對于制造工業的人來說，“磨料”這種銳利、堅硬的材料是制造每一種精密產品所必不可少的材料，在許多加工環節都有著不可取代的作用。從較軟的家用去垢劑、寶石磨料到最硬的材料金剛石，磨料的應用范圍極廣——可以說，在人類工業文明的發展歷程中，磨料發揮著極其重要的作用。

歷經多年發展，目前磨料可依據其硬度高低可劃分為超硬磨料和普通磨料，其中絕大部分都是由天然磨料衍生出來的人造磨料。具體分類如下：

應用上，磨料在工業上的使用頻率非常高，特別是加工高精度或低粗糙度的零件或特別硬的零件時，磨料和磨具是必不可少的。此外，對于刀具的刃磨和堅硬材料的切割，砂輪也是必不可少的工具。

在汽車制造業中，活塞環與氣缸、閥門與閥座的緊密配合，變速器和齒輪的精度等，都要用磨料和磨具加工，才能保證。其他有關的新制品，如塑性黏結滾磨機用介質，為大量零件的去毛刺節省時間，提高了生產率。

對磨料的性能要求

作為材料加工成型中的關鍵角色，磨料需要滿足一定的性能要求，才能夠用于相應的加工領域，具體可分為以下幾方面：

1.化學成分

磨料的化學純度對磨料的各項性能起著決定性的作用，即使雜質含量很低，也可能使磨料性能產生極大的差異。例如在剛玉磨料體系中，微量Na₂O雜質的存在就會對磨料性能造成較大的影響，因為Na₂O在高溫下會與Al2O3反應形成β-Al₂O₃，影響α-Al₂O₃的純度，并導致磨料晶粒粗大，使磨料機械性能變差；黑剛玉由于含有較多的Fe₂O₃（5%以上），使得其硬度遠低于棕剛玉；白剛玉的純度（Al₂O₃含量98.5%以上）比棕剛玉純度（94.5%-97%）高，因此其硬度要高于棕剛玉。

2.硬度

硬度對于磨料而言，是最基本的性能指標。磨料的硬度需要高于工件硬度，才能發揮其磨削作用，磨料的硬度越高，對工件的刻劃和切入能力也就越強。由于不同種類的磨料對應不同的硬度，因而適用于不同的加工領域。

3.韌性

磨料的韌性指的是磨粒在受力時抵抗破碎的能力。磨料需要具備一定的韌性才能夠充分發揮其切削作用，如果磨料韌性過低，在磨削的過程中會導致磨粒過快破碎甚至脫落，不能充分發揮其切削作用，但是如果磨料韌性太高，又會導致磨粒在磨削過程中難以破碎，無法形成新的切削刃，從而導致磨料自銳性變差，降低工件的切削效率。磨料的韌性與其宏觀形狀有著緊密聯系，例如等積形的磨料韌性就要優于片狀或棒狀。

4.機械強度

磨料在磨削過程中會同時受到磨削力和沖擊載荷的作用，因此，磨料必須達到足夠的機械強度才能滿足相應的磨削要求。由于金剛石材料在磨料體系中占據極其重要的地位，所以一般以金剛石的單顆粒抗壓強度作為標準來衡量磨料的機械強度。

5.化學穩定性

磨料在工作時，對于被加工工件應保持相應的化學穩定性，以免和工件黏附和產生互擴散，造成磨具的堵塞或工件的污染。例如，SiC和Fe就會發生反應。

6.熱穩定性

磨料的熱穩定性是指的是磨料在工作溫度區間保持其各項理化性能指標的能力。磨具在工作過程中受到摩擦作用，導致其工作區溫度升高（400℃以上），所以磨料的熱穩定性優劣是衡量其磨削能力的一項重要指標。金剛石雖然在室溫下各項性能表現都很出色，但在加工黑色金屬時，在高溫下會發生石墨化，導致磨具切削能力下降并且會造成工件表面結構的破壞。

7.熱導率

磨料需要具備良好的熱導率以保證在磨削過程中產生熱量得以及時散發，從而使工作區的溫度維持在合適的區間，這樣一方面可以避免燒傷工件，另一方面可以延長磨具的使用壽命。

8.熱膨脹系數

磨料的熱膨脹系數需要與所使用的結合劑的熱膨脹系數相匹配，這樣才能夠避免在燒結和磨削過程中，由于二者膨脹、收縮率失配，使磨具內殘余應力過大，導致磨具變形甚至損壞，影響磨削的穩定性和磨具的使用壽命。

磨料的市場狀況

只看分類的話，磨料的種類之多可稱得上是“琳瑯滿目”。不過隨著現代機械加工的不斷發展及各種新材料的不斷出現，目前工業上對加工精度和表面粗糙度要求越來越高——相對應的，磨削技術和磨具，尤其是涂附磨具就需要向更高效率、高壽命和超精密方向發展。

金剛石磨料

因此，硬度高、耐磨性好的超硬磨料的研制和應用逐漸興起，在加工硬、脆性等難加工工件時優勢尤其明顯，不僅消耗量極小，可在較長時間保持其鋒利度和磨具外形，而且還能保證工件的加工精度。目前磨料磨具行業里有一種說法：未來磨削材料的發展趨勢是 B（C-BN立方氮化硼）代替 A（剛玉系列），D（金剛石）代替 C（碳化硅）。到底這句話會不會成真，就讓我們拭目以待。

資料來源：

溶膠-凝膠法制備陶瓷剛玉磨料工藝及性能優化，王津松。

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