超硬磨料質(zhì)量
1、“好”磨料的概念
金剛石磨料是作為超硬材料制品的主要原材料，磨料質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響制品質(zhì)量的好壞。因此凡是制品企業(yè)對金剛石磨料的質(zhì)量都非常重視，都知道要“好”金剛石磨料。但是具體到什么是“好”磨料，好多企業(yè)未必有正確的認(rèn)識，本節(jié)內(nèi)容將重點闡述什么是“好”磨料，如何選擇“好”磨料。本節(jié)先將“好”磨料做個定義，將通常所說的“好”磨料在此分為兩種。
一是品級“好”的磨料。指單粒磨料結(jié)晶比較完整，顆粒形狀比較規(guī)范，內(nèi)部雜質(zhì)比較少，強度比較高的金剛石磨料，通常以沖擊韌性或單顆?？箟簭姸然蝾w粒形狀完整性區(qū)分品級的高低，品級高的磨料晶形完整雜質(zhì)含量低，這也稱謂“好”磨料。品級好壞的劃分與實用效果無關(guān)。
另一種是使用效果“好”的磨料，也就是金剛石磨料產(chǎn)品的一組固有特性滿足用戶要求的程度高的磨料，又將其稱為“合格”的磨料。指以磨料為主要原材料制作成的制品，在實際使用過程中使用效果的好壞，使用效果好的磨料稱謂“好”磨料。這種“好”（合格）的磨料是與使用效果密切相關(guān)的。
目前市場上基本上是以磨料的品級定價，品級越好價格越高。但是對于不同的用途，并不是品級越好使用效果就越好。對于不同的用途，適用的磨料才是真正合格的“好”磨料。因此，當(dāng)選擇磨料時一定要明白是選什么樣的“好”磨料。
2、如何選擇磨料
用戶再選擇金剛石磨料時，首先要明確所選擇的是好品級的磨料還是好用的磨料。對于金剛石磨料品級的劃分，JB/T6048-2010行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將金剛石磨料劃分為D10,D20,D30,D40,D50,D60,D70,D80,D90九個品級，從D10到D90它們的強度逐漸增大。
生產(chǎn)企業(yè)首先要根據(jù)自己產(chǎn)品的特點以及磨削對象和磨削方式選擇適合品級的金剛石磨料，才是好用的磨料，然后才能根據(jù)實際需要進行質(zhì)量控制。比如，要做樹脂金剛石砂輪通常選擇D60以下的品級；要做鋸切花崗巖的金剛石鋸片，通常要選擇D70以上品級的金剛石磨料。只有選好所需的磨料品級，然后才能說進行下一步的質(zhì)量控制。
3、磨料質(zhì)量問題
1） 磨料中有大顆粒。導(dǎo)致出現(xiàn)劃傷。
2） 不同廠家，同一規(guī)格的磨料產(chǎn)品，粒度規(guī)格差別太大，有的甚至跨粒度號。導(dǎo)致制品使用性能不穩(wěn)定。
3） 同一品級的磨料，磨料實際強度差別較大，導(dǎo)致制品使用性能不穩(wěn)定
4） 磨料中雜質(zhì)成份和含量不穩(wěn)定。導(dǎo)致制品使用性能不穩(wěn)定；對于要求較高的磨削對象，甚至還影響被磨工件的性能。
目前經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在上述四各方面，下面就從這四個方面介紹如何進行質(zhì)量控制。
4、磨料質(zhì)量控制
1）磨料大顆?？刂?。對于單晶金剛石磨料，通常是采用篩網(wǎng)篩分方法進行粒度分級的，由于標(biāo)準(zhǔn)對大顆粒的規(guī)定不合理，至使單晶磨料經(jīng)常出現(xiàn)大顆粒。尤其是對于80/100以細的用于磨削用途的磨料，在使用前必須進行大顆粒檢驗。生產(chǎn)廠家要控制大顆粒，就要將檢驗篩的上限篩縮小一個號，這樣就可以有效控控制大顆粒了。
用戶要控制大顆粒，可以用篩分法過濾掉大顆粒，也可以采用顯微鏡圖像法來檢查大顆粒，發(fā)現(xiàn)有大顆粒應(yīng)該采取處理措施或進行更換。金剛石微粉磨料通常是采用沉降法進行分級的，由于目前沒有切實可行的標(biāo)準(zhǔn)，目前對大顆粒的界定和認(rèn)識也不一致，所以目前微粉產(chǎn)品中經(jīng)常出現(xiàn)大顆粒也就不足為怪了。
生產(chǎn)單位要控制大顆粒，首先要控制好“攔頭”粒度的沉降時間，確保大顆粒攔在外邊，同時注意生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)不要產(chǎn)生污染。尤其是生產(chǎn)5μm以細的微粉，生產(chǎn)環(huán)境一定要潔凈。作為用戶目前要檢驗微粉中的大顆粒只有采用顯微鏡圖像分析法。大顆粒的界定和分析方法可參考第5講的內(nèi)容。
2）對于單晶金剛石磨料同一規(guī)格、不同廠家、不同批次的產(chǎn)品差別較大，有的甚至相差一粒度號。這會給使用效果帶來較大的影響。生產(chǎn)廠家應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對所用篩網(wǎng)進行檢驗，確保篩網(wǎng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，才能保證不同批次、不同廠家的同一規(guī)格的單晶金剛石磨料產(chǎn)品粒度穩(wěn)定一至。
對于用戶也要用合格的篩網(wǎng)進行質(zhì)量檢驗把關(guān)。對于用戶來說，粒度組成的一至，是保證使用效果穩(wěn)定的重要因素，因此，應(yīng)嚴(yán)格檢驗產(chǎn)品的粒度組成。用戶控制粒度組成的方法有篩分法，圖像分析法。對于金剛石微粉可以用顯微鏡圖像法，電阻法，也可以用激光衍射法。
但目前用戶對激光粒度儀的認(rèn)識有一個誤區(qū)，認(rèn)為激光粒度儀檢驗結(jié)果穩(wěn)定準(zhǔn)確。其實激光粒度分析法法是一種擬合近似分析方法，而且不可校準(zhǔn)，溯源性可比較性差，分辨率低，對D50粒徑的分析還比較準(zhǔn)，但對D5、D10、D90 、D95粒徑的分析誤差就比較大，已不能滿足磨料粒度分析的要求。
因此激光粒度儀經(jīng)常將不合格品檢驗成合格品，也經(jīng)常將合格品檢驗成不合格品，所以，用戶在利用激光粒度儀進行質(zhì)量檢驗時，要特別引起注意。尤其是對于最終用戶，不推薦用激光粒度儀作為磨料粒度質(zhì)量把關(guān)的手段。
3）同一品級的磨料，實際強度差別較大。這會導(dǎo)致產(chǎn)品實用效果差別較大，導(dǎo)致制品產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)。對于單晶金剛石磨料，生產(chǎn)方應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品雜質(zhì)含量的多少，調(diào)整單晶分選設(shè)備的參數(shù)，確保分級準(zhǔn)確，其次是加強產(chǎn)品的強度檢驗。強度檢驗方法包TI或TTI或單顆?？箟簭姸葯z測，或者顆粒形狀檢驗。作為用戶，根據(jù)用途選擇合適的金剛石磨料品級。對于鋸切或其他高速磨削用途的磨料，應(yīng)該主要以TTI檢驗結(jié)果來控制控制產(chǎn)品品級和質(zhì)量。
對于其他用途可以TI或單顆?？箟簭姸然蛘哳w粒形狀的檢驗結(jié)果來控制產(chǎn)品質(zhì)量。尤其是對于TI小于40%的金剛石磨料應(yīng)以單顆?？箟簭姸葯z驗結(jié)果控制產(chǎn)品質(zhì)量為好，因為當(dāng)TI小于40%時，目前的TI或TTI檢驗方法，對其產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的變化已不太敏感，因此分級控制效果也就不太好了。對于不同品級的的金剛石磨料，應(yīng)選用不同的質(zhì)量控制方法，才能達到事半功倍的效果。
對于金剛石微粉來說，目前控制產(chǎn)品品級的唯一的方法就是顆粒形狀和顆粒透光率。通過控制顆粒形狀和透光率參數(shù)的穩(wěn)定，可以有效控制產(chǎn)品品級和產(chǎn)品質(zhì)量。微粉生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)原料的品級來源，分別進行管理，雜質(zhì)含量低的高品級的金剛石，生產(chǎn)出來微粉品級也相應(yīng)高。除了加強原材料的控制，還應(yīng)通過對成品顆粒形狀、透光率的檢測來對產(chǎn)品進行分級，才能確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
4）雜質(zhì)含量控制。金剛石磨料中的雜質(zhì)分為兩類。一是內(nèi)部部雜質(zhì)，主要是指金剛石磨料生產(chǎn)過程帶進來的觸媒類元素以及原材料中的少量雜質(zhì)元素。另一類是外部雜質(zhì)，主要是在金剛石磨料破碎和分選過程沒有處理干凈或外部混入的非金剛石類的礦物成份。
對于單晶金剛石磨料，由于金剛石分選工藝比較成熟了，因此外部雜質(zhì)極少，基本上不存在了。但在金剛石微粉中，尤其是平均粒徑5μm以細的，雜質(zhì)含量比較高。由于不同微粉企業(yè)生產(chǎn)工藝的不同，雜質(zhì)含量從0.1%到16%不等。雜質(zhì)含量對使用效果具有較大的影響，作為生產(chǎn)方應(yīng)嚴(yán)格確保生產(chǎn)環(huán)境的清潔，使用純凈的沉降介質(zhì)，控制生產(chǎn)工藝各個環(huán)節(jié)確保不會產(chǎn)生交叉污染。
作為用戶，在使用前應(yīng)采用高溫（1000℃）燒失法，檢測雜質(zhì)含量。平均粒徑3μm以粗的微粉中雜質(zhì)含量不得超過0.5%，3μm以細的微粉中雜質(zhì)含量不得超過1%。
周波：黨員、教授級高級工程師。1982年畢業(yè)于上海機械學(xué)院，獲工程學(xué)士學(xué)位，同年分配到鄭州磨料磨具磨削研究所工作至退休。先后任檢測室主任、國家磨料磨具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心常務(wù)副主任、鄭州磨料磨具磨削研究所副總工程師兼科技發(fā)展部主任。
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