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棕刚玉、白刚玉磨料的来历以及带来的巨大变革

2019-06-11 18:07 管理员 次阅读

什么是磨具?凡是在加工工序中起磨削、研磨、抛光作用的工具,都被称为磨具。磨具是伴随着人类使用工具就产生了,在新石器时代,开始使用经过打磨过的石斧、石针,我国秦汉时期铜镜磨亮,都是采用天然的磨料、磨具进行的。根据一些资料证明,外国制造人工磨料磨具是在100多年前:1760年,法国出现用天然磨料制造砂纸的作坊;1825年,印度出现用虫胶做结合剂制造磨具;1846年,美国出现第一块用于外圆磨床的砂轮是用天然矿石做成的;1857年,比利时用天然橡胶为结合剂做成砂轮;1877年美国用粘土做结合剂做成天然磨料的陶瓷砂轮;1880年,美国用树脂为结合剂制成树脂砂轮;但是,在1891年之前,人们还是以天然磨料做制造磨具的主要原材料。

1891年,在磨料磨具制造方面出现了较大的变革,这一变革的标志就是出现了人造磨料。美国卡普伦登公司(Carborundum Co.)生产出碳化硅;1897年,美国诺顿公司(Norton Co.)生产出刚玉磨料;1900年磨床已进入普通加工车间,磨具应用日益广泛。1901年电弧炉冶炼棕刚玉成功,达到批量生产水平,也标志着人造磨料真正进入工业化生产阶段。
    

1901年,生产出了白刚玉,使磨料品种日趋完善。此时,内园磨床、外园磨床、轧辊磨床、万能工具磨床都已相继出现。1920年,磨床的液压传动已基本成熟,螺纹磨床出现,用陶瓷结合剂制成的磨螺纹砂轮使丝锥、塞规等螺纹工具精度大大提高。1924年,绿色碳化硅在卡普伦登公司研制成功,为硬质合金的磨加工初奠基础。1925年,第一台磨齿机制成,出现马克(MAAG)齿轮磨床。1930年磨具生产开始控制组织,特别是陶瓷磨具开始了组织号的使用选择,同年还生产了天然金刚石的树脂砂轮,并且出现了无心磨床。1934年美国生产了硬度高于碳化硅的碳化硼(B4C),1936年制成天然金刚石的金属结合剂磨具,1940年出现砂带磨床和陶瓷金刚石砂轮,1946年美国研制成功单晶刚玉,使含有钒、钛、钨、铝等元素的合金钢材磨加工效率得到提高。此时,陶瓷磨具占磨具生产的主要地位。1948年生产加强纤维树脂砂轮,树脂磨具在打毛刺、修理焊缝等工序上得到广泛应用。1953-1954年瑞士和美国分别研制成功人造金刚石,1957年,美国首先工业性生产人造金刚石,同年还研制成立方氮化硼,超硬磨料进入磨加工领域。1962年出现铬刚玉和烧结刚玉。1963年制成锆刚玉,到1970年生产三种不同ZrO2含量的锆刚玉系列,钢铁行业的钢坯修磨逐步发展采用高速高负荷树脂磨具,1976年已经使用锆刚玉制成80米/秒,负荷达500公斤的树脂磨钢坯砂轮。七十年代,陶瓷磨具与树脂磨具产量比例达1:1,七十年代苏联发展钛刚玉,我国生产镨钕刚玉,八十年代初期,陶瓷磨具最高使用速度达125米/秒并用于轴承工业。
  

锆刚玉砂带,碳化硅砂带,堆积磨料砂带,陶瓷磨料砂带,棕刚玉砂带

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磨料磨具的发展,促使一系列磨削加工的迅猛发展,而磨削加工在各个工业领域的广泛应用,又反过来促使磨料磨具品种和质量的不断扩大与提高。二十世纪五十年代是磨料磨具与磨加工工艺发展最快并达到比较完整的年代,磨床约占金属切削机床20%,六十年代美国约占38%,苏联为25%左右,七十年代期间,磨床占金属切削加工机床仍为25-35%左右,而其间又大量发展了涂层磨具——砂带、磨片、磨圈等,到八十年代初期、美国平均每三台磨床就有一台砂带磨床或砂带抛光机。

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我国解放前,没有磨料磨具工业,只有一个由日本吴制砥所在东北苏家屯遗留下来的砂轮生产作坊。新中国成立后,磨料磨具随着我国工业的迅速发展而发展起来,首先在东北苏家屯原有的砂轮旧厂上扩建了第一砂轮厂,自行研制并生产了棕刚玉和碳化硅,以后在苏联专家的帮助下陶瓷磨具由水浇铸成型改为半干法机压成型生产,大大提高了生产效率。1953年,我国筹建综合性的磨料磨具企业,由德意志民主共和国提供成套设备与工艺,1956年厂址在郑州破土动工,1964年建成,是我国规模最大的砂轮厂,命名为第二砂轮厂。它生产棕刚玉、白刚玉、绿碳化硅、黑炭化硅、陶瓷磨具、树脂磨具、橡胶磨具、涂附磨具、研磨膏,以及后来自行建设并生产的人造金刚石及其制品。在第一个五年计划期中,还在山东建成第四砂轮厂,以后在贵州新建第三砂轮厂、第七砂轮厂和人造金刚石及其制品的专业化工厂——第六砂轮厂,1958年由第二砂轮厂的中心实验室改为第一机械工业部磨料磨具磨削研究所,同时,第一机械工业部建立了郑州机械专科学校磨料磨具班培养中专人才,到1982年全国除西藏外,各省都建有省、市、县级的磨料或磨具工厂,磨具全国总产量在六万五千吨左右。磨料磨具品种已能满足国内需要,且由进口转为出口。陶瓷磨具品种中除通用磨具外,高速砂轮,大气孔砂轮、磨钢球砂轮、磨螺纹砂轮,缓进给强力磨砂轮等均经过我国第一个五年计划成长起来的磨料磨具工程技术人员自行研制成功并达到批量生产,促进了各种专用磨加工工艺的发展。七十年代末,我国已具备了完整的磨料磨具生产体系。 


来源:洛阳耐宝棕刚玉

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