(1)金刚石(JR)
金刚石是以石黑为原料,以某些金属或合金为触媒,在高温(1000~2000℃)、高压(557~608Mpa)下,使石墨结构转变为金刚石结构而成。金刚石是已知的最硬物质,具有较高的抗压强度、良好的导热性、化学稳定性、耐磨性,以及较强的切削能力。
金刚石可分为JR1、JR2、JR3、JR4、JR5五个牌号,其特点和用途如下:
1.JR1型:晶体多为针片状,晶面粗糙,用于制造树脂结合剂金刚石磨具,主要用于硬质合金、陶瓷、玻璃及难磨材料的精磨工序,加工效果好,表面光漫无边际度高,有时也用于半精磨,但不适于重负荷磨削。
2.JR2型:晶体大部分为等积形,适于制造金属结合剂及陶瓷结合剂金刚石磨具。它可承受较大的负荷,用于粗磨、半精磨硬质合金及非金属材料,也可切割光学玻璃、宝石、高硬岩石等。
3.JR3型:晶体较完整,晶面光滑,抗压强度高,用于制造金属结合剂地质钻头、修整工具和切割工具等。
4.JR4型:晶体完整,抗压强度高于JR3,用于制造地质钻头、修整工具和切割工具等。
5.JR5型:颗粒为浅黄或淡黄绿色,多为透明无杂质的完整八面晶体,强度高,适于制造切割锯片,钻头及修整工具等,用于加工硬脆非金属材料。
(2)立方氮化硼
立方氮化硼是以六方氮化硼为原料,减金属或碱土金属或它们的氮化物作触媒,在高压高温下转变为立方晶体的氮化硼。这一转变与石墨转变为金刚石相似。
立方氮化硼是一种新型的超硬砂纸砂带砂布卷,其硬度仅次于金刚石,而热稳定性、化学稳定性均优于金刚石,特别是对铁族金属的化学惰性好,不易与钢材起反应,磨既硬又韧的钢材时具有独特的优点,耐磨性比普通砂纸砂带砂布卷高30~40倍,在加工高速钢、合金钢、耐热钢时,其工作能力在大超过金刚石磨具的工作能力。亦可作为磨加工硬质合金及非金属材料使用。
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(2) 铈碳化硅(CC)
铈碳化硅是在碳化硅的炉料内不加食盐而添加微量的氧化铈(CeO2)冶炼出来的,其外观和绿碳化硅相似,显微硬度为36.29Gpa。与绿碳化硅相比,其铈碳化硅的显微硬度、单颗粒抗压强度、韧性等均比绿碳化硅高。
由于铈碳化硅的物理性能有所改弯,因此,其磨削效果也得到了一定的改善。试验证明磨钛合金时,铈碳化硅与绿碳化硅相比,切削效率提高近一倍,并且火花较小;磨铸铁时,当进刀量为0.01mm时,铈碳化硅的耐用度比绿碳化硅砂轮提高18.9%,磨削比提高9.6%,当进刀量为0.02mm时,其耐用度提高27.4%,磨削比提高74.1%。由此可见,用铈碳化硅磨削铸铁进刀量时,其效果比绿碳化硅提高的更显著。磨硬质合金的效果与绿碳化硅相近,磨削CO5Si M5Al 5F-6等难磨高速钢,其效果与单晶刚玉相似。
(3) 碳化硼(BC)
碳化硼(B4C)是以硼酸(H3BO3)和炭素材料为原料,在电弧炉内经1700~2300℃的高温冶炼,由碳直接还原熔融的硼酐(B2O3)而制得。
碳化硼是一种具有金属光泽的灰黑色粉末,是一种超硬材料。在空气中加热至500℃时,碳化硼开始氧化当温度达到800~900℃时,其氧化作用更为显著。
碳化硼曾用来代替金刚石研磨硬质合金刀具。其烧结制品可以代替金刚石作为砂轮的修整工具,适用于精磨碳钨合金、碳钛合金、烧结刚玉、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料制品。
(4) 碳硅硼
碳硅硼是以硼酸、石英砂、石墨为原料,在电弧炉内经高温冶炼而成,呈灰黑色,其硬度次于氮化硼高于碳化硼,脆性大,适用于硬质合金、半导师体、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料的加工。