磨料磨具及超硬制品.

磨料磨具超硬材料及制品报告人：韩平韩平，博士。从事磨料磨具及超硬制品的研究、开发工作，参加省部级重大科技攻关项目1项，获省部级科技进步三等奖1项，获中国机械工业科学技术奖三等奖1项，获国家发明专利2项。先后在国内外学术期刊上发表论文10余篇，其中被SCI收录3篇。一、基本概念磨料是锐利、坚硬的材料，用以磨削较软的材料表面。分为普通磨料和超硬磨料。磨具是用磨料加上结合剂制成的，用以磨削、研磨和抛光的工具。一般由磨料、结合剂、气孔三大要素构成。根据不同磨料可分为普通磨具与超硬磨具；根据不同结合剂可分为陶瓷结合剂磨具、树脂结合剂磨具、金属结合剂磨具；根据磨料结合剂结合形式又可分固结磨具、涂附磨具及研磨膏。磨具分类1.陶瓷结合剂可塑性原料、瘠性原料和催熔原料组成陶瓷结合剂可塑性材料包括黏土、黄土瘠性原料主要是石英催熔原料包括长石、滑石、萤石、锂辉石、硼砂和硼玻璃2.树脂结合剂树脂结合剂包括酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂和聚氨酯树脂块树脂液树脂粉3.金属结合剂金属结合剂是以金属或合金粉末为粘结材料,应用于超硬材料制品。主要包括：铜基金属结合剂、钴基金属结合剂和铁基金属结合剂。砂轮磨盘锯片钻头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。二、发展历程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；1760年，法国出现用天然磨料制造砂纸的作坊；1.国外发展历程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。天然磨料的缺点？1随原料产地和矿层分布，组成不同。质量不稳定2天然磨料种类有限。无法满足多种加工要求1897年，美国诺顿公司（NortonCo.）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。1924年，绿色碳化硅在卡普伦登公司研制成功。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。高温高压1957年，美国首先工业化生产人造金刚石，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。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。目前磨具使用速度最高达250m/s我国解放前只有一个由日本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，首先在东北苏家屯原有的砂轮旧厂上扩建了第一砂轮厂。2.国内发展历程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，建成第二砂轮厂。在第一个五年计划期间，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。1958年，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。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料磨具品种已能满足国内需要，且由进口转为出口。1.刚玉主要产地：河南、山东、山西代表性企业：河南玉发、淄博金纪元、太原刚玉郑州玉发磨料集团有限公司向我校捐赠奖学金“何观玉优秀奖学金”三、磨料产地及相关企业主要产地：河南、青海、宁夏、四川、贵州、湖北丹江口等地。出口国家：美国、日本、韩国、及某些欧洲国家。代表性企业：新疆伊利麦斯特、新迪电力、兰州河桥、临沭正宇、平顶山易成、郑州新大新、郑州醒狮；2.碳化硅3.金刚石产地：河南企业：黄河旋风中南钻石华晶4.立方氮化硼产地：河南企业：富耐克中南杰特1.固结磨具固结磨具又分为：树脂磨具、陶瓷磨具、橡胶磨具；其中树脂与陶瓷磨具较常用。四、普通磨具产地及企业（1）树脂磨具主要原料：棕刚玉、碳化硅、白刚玉、酚醛树脂、成孔材料、网格布常见产品：树脂切割片、角磨片、跋型砂轮。生产地区：河南郑州、浙江永康、山东临沂代表性企业：鲁信高新、郑州白鸽、河北廊坊盛森、菊龙五金、珠海大象、珠海大白鲨、永康稳可、永康蓝鸟、宁波大华、福建一胜多等（2）陶瓷砂轮陶瓷砂轮：适用于机床、工具、汽车、船舶、仪器仪表、航天、家具制造、珠宝、皮革等行业。生产地区：山东淄博、江西奉新代表性企业：鲁信高新、郑州白鸽、江西冠亿、江西万圆、台湾雅宝、中国砂轮其他类—抛光腊1、抛光腊：抛光蜡系列包括有（白蜡，黄蜡，绿蜡，黄蜡，红蜡等）、产品广泛用于：钟表、不锈钢餐具、厨具、高尔夫球杆、球尖、礼品、刀具、灯饰、饰品、管材等一切五金表面和非金属表面研磨、抛光、除腊、清洗、线纹处理等行业范围。主要产地：广东代表性企业：东莞必美宜、深圳宏方冠华、鹤山红日星其他类—麻布轮1、布轮：主要由棉线布重叠而成。适用于五金，不锈钢，灯饰，钟表，餐具，首饰制品，滑板车，汽车摩托配件等抛光磨光行业。2、麻轮：斜裁麻布条，有角度波纹状成形，再用树脂浸渍而成。适合于不锈钢、餐具研磨。主要产地：广东湛江、代表性企业：大连松荣、湛江恒基、东阳布轮其他类—钢丝轮工业刷应用于金属的表面处理，主要有三个方面：（1）表面粗加工处理（打磨，拉毛，除锈）（2）表面清洁处理（去污，除油）（3）表面精整处理（研磨，去毛剌，抛光）主要产地：浙江代表性企业：永康第一钢丝轮厂、上海昊天四、超硬制品企业（1）锯片、钻头、磨轮产地：河北广东福建企业：博深奔朗万隆（2）电镀制品产地：深圳企业：常兴（3）陶瓷制品产地：河南企业：三磨所高新考博吉林大学燕山大学四川大学天津大学湖南大学中南大学谢谢！