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磨具是用以磨削、研磨和拋光的工具。大部分的磨具是用磨料加上結合劑制成的人造磨具,也有用天然礦巖直接加工成的天然磨具。磨具除在機械制造和其他金屬加工工業中被廣泛采用外,還用于糧食加工、造紙工業和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡膠、木材等非金屬材料的加工。磨具在使用過程中,當磨粒磨鈍時,由于磨粒自身部分碎裂或結合劑斷裂,磨粒從磨具上局部或完全脫落,而磨具工作面上的磨料不斷出現新的切削刃口,或不斷露出新的鋒利磨粒,使磨具在一定時間內能保持切削性能。磨具的這種自銳性,是磨具與一般刀具相比突出的特點。
早在新石器時代,人類就已經開始應用天然的磨石來加工石刀、石斧、骨器、角器和牙器等工具了;1872年,在美國出現了用天然磨料與粘土相結合燒成的陶瓷砂輪;1900年前后,人造磨料問世,采用人造磨料制造的各種磨具相繼產生,為磨削和磨床的快速發展創造了條件。此后,天然磨具在磨具中所占比例逐漸減少。磨具按其原料來源分,有天然磨具和人造磨具兩類。機械工業中常用的天然磨具只有油石。人造磨具按基本形狀和結構特征區分,有砂輪、磨頭、油石,砂瓦(以上統稱固結磨具)和涂附磨具五類。此外,習慣上也把研磨劑列為磨具的一類。
超硬磨料固結磨具主要是由金剛石、立方氮化硼等與結合劑固結成的磨具。由于金剛石、立方氮化硼的價格高、具有很好的耐磨性能,用它們制造的固結磨具與普通磨料固結磨具不同,除超硬磨料層外,還有過渡層和基體。超硬磨料層是起切削作用的部分,由超硬磨料和結合劑組成;w是在磨削中起支托作用的,由金屬、電木或陶瓷等材料組成。過渡層用于連接基體和超硬磨料層,由結合劑構成,有時也可省去。常用的結合劑有樹脂、金屬、電鍍金屬和陶瓷等。
固結磨具的制造工序有:分配料、混料、成型、熱處理、加工和檢查等。隨結合劑不同,制造工藝也不盡一樣。陶瓷結合劑磨具主要采用壓型法,將磨料和結合劑按配方的重量比例稱量后,置于混料機內混合均勻,投入金屬模具內,在壓力機上成型出磨具毛坯。毛坯經干燥再裝入窯內焙燒,燒成溫度一般為1300℃左右。當采用低熔點燒熔結合劑時,燒成溫度低于1000℃。再按規定尺寸形狀精確加工,最后檢查產品。
樹脂結合劑磨具一般是在室溫條件下在壓力機上成型,也有采用在加熱條件下邊加熱邊加壓的熱壓工藝。成型后在硬化爐內硬化。以酚醛樹脂為結合劑時,硬化溫度為180~200℃。橡膠結合劑磨具主要采用對輥機混料,并滾壓成薄片,然后用沖刀沖裁成型;也有的用松散料,投入金屬模具內在壓力機上成型。成型后在硫化罐內硫化,溫度為165~180℃。
特殊品種的磨具有燒結剛玉磨具和纖維磨具等。燒結剛玉磨具是用氧化鋁微粉和適量的氧化鉻混合、成型,在1800℃左右燒結制成。這種磨具結構緊密,有較高強度,主要用于加工鐘表、儀表等零件。纖維磨具是用含有或粘附有磨料的纖維絲(如尼龍絲)作原料制成的,它的彈性好,主要用于金屬材料及其制品的拋光。
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