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非金属矿产中有利于磨削作用的活性填料
2009-04-28
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    在硫和卤素蒸气存在下,切割钢材所需要的能量会大大地降低。该理论对于陶瓷砂轮使用复合磨削液和单点切削工具使用的切削液已得到证实。已知切削钢材时,低熔点金属是一种优良的润滑剂,人们在制造磨削液时也利用了这一方面的知识。由于树脂砂轮通常用于干磨,在磨削时不使用冷却剂,因而未受到卤素或硫蒸气以及低熔点金属等的作用。鉴于此,这些材料通常直接加入到树脂结合剂砂轮制造中。
    砂轮干磨时,在磨削处有硫或卤素蒸气存在,它们会使钢的化学键断裂,从而使磨削钢的能力大大地提高。
    在一些粘结剂中,含有低熔点的金属,除了磨削压力和速度提高以外,还使钢本身熔化。低熔点金属与粘结剂化合也是有益的。用于干磨钢材的树脂砂轮,其最佳配方中总是含有卤素或者硫的供给体。
    当磨削不锈钢和合金钢时,化学活性填料是非常重要的;对于碳钢则不甚重要,而当磨削非铁金属时,化学活性填充剂就全然没有优越性了。

    1、天然冰晶石和黄铁矿
    天然冰晶石的化学表达式为Na3A1F6。冰晶石粉首先是作为补强材料使用,用于提高磨具的强度。进而发现由于冰晶石的熔点较低,在磨削过程中磨削热的作用,冰晶石熔融,促使磨粒容易脱落,以防止砂轮的堵塞。另外,熔化了的冰晶石,在磨削中可以起润滑作用;而且它析出氟,有利于钢材的磨削,所以冰晶石粉适应于磨削时不用冷却液的干磨砂轮。实践证明,用于制造普通砂轮,冰晶石粉的补强作用不如半水石膏粉,其加入量一般为1.5%~5%。
    黄铁矿(FeS2)可以以微粉的形式使用.但在热压成型的高密度粗磨粒荒磨砂轮中,黄铁矿的粒度约为F60,这样的粒度尺寸是处于磨料尺寸和树脂微粉尺寸之间的,在结合剂中它的加入量是所用微粉填料体积的50%;在很粗的磨料中使用粗粒度的黄铁矿,其作用是能够容纳大量的填料,并且还具有使气孔率降低到零的能力。
    天然冰晶石和黄铁矿的混合物是一种优良的填料,人们使用它制备高强度粗磨砂轮,这些砂轮不需要金属润滑剂,就可以使砂轮运转过程中导致钢的熔化或至少软化,从而使切割过程更容易进行。

    2、硫化锌和合成冰晶石
    冰晶石是首先使用的活性填料,在所有填料中,它一直是最广泛使用的填料。然而由于其资源的关系,人们开始使用其它材料来代替它。
    合成冰晶石的化学名称是氟硼酸钾,化学表达式为KBF4。灰白色结晶粉末,微溶于水。实际上,它比天然冰晶石的活性还大。但是,加入氟硼酸钾却降低了树脂结合剂的抗张强度。因此,其使用量是很少的。合成冰晶石通常与非活性填料如长石等混合使用,在利用氟硼酸钾来改进磨削性能的同时,使用长石来提高结合剂的抗张强度。
    活性填料硫化锌(ZnS)在切割钢材的树脂结合剂砂轮里得到了广泛使用。它既可以以天然矿物、闪锌矿的形式使用,又能以化学沉淀粉使用,其中沉淀粉的活性更大,也更昂贵。

    3、氯化铅和硫化锑
    氯化铅(PbCl2),白色晶体,密度5.85g/cm3,熔点501℃,沸点950℃,不溶于冷水、乙醇和乙醚,稍溶于热水。
    用这两种材料制备的砂轮具有优良的切割性能,但是由于它们具有累积毒性,生产者不仅在配制、混合、成型等生产过程中受到危害,并且在磨削热的作用下,这些材料还会挥发,也危害使用者的身体健康。