植的核桃殼高。雖然核桃殼磨料的硬度不高，但是其***的特點(diǎn)是吸油性強(qiáng)。良好的吸油性，可以對帶有污漬的材料例如帶有油污的發(fā)動機(jī)進(jìn)行表面處理，提高清理效率。另外，核桃殼砂還用于手術(shù)器械、金屬樂器、高爾夫球桿等產(chǎn)品的表面美化，該磨料不會造成對工件的損傷。

碳酸氫鈉磨料。（小蘇打磨料）碳酸氫鈉磨料是用物理合成的方法制成的磨料顆粒，它溶于水，噴砂時(shí)不會產(chǎn)生火花，對底漆下的工件無損害。其莫氏硬度為2.5-3.0，常見的用途是汽車漆面清理，石化行業(yè)油罐車清理。國外還有用碳酸氫鈉作為牙科噴砂材料。用碳酸氫鈉噴砂過后，用水清理方便，也不會產(chǎn)生污染。

二、磨具行業(yè)

白剛玉磨料。磨料代碼為WA,它的自銳性是傳統(tǒng)磨料中比較高的，適合生產(chǎn)各種切割、粗磨、精磨、粗拋、細(xì)拋的磨具制品。在各種磨具制品例如陶瓷砂輪、磨頭、樹脂切割片、打磨片、涂附磨具、油石等產(chǎn)品中均可找到白剛玉的身影。這些磨具主要針對的是普通金屬類產(chǎn)品。白剛玉在磨料市場中占比大，各個(gè)生產(chǎn)廠家深耕多年，對白剛玉的品質(zhì)提升有很大幫助。白剛玉磨料不僅粒度***，品質(zhì)也在往低鈉、高堆密方向發(fā)展。此外，在白剛玉的基礎(chǔ)上研發(fā)的鍍銥白剛玉，韌性和親水性比普通白剛玉高，可作為提升磨具品質(zhì)的選擇。

棕剛玉磨料。磨料代碼為A，它的韌性比白剛玉高，自銳性不如白剛玉。棕剛玉的基礎(chǔ)性能和高韌性，使棕剛玉適合打磨片、荒磨砂輪、拋光涂附磨具等。另外，棕剛玉在配合鋯剛玉一起制成***的磨具制品也有廣闊的前景。再次，對棕剛玉進(jìn)行一定溫度的煅燒，可以增強(qiáng)棕剛玉的親水性和強(qiáng)度，降低棕剛玉的熱膨脹系數(shù)，可以提高磨具制品的使用壽命和性能。

黑碳化硅磨料。磨料代碼為C。黑碳化硅具有比剛玉硬度高的特點(diǎn)，主要用于生產(chǎn)針對大理石、混凝土、水泥打磨的磨具，也可以用于生產(chǎn)水磨砂紙、去除漆面、去除焊點(diǎn)的清理砂輪等。黑碳化硅用于涂附磨具主要是使用黑碳化硅P砂系列，用于金屬、木制表面、竹制產(chǎn)品的手工打磨。

綠碳化硅磨料。磨料代碼為GC,它的硬度比黑碳化硅更高，研磨也更加高效。主要用于針對花崗巖、陶瓷、玻璃、瓷磚修整的磨具中，也適合生產(chǎn)多功能砂輪、軸承鋼油石、精磨油石、PVC研磨輪等產(chǎn)品中。另外，由于綠碳化硅是非超硬磨具中硬度的磨料，經(jīng)常添加到金剛石磨具中，起到降***、填充的作用。

鉻剛玉磨料。磨料代碼為PA。鉻剛玉也是一種熔融的氧化鋁磨料，其冶煉過程中加入0.5-2%的氧化鉻，氧化鋁的晶體結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，表現(xiàn)出比白剛玉更好的機(jī)械強(qiáng)度、韌性和比重。鉻剛玉適用于生產(chǎn)陶瓷砂輪、樹脂砂輪等固結(jié)磨具，很少用到涂附磨具中。針對的材質(zhì)也以金屬材料為主。鉻剛玉***的晶體結(jié)構(gòu)可以在磨削時(shí)帶走熱量，減少金屬表面的堵塞，提高砂輪的鋒利程度。

單晶剛玉。磨料代碼為SA。單晶剛玉的冶煉是白剛玉和合金制品融合的過程，冶煉后的顆粒是獨(dú)立的晶體，不同粒度的劃分沒有經(jīng)過機(jī)械的破碎，因而磨料顆粒的韌性和強(qiáng)度比白剛玉、鉻剛玉更好，并且能與結(jié)合劑更緊密的粘接在一起。單晶剛玉主要用于生產(chǎn)陶瓷砂輪、切割砂輪，針對軸承鋼材、鈦合金、釩合金、奧氏體不銹鋼、抗指紋板材的研磨，磨具的效率和使用壽命都有很大提升。

鋯剛玉。磨料代碼為ZA。鋯剛玉是目前為止***性能的普通磨料（相對超硬磨料）鉻剛玉，它是由鋯質(zhì)材料和氧化鋁經(jīng)高溫冶煉然后快速冷卻而成。鋯剛玉的典型用途是生產(chǎn)重負(fù)荷砂輪。鋯剛玉的顆粒破碎機(jī)理也是通過研磨磨料脫落，形成新的切削刃面，顆粒每次的脫落是鋯剛玉晶體的脫落。而鋯剛玉的晶體尺寸是白剛玉的二十分之一，韌性是棕剛玉的數(shù)十倍，抗壓強(qiáng)度和堆積密度也比普通剛玉高的多。鋯剛玉磨料可用于機(jī)床加工中的無心磨陶瓷砂輪、重負(fù)荷砂輪、樹脂切割砂輪、鐵路導(dǎo)軌磨砂輪等固結(jié)磨具和拋光盤、柔性尼龍砂輪等涂附磨具，其性能的提升都很明顯。鋯剛玉更適合機(jī)器負(fù)載大的磨削，例如大功率切割機(jī)、重負(fù)荷磨床、智能裝備打磨。

陶瓷剛玉磨料（SG磨料）。磨料代碼為SG。陶瓷剛玉的生產(chǎn)工序比較復(fù)雜，也顛覆了傳統(tǒng)磨料冶煉的方法，采用先把原材料化學(xué)溶解，添加助劑制成膠凍狀，冷卻煅燒而成。陶瓷剛玉的研磨機(jī)制是顆粒納米級的破碎并脫落?？梢韵胂?，這對磨料自銳性和壽命的提升多么具有革命性的提升。不僅如此，***陶瓷剛玉廠家對顆粒的形狀也做出了更多的***，三角型片狀顆粒、三棱錐型顆粒、柱狀顆粒都是陶瓷剛玉的新形態(tài)。SG磨料由3M公司發(fā)明至今，國際上***的磨料公司如圣戈班、德國馬圈都開發(fā)了自己的陶瓷剛玉產(chǎn)品，但是性能都不如3M Cubitron系列。陶瓷剛玉可針對航空頁片研磨、高硬度軸承鋼、鎳鉻合金、鈦合金等特種鋼材的精細(xì)研磨。陶瓷剛玉的推廣，對提高研磨效率、節(jié)省人工和后續(xù)拋光***提供了可能。用它制成的陶瓷砂輪、涂附砂輪、樹脂砂輪工作效率提升了一個(gè)數(shù)量級，為機(jī)器人打磨切割創(chuàng)造了條件。

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