Vol.16 No.5 赵景华等：浸泡砂轮工艺及磨削机理 .447. 试验材料选用W12Mo3Cr4V3N(简称V3),其机械性能为：硬度HRc68~69.5;强 c=2000~3000MPa;冲击韧性a,=15J/cm2, 砂轮浸泡处理的方法有很多种，！，本文采用自然浸泡法，该方法的优点是不需要特殊 设备，可就地取材，而且操作简便，在浸泡前首先检验砂轮是否有碰伤、裂纹等缺陷，并用 压缩空气吹掉砂轮表面的游离磨粒及粉尘等杂物，砂轮处理的最佳药液浓度及处理工艺采用 回归正交设计法确定.用不同浓度的碘化钾(K)溶液及不同工艺方法对砂轮进行浸泡处 理.浸泡过的砂轮经烘干后使用， 砂轮型号：GB46ZR,A6BW150×20×32.试验选用3种不同处理方式的砂轮：1号砂 轮一未经处理；2号砂轮一处理工艺合理；3号砂轮一处理工艺不合理，磨削用量：磨削速 度v=18.4m/s;磨削深度a。=0.01~0.02mm;未加切削液. 2试验结果与分析 砂轮在磨削过程中依靠工作面上的磨粒棱边，从工件上切除金属薄层使其变为切屑，砂轮中 的气孔起容纳切屑和冷却的作用，因此，保持砂轮工作时气孔不糊塞是减少磨削热的产生和 传出，避免工件烧伤和阻止微裂纹产生的重要条件， 用扫描电镜观测使用后的砂轮发现，未处理砂轮糊塞面积约占总面积的70%以上；而处 理后的砂轮糊塞面积约占总面积的20%左右，这表明处理后砂轮表面糊塞状况已有明显改善， 此外，沿砂轮圆周表面切取相同厚度的材料（含磨粒、结合剂和切屑），采用钽试剂一三 氯甲烷萃取吸光光度法测定其中的含钒量.对样品与标准系列分析比较后，在紫外/可见分 光光度计上测量吸光度，通过计算求得各样品中钒的含量.测试结果表明，未经处理的1号 砂轮表面粘附物中，钒的比例比经处理的2号砂轮高5倍左右（见表1）；3号砂轮由于处理 工艺不合理，所以钒含量高.这说明只要砂轮处理工艺合理，表面粘屑和糊塞现象就能明显 诚轻，同时也表明，造成砂轮表面粘屑及糊塞的重要原因是高速钢中含钒量偏高. 砂轮经碘化钾溶液处理后磨削高钒高速钢时，其表面糊塞现象减轻的机理是：砂轮磨粒材 料是六方晶型的三氧化二铝，由于铝被带负电的氧所包围，分子呈负电性.当带正电荷的钾 离子出现，两者很快结合，在砂轮表面形成阳离子吸附膜.该吸附膜能阻止切屑粘附于砂轮 表面，避免砂轮气孔严重糊塞，并能改善磨粒与工件、磨粒与切屑之间的摩擦状态，减少由 摩擦产生的热量.图1所示为采用热电偶法测出的磨削区平均温度随时间变化的规律.从图中 可见，经浸泡后的2号砂轮磨削温度低于未浸泡处理的1号砂轮，而且温度变化较平稳；3号 磨削温度曲线则与1号砂轮相近，温度略有增高，这是由于3号砂轮的浸泡液中碘化钾浓度过 高，处理工艺不合理，溶液浓度过高，使砂轮表面沉积过量的碘化钾，一方面使砂轮气孔缩 小，容屑空间变窄，切屑排出不畅，散热条件恶化：另一方面，当磨削温度至681℃（碘化钾的 熔点)以上时，在磨粒表面形成液态碘化钾，使砂轮表面的粘屑或糊塞现象加重，磨削温度升 高.因此，合理选择溶液的配方及处理工艺是降低磨削温度的关键. 观察试件的磨削表面还发现，在相同试验条件下，1号砂轮磨削的试件表面有严重的烧 伤现象.维氏硬度测量结果表明，试件表面在磨削前的平均硬度是HV940,磨削后降至HV赵景华等 浸泡砂轮工 艺及磨削机理 · 科 试验材料 选 用 简 称 哟 ， 其机 械 性 能 为 硬 度 一 强 。 一 冲击韧性 砂轮浸泡处理 的方法 有很多种， 刁 ， 本 文采 用 自然 浸 泡 法 ， 该方 法 的优点是 不 需 要 特 殊 设备 ， 可就地取材 ， 而 且操作 简便 在浸 泡前首先检验砂 轮是 否 有 碰 伤 、 裂 纹等缺 陷 ， 并用 压缩空 气 吹掉砂轮表 面 的游 离磨粒及 粉尘 等 杂物 砂 轮处理 的最佳药 液浓度 及处理 工 艺 采用 回 归 正 交 设 计 法 确 定 用 不 同浓 度 的 碘 化 钾 溶 液 及 不 同工 艺 方 法 对砂 轮 进 行 浸 泡 处 理 浸泡 过 的砂轮 经烘 干后 使 用 砂 轮 型 号 ， 犯 试 验 选 用 种 不 同处理 方 式 的砂轮 号砂 轮 一 未经处理 号砂 轮 一 处理工 艺合理 号砂轮 一 处理工 艺 不 合 理 磨 削 用 量 磨 削 速 度 。 一 坷 磨 削 深度 犷 一 未加切 削液 试验结果 与分析 砂轮在磨削过程 中依靠工作面上 的磨粒棱边 ， 从工件上切 除金属薄层使其变为切屑 ， 砂轮 中 的气孔 起容 纳 切 屑 和 冷却 的作 用 因此 ， 保持 砂 轮工 作 时气孔 不糊 塞是 减 少磨 削热 的产 生 和 传 出 、 避 免工件烧伤和 阻止 微裂 纹产 生 的重要 条件 用 扫描 电镜观测 使用 后 的砂轮 发 现 ， 未处理 砂 轮糊 塞 面积约 占总面积 的 以 上 而处 理后 的砂 轮糊 塞 面积 约 占总 面 积 的 左右 ， 这表 明处理后 砂轮表 面糊 塞状况 已 有 明显改善 此外 ， 沿砂轮 圆周 表 面切取相 同厚度 的材料 含磨粒 、 结合剂和切 屑 ， 采 用 钮 试 剂 一 三 氯 甲烷萃取 吸光光度 法 测 定其 中的含钒量 对样 品 与标 准 系列分 析 比较 后 ， 在 紫 外 可 见 分 光光度计上 测量 吸光度 ， 通 过计算求得 各样 品 中钒 的含量 测 试结 果 表 明 ， 未 经 处理 的 号 砂 轮表 面粘 附物 中 ， 钒 的 比例 比经处理 的 号砂 轮高 倍左 右 见 表 号 砂 轮 由于 处理 工 艺 不合理 ， 所 以 钒含量 高 这说 明只 要 砂 轮处理 工 艺合理 ， 表 面粘 屑 和糊 塞现象就 能 明显 减 轻 ， 同时也 表 明 ， 造成砂 轮表 面粘 屑及 糊 塞 的重要 原 因是 高速 钢 中含钒量 偏 高 砂 轮 经碘化钾 溶液处理 后 磨 削高钒 高速 钢 时 ， 其表 面糊 塞现象减 轻 的机理 是 砂轮磨粒材 料 是 六方 晶型 的三 氧化二 铝 由于 铝被 带 负 电 的 氧 所 包 围 ， 分 子 呈 负 电性 当带正 电荷 的 钾 离子 出现 ， 两者很快结 合 ， 在 砂 轮表 面形 成 阳离子 吸附膜 该 吸 附膜能 阻止切 屑粘 附于 砂轮 表 面 ， 避 免砂 轮气孔严重糊 塞 ， 并 能改 善磨粒 与工件 、 磨粒 与切 屑 之 间 的摩 擦 状 态 ， 减 少 由 摩擦产生 的热量 图 所示 为采用 热 电偶法 测 出的磨 削 区 平均 温 度 随时 间变化 的规律 从 图中 可见 ， 经浸泡 后 的 号砂 轮磨 削温 度低 于 未浸 泡处理 的 号 砂 轮 ， 而 且 温 度 变 化 较 平 稳 号 磨 削温度 曲线则 与 号砂轮 相 近 ， 温度 略有 增 高 这是 由于 号砂 轮 的浸 泡 液 中碘化钾 浓 度过 高 ， 处 理 工 艺 不 合 理 溶 液 浓 度 过 高 ， 使 砂 轮 表 面 沉 积 过 量 的 碘 化 钾 ， 一 方 面 使 砂 轮 气 孔 缩 小 ， 容 屑 空 间变 窄 ， 切 屑 排 出不 畅 ， 散热条件恶 化 另 一 方 面 ， 当磨 削 温 度 至 ℃ 碘 化 钾 的 熔点 以 上 时 ， 在磨粒表面形成 液态碘 化钾 ， 使砂 轮表 面 的粘 屑 或糊 塞 现象加重 ， 磨 削温度 升 高 因此 ， 合理 选 择溶液 的配 方及 处理 工 艺 是 降低磨 削温 度 的关 键 观察试件 的磨削表 面还 发现 ， 在相 同试验 条件下 ， 号砂 轮磨 削 的试件表 面 有 严 重 的烧 伤现象 维 氏硬 度测 量 结果 表 明 ， 试件表 面在磨 削前 的平 均 硬度是 ， 磨 削后 降至