磨具中的刚玉空心微球

在磨具中，一个重要的参数是孔隙间存在（相邻的磨粒）既定尺寸。由于孔隙间的既定尺寸，因此形成了磨具的结构及其切削性能。磨具中开孔的形成可以通过多种方式获得——磨料中的所有开孔都是由于磨料颗粒彼此之间的相互排列以及由于可燃添加剂而产生的——碎果核（杏壳、核桃等）、萘等类似材料。由于非燃烧添加剂——玻璃和铝硅酸盐微球，因此形成了封闭的孔隙。

在磨具中使用既定尺寸的刚玉空心微球（英语 Hollow Corundum Microspheres，以下简称 HCM）可以同时解决以下几个问题：

在模制含有刚玉微球的组合物时可降低压力；
可降低产品烧成后的体积变形2-3倍（与传统材料相比）；
由于微球的球形形状，减少了陶瓷组分在混合机中的混合时间；
空心刚玉微球在烧制过程中不会烧坏，不会污染环境（与萘或硬脂相比）；
由于化学纯度高，在烧制过程中，刚玉空心微球不与陶瓷粘合剂发生化学反应，不被破坏；
刚玉微球的低导热性降低了过热的风险；
满足砂轮在硬度方面的性能要求（与硅铝酸盐和玻璃微球相比）；
由于自锐作用（与玻璃微球相比），零件的磨削时间减少了1.3倍；
由于污染的减少，使每个零件的磨料消耗减少了1.25倍，因此减少了磨具的再磨削；
由于更好的冷却和减少磨具的油腻表面而减少了磨削过程中的缺陷（烧伤）。

让我们更详细地了解使用刚玉空心微球时的主要效果。

HCM的机械强度和球形度

刚玉微球的球形和较高的强度（40-120 MPa），为生陶瓷块在振动成型过程中提供了优异流动性，并且在液压机中成型时，压力降低了1.5-2倍。压力的降低与陶瓷块的成分在模具中重新分布和压实期间内摩擦的降低有关。降低此操作的能源强度可以让您在磨具生产阶段节省相当多的电力。

HCM的体积变形和热膨胀系数

在磨具烧制时添加HCM，可使体积变形减少2-3倍。这种情况的发生是由于刚玉微球在加热和冷却过程中的低热膨胀系数。减少最终磨料产品的体积变形可以减少生陶瓷块的使用数量，这在随后将烧制磨具加工到图纸所需的尺寸时，可产生一定的余量。对于大量生产磨具的企业而言，每年可节省的原材料量可达数十吨。

HCM 的自锐化效果

空心刚玉微球内部有一定大小的封闭空腔，空腔大小取决于微球的尺寸和壁厚。当将其添加到陶瓷块中时，HCM 可被放置在尖锐的多面磨粒，并在其周围形成孔隙。由于磨料粒（电熔电刚玉、碳化硅）的强度远高于HCM微球的强度，因此，它可以切割主颗粒中的金属磨料，已裂开的微球可“轻柔”地切割周边形成的小毛刺并爆开形成新的锋利边缘。因此，裂开的微球具有自锐功能，由于这种效果，工件表面具有：

降低磨具单次走刀的工件粗糙度；
通过相邻孔隙间的冷却剂流动和刚玉微球空腔的自锐性清洁来减少盐分，这可以减少磨具的重新研磨次数并增加每个磨具的可加工零件数量；
由于既定的孔隙率，更好冷却的磨具可以减低磨粒和被加工材料之间的过热风险，这可以减少在关键部件上出现烧伤形式的废品数量。

HCM微球的尺寸和化学惰性

由于 HCM 是由氧化铝制成的，因此它们在化学成分上与磨料的主要颗粒（通常是熔融氧化铝）是均匀的，并且对磨料中的化学侵蚀性添加剂（粘合剂）呈惰性的填料，不像其他填料 —— 玻璃或硅铝酸盐微球，它们溶解在化学反应中，从而增加了磨具的硬度。

空心刚玉微球表面的发达，以及混合各种直径（5-125 微米）的微球和标准磨料（电刚玉、碳化硅 SiC 或立方氮化硼 (CBN)）颗粒的可能性使得获得用于生产高度多孔的磨具的独特性能。

刚玉空心微球的宽大表面，以及具有混合各种直径（5-125 微米）的微球和标准磨料（电刚玉、碳化硅 SiC 或立方氮化硼 (CBN)）颗粒的可能性使得其具有用于生产高度多孔磨具的独特性能。

例如，F180 铬铝氧化物颗粒和刚玉空心微球以 70/30% 的体积比或 F80 铬铝氧化物颗粒和刚玉空心微球以 85/15% 的体积比组合，可以获得指定的孔隙率和高机械高多孔砂轮的特性。


含铬电刚玉和刚玉空心微球的颗粒分布：左侧 - 电刚玉 F80 (85%) 微球 HCM-180 (15%)，右侧 - 电刚玉 F180 (70%) 微球 HCM-180 (30%)。

使用 HCM 的烧成温度高，环保性好