低钠白刚玉砂作为陶瓷结合剂磨具的优势有哪些?
白刚玉砂作为陶瓷结合剂磨具的核心磨料之一,凭借其优异的自锐性能和磨削力,能显著提升磨具的磨削效率、耐用性及加工精度。随着陶瓷结合剂砂轮工艺的发展,各个砂轮厂家生产出的产品质量差异性很小。通过选用性能更优异的白刚玉原材料,是一条产品升级的有效途径。低钠白刚玉砂具有比普通白刚玉磨料更优异的性能。具体体现在以下方面:
一、理化性能方面
低钠白刚玉砂的核心特征是低 Na₂O 含量(通常≤0.2%和≤0.1%) 与高 Al₂O₃纯度(≥99.5%和≥99.8%) ,这使其相比普通白刚玉或棕刚玉,更适应于陶瓷砂轮所面向的齿轮磨、端面研磨等使用场景。
1. 更高硬度与耐磨性:
低钠高纯度白刚玉的莫氏硬度更接近其理论值莫氏9.0。低钠白刚玉冶炼后α-Al2O3的转化率由正常的90%提升至95%以上,β晶相的氧化铝含量更低 —— 该物质会导致磨料晶体强度、硬度、耐高温性能下降。因此,低钠白刚玉砂的单颗粒抗压强度更高,自锐性更好,在磨削过程中不易碎裂,能持续保持锋利的切削刃,大幅延长磨具的使用寿命。
2.优异的耐高温性:
陶瓷结合剂磨具在烧结过程中需经历 800-1200℃的高温,且其磨削过程是典型的热加工,磨削时会产生高温。低钠白刚玉的熔点比普钠白刚玉更高 ,且高温下不易发生晶型转变或软化,能避免磨料在高温下 “钝化” 或与工件(如不锈钢、硬质合金)发生化学反应,保障持续稳定的磨削效率。
3. 堆积密度高:
低钠白刚玉砂的比重高,再特殊的破碎和筛分工艺可以提高其堆积密度,因此参与单位面积磨削的磨料更多,可以提升砂轮的使用寿命和研磨效率。
二、与陶瓷结合剂的高兼容性:提升磨具结构稳定性
陶瓷结合剂(主要成分为长石、黏土、石英等硅酸盐材料)的核心需求是与磨料形成强结合力、低膨胀差的整体结构,低钠白刚玉砂在此方面具备显著优势:
1. 减少烧结缺陷,提升结合强度:
普通白刚玉中的杂质会与陶瓷结合剂中的 SiO₂、Al₂O₃反应,生成低熔点的玻璃相(如钠长石),导致结合剂在高温烧结时过度软化、收缩不均,进而出现磨具 “开裂”“掉砂” 等问题。
低钠白刚玉的钾、钠、硅、铁等杂质含量极低,可有效抑制这种有害反应,使结合剂与磨料颗粒形成 “紧密且均匀” 的结合界面,磨具的抗冲击强度和抗弯强度显著提升。
2. 热膨胀系数低,降低变形风险:
低钠白刚玉的硅含量很低,可以防止受热情况下的热膨胀和体积变化 。在磨具烧结后的冷却过程中,可避免因 “磨料 - 结合剂” 热膨胀差过大导致的内应力集中,减少磨具变形(如翘曲、缩孔),保障磨具的尺寸精度。
三、优化加工质量:减少工件损伤,提升表面精度
对于高精度磨削场景(如轴承钢、光学玻璃、半导体陶瓷的精加工),低钠白刚玉砂能从 “减少污染” 和 “控制磨削力” 两方面提升工件质量:
1. 低杂质无污染,保障工件洁净度:
低钠白刚玉的杂质(Fe₂O₃、SiO₂、Na₂O)总含量≤0.2%,远低于普通白刚玉。在磨削过程中,不会因磨料杂质脱落而污染工件表面(如不锈钢工件的 “生锈斑点”、光学玻璃的 “划痕杂质”),尤其适合对表面洁净度要求高的电子、医疗领域工件加工。
2. 磨削力更稳定,降低工件烧伤与变形:
低钠白刚玉砂的颗粒强度均匀,磨削时单颗粒承受的载荷更稳定,可避免局部磨削力过大导致的工件 “烧伤”(如淬火钢表面的氧化变色)或 “微观变形”(如薄壁陶瓷件的翘曲)。同时,其锋利的切削刃能减少磨削热的产生,配合陶瓷结合剂的良好散热性(导热系数高于树脂结合剂),从而提高加工精度。