砂輪的種類與性能
一、砂輪的種類與性能
（一）、概況
砂輪是磨削加工中最主要的一類磨具。砂輪是在磨料中加入結合劑，經壓坯、干燥和焙燒而制成的多孔體。由于磨料、結合劑及制造工藝不同，砂輪的特性差別很大，因此對磨削的加工質量、生產率和經濟性有著重要影響。砂輪的特性主要是由磨料、粒度、結合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等因素決定。
（二）、砂輪的分類
砂輪種類繁多，按所用磨料可分為普通磨料（剛玉（Al2O3）和碳化硅等）砂輪和超硬磨料（金剛石和立方氮化硼）砂輪；按砂輪形狀可分為平形砂輪、斜邊砂輪、筒形砂輪、杯形砂輪、碟形砂輪等；按結合劑可分為陶瓷砂輪、樹脂砂輪、橡膠砂輪、金屬砂輪等。
先有個感性認識，砂輪示例：
白剛玉砂輪
棕剛玉砂輪
綠碳化硅砂輪
金剛石砂輪
（三）、砂輪的屬性
砂輪的特性由磨料、粒度、硬度、結合劑、形狀及尺寸等因素來決定，現分別介紹如下。
1、磨料及其選擇
磨料是制造砂輪的主要原料，它擔負著切削工作。因此，磨料必須鋒利，并具備高的硬度、良好的耐熱性和一定的韌性。常用磨料的名稱、代號、特性和用途見表1。
2、粒度及其選擇
粒度指磨料顆粒的大小。粒度分磨粒與微粉兩種類型。磨粒用篩選法分類，它的粒度號以篩網上一英寸長度內的孔眼數來表示。例如60#粒度的的磨粒，說明能通過每英寸長有60個孔眼的篩網，而不能通過每英寸70個孔眼的篩網。120#粒度說明能通過每英寸長有120個孔眼的篩網。
對于顆粒尺寸小于40μm（微米，1毫米=1000微米）的磨料，稱為微粉。微粉用顯微測量法分類，它的粒度號以磨料的實際尺寸來表示（W）。各種粒度號的磨粒尺寸見表2。
表2砂輪的粒度顆粒尺寸表
表3不同粒度砂輪的使用范圍
3、結合劑及其選擇
結合劑的作用是將磨粒粘合在一起，使砂輪具有必要的形狀和強度。
（1）、陶瓷結合劑（V）：化學穩定性好、耐熱、耐腐蝕、價廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，線速度一般為35m/s。
（2）、樹脂結合劑（B）：強度高彈性好，耐沖擊，適于高速磨或切槽切斷等工作，但耐腐蝕耐熱性差(300℃)，自銳性好。
關于自銳性：砂輪的磨削作用主要靠磨粒外露的鋒利的棱角，在磨削過程中，鋒利的棱角會慢慢會磨掉而變鈍，削弱砂輪的磨削能力。這時表面的磨粒會脫落或斷裂，從而形成新的磨削刃，以達到鋒利的磨削效果，這就是自銳性。
（3）、橡膠結合劑（R）：強度高彈性好，耐沖擊，適于拋光輪、導輪及薄片砂輪，但耐腐蝕耐熱性差(200℃)，自銳性好。
（4）、金屬結合劑（M）：青銅、鎳等，強度韌性高，成形性好，但自銳性差，適于金剛石、立方氮化硼砂輪。
表4結合劑代號，性能及用途
4、硬度及其選擇
砂輪的硬度是指砂輪表面上的磨粒在磨削力作用下脫落的難易程度。砂輪的硬度軟，表示砂輪的磨粒容易脫落，砂輪的硬度硬，表示磨粒較難脫落。（重要！砂輪的硬度并不是指砂輪的堅硬程度）
選擇砂輪硬度的一般原則是：加工軟金屬時，為了使磨料不致過早脫落，則選用硬砂輪。加工硬金屬時，為了能及時的使磨鈍的磨粒脫落，從而露出具有尖銳棱角的新磨粒（即自銳
性），選用軟砂輪。前者是因為在磨削軟材料時，砂輪的工作磨粒磨損很慢，不需要太早的脫離；后者是因為在磨削硬材料時，砂輪的工作磨粒磨損較快，需要較快的更新。
精磨時，為了保證磨削精度和粗糙度，應選用稍硬的砂輪。工件材料的導熱性差，易產生燒傷和裂紋時（如磨硬質合金等），選用的砂輪應軟一些。
知道工廠里是怎么測試砂輪硬度的嗎？說起來您別笑：是用鑿子剜的。
表5砂輪硬度分級及代號
注：上表中的“代號”為現行的新國標代號，老國標代號就是漢字的首字母+數字來表示的，如：中硬1=ZY1，有些砂輪上仍在延用老的國標代號，如上面圖中有一片砂輪上的“R3”，就是“軟3”。
表6砂輪硬度的簡單選擇標準
5、砂輪的組織
砂輪的組織，是磨料、結合劑和氣孔三者在數量上比例的分布狀況。簡單地講就是磨料顆粒之間的距離。磨料之間的距離非常難測量，以砂輪體積中磨料所占的百分比，即磨料率作為組織的標準。
根據組織的不同，可以制成緊密或者松散的不同密度的砂輪，以適合不同的研磨狀況。使砂輪的磨料顆粒磨鈍后能快速崩碎，以使新的刃露出來繼續磨削。
組織密的砂輪氣孔少，組織松的砂輪氣孔多。氣孔多雖然結合度弱，但有較大的切削空間，可提高切削效果。氣孔大、孔數少的稱為粗砂輪；氣孔小、孔數多的稱為密砂輪。
簡單地說，大氣孔的砂輪適合磨削質軟、粘的材料，比如鋁、銅等；反之適合磨削質地堅硬、脆的物質。
6、砂輪的形狀
砂輪的形狀大概分為五種，平形、斜邊（雙斜邊、單斜邊）、碟形、碗形和杯形。
平形砂輪用途最為廣泛，磨削平面、外圓、開槽等，并可根據實際使用需要，修成各種形狀做成型磨削。
斜邊砂輪不用講太多了，大家都明白，木工平時磨合金鋸片用的就是單斜邊砂輪。
碟形和碗形砂輪通常是用來磨削各種刀具和刃具的，如鉆頭、銑刀等。
杯形砂輪可以有多種用途，比如磨刨刀的機器上用的就是這種砂輪，另外碗形砂輪也可以用于垂直磨削平面，效率很高，缺點是散熱差。
常用的還有帶柄砂輪（如：電磨上用的）等多種形式，砂輪可以做成很多種形狀以適應不同的需求。
7、砂輪的尺寸
砂輪的尺寸通常用一串數字表示
砂輪的標志示例：
SPA400×100×127A60L5B35
SPA-----形狀代號
400------外徑D
100------厚度H
127------孔徑D
A---------磨料
60--------粒度
L---------硬度
5---------組織號
B--------結合劑
35-------最高工作線速度m/s
二、砂輪的保管和運輸
砂輪強度較低且易受溫度、濕度、振動、碰撞、擠壓及儲存時間等因素的影響，正確地保管運輸砂輪，對防止事故具有重要意義。為此，應做到以下幾點：
1、砂輪應存放在專用的儲存架上。
2、砂輪存放應盡可能的減少搬運，以防碰擊和振動產生裂紋。砂輪質脆，請勿受撞擊，墜落及碰撞。
3、存放橡膠結合劑砂輪應注意不要接觸油類；樹脂結合劑砂輪不要接觸堿溶液。陶瓷磨具不能放在潮濕或冰凍的地方，否則會降低磨具強度及磨削力。
樹脂、橡膠結合劑砂輪保管時應夾在兩塊光滑平整的金屬板中，金屬板應大于砂輪直徑，另外不要放在潮濕和風機下直接吹風以防止彎曲變形。砂輪不可長期存放，超過一年樹脂和橡膠就會變質，此時需必須嚴格檢驗后方可使用。
橡膠、樹脂結合劑薄片砂輪，存放時應防止變形。
4、砂輪的保存應以制造廠的說明書為準，過期砂輪不能隨便使用。
5、砂輪運輸過程中，不能和金屬物及安裝在一起；并減少振動和撞擊。
6、磨具應存放在干燥地方，室溫不低于5攝氏度；砂輪疊放時，疊放高度一般不超過1.5m。
7、磨具應按規格分開放置，存放處設有標志，以免出現混亂和差錯，放置方法應視磨削形狀大小而定。直徑大或較厚的磨具應直立和稍傾斜擺放，較薄和較小的砂輪應平疊擺放，但不宜過高，并在其上其下各放一平整鐵板，防止砂輪變形或破裂。
三、關于金剛石砂輪
任意形狀，這時候成型的基體就顯得非常重要，又因為只有表面有一層金剛石，造價也比較低。電鍍的缺點是容易把鍍在上面的金剛石顆粒碰掉，大多數顆粒都是被工件掛掉的，而不是磨沒的。好在我比較有條件，磨光了可以拿到廠里再鍍，這樣非常方便。
某寶的“電鍍金剛石油石”，我是不敢買，那上面亮晶晶閃著光的，大都是綠碳化硅顆粒。我不會做磨具，但我問過廠里的師傅，師傅說把金剛石和碳化硅同時電鍍到鋼板上，技術上難度非常大。這說明別人也是在用技術賺錢，無可厚非。
2.關于金剛石砂輪磨刀
很多人都喜歡用金剛石砂輪磨刨刀、鑿子等，認為金剛石很硬，磨削效率高，但這其實不是一個好的選擇。金剛石是很硬，但并不適合磨削鐵碳合金（鋼材）。起初用金剛石來磨，你會覺得“下肉”很快，金剛石中的碳會跟鋼材中的碳親和起化學反應，結果是很快金剛石也會被磨沒了。工廠里修整金剛石砂輪，就是用鐵塊修的，一點一點把金剛石磨沒。所以，并不是說金剛石不能磨鋼材，是因為“不劃算”，金剛石太昂貴了。
3.磨刀的選擇
一般磨手工用的鋼制刀具，用普通油石就可以了，碳化硅的或者氧化鋁的都不錯，用軟一點的氧化鋁油石可能效果最好。這就是“多快好省”最好的方法。我不用天然石頭磨刀，好不容易快磨好了再碰上塊雜質崩掉一塊，瞎耽誤功夫了。有人覺得“天然漿石”好用，這是對的，這種石頭比較軟，磨著掉著，等于是把表面磨鈍的顆粒磨掉了，露出來的又是鋒利的刃，被磨掉的顆粒也起著研磨修光的作用，沒見老剃頭師傅的磨石磨下來的“漿”都不舍得洗掉，磨完趕緊用毛巾包起來藏好。
上篇貼子已經說了，不要迷信“天然日本漿石”，動輒就標價幾百幾百的，日本的石頭不會比天朝的更好，島國估計新成的火山巖更多一點罷了。
還有，某寶上那些“天然瑪瑙油石”、“紅寶石油石”之類，全是剛玉燒結的，反正我要是有那么大塊漂亮寶石，肯定不舍得拿來當磨刀石賣。
我不用天然石磨刀的原因有三：一是可能會有雜質；二是不耐用，磨損太快；三是沒有太多的粒度可以選擇。
如果有條件，磨刀可以選用氮化硼油石，注意是“氮化硼”，不是“碳化硼”，這種磨料硬度很高，非常適合磨金屬材料，用這個肯定能“多快好”，“省”就不占了，不過，四樣占了三樣，也知足了，這東西太貴了我沒有用過，用過的老鳥們可以白活白活，讓俺的思維也肆意徜徉一下。