導語
難磨削材料，是指在磨削加工時，磨削加工性差的材料。深圳西斯特結合多年的磨削系統深耕經驗，在此給大家分享如何根據難磨削材料的不同特點找出具體的加工方法，通過改善砂輪和切削用量等工藝要素，優化磨削條件，克服磨削過程中的不良現象，從而取得更好的磨削效果。
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難磨削材料的區分
按材料含合金元素區分
材料中含有Cr、Ni、W、Mo、Mn、Ti、Al、Co、V等元素，提高了材料的強度、韌性、塑性和耐熱性，降低了材料的導熱性，磨削就相對困難。
按磨削比來區分
磨削比G（磨去材料的體積與砂輪磨耗的體積之比）大的材料易磨削，反之難磨削。磨削比G小的材料，在磨削過程中砂輪磨損脫粒快，磨削力大，磨削溫度高，易產生振動、燒傷和磨削裂紋，磨削效率低。
按材料的物理和力學性能區分
工件材料的塑性和韌性高，硬度和熱導率低，磨屑容易粘附在砂輪表面上，堵塞砂輪氣孔，使砂輪失去磨削能力，造成磨削力大和磨削溫度高，從而產生磨削缺陷。這些不良現象極易在磨削銅、鋁、純鐵、高釩高速鋼、高溫合金、鈦合金和不銹鋼時發生。
按磨削后工件表面質量來區分
有的工件材料在磨削時易產生燒傷和裂紋，工件被脫粒下來的磨粒劃傷，表面粗糙度值大，難以達到工件質量要求，這些材料也難于磨削。
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難磨削材料的失效特點
工件燒傷
在磨削韌性大、熱導率低的材料時，加之砂輪硬度等特性選擇不當、砂輪太鈍和沒有及時修整、磨削深度過大和磨削液供給不足或沒有澆注在磨削區時，磨削區的溫度高達1000℃以上，不易傳出去，就會產生磨削燒傷。在磨削高溫合金和不銹鋼時最為突出。
砂輪堵塞
這種現象在磨削塑性高、硬度低的材料時發生。磨削時，砂輪氣孔和磨粒的切削刃被磨下的磨屑粘糊住，又不能去除，砂輪表面上形成一層粘糊狀化合物，使砂輪在很短的時間失去磨削能力，使磨削條件惡化。在磨削銅、鋁、不銹鋼、鈦合金和高溫合金時最為突出。
加工效率低
在磨削韌性大、強度高的工件材料時，切屑不易切斷分離，磨削力大，造成砂輪磨損和脫粒嚴重。如用剛玉類磨料的砂輪磨削高釩高速鋼、高溫合金、硬質合金和加工硬化嚴重的材料時，只見砂輪磨損脫粒，不見工件材料去除。
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解決難磨材料磨削的途徑方法
合理選擇砂輪
選擇砂輪就是選擇砂輪特性，包括砂輪的磨料、硬度、結合劑、粒度和組織，及超硬磨料（人造金剛石和立方氮化硼CBN）的濃度，這是解決難磨削材料磨削問題的主要途徑。
// 選擇合適的磨料
采用鋯剛玉磨削奧氏體不銹鋼，不僅效率高，也不易產生燒傷。采用單晶剛玉磨削普通和高釩高速鋼、不銹鋼和高溫合金，其效果也較好。采用CBN 磨料的砂輪磨高釩高速鋼的效果最好。采用綠碳化硅磨鈦合金效果也很好。有時為了解決某種難磨材料的磨削，采用幾種磨料按不同比例混合制成的砂輪，其效果比單一磨料都好。
//選擇合適的砂輪粒度
砂輪粒度不僅與磨削后工件表面粗糙度值有直接關系，也和磨削效率、磨削后工件的缺陷可能性有關系。磨削難磨削材料時，在保證工件質量的前提下， 應盡量選用粗粒度的砂輪。
// 選擇合適的砂輪硬度、組織或濃度
磨削難磨削材料時，應選用砂輪硬度偏低和組織疏松一些的普通砂輪或濃度較低一點的超硬砂輪，有利于磨鈍的磨粒脫落，使鋒利的磨粒參加切削，從而避免燒傷、堵塞和粘附。
合理選擇加工工藝及參數
//選擇合適的砂輪線速度
高速磨削對解決某些難磨材料有很好的效果。如當砂輪速度從35m/s提高至55m/s磨削不銹鋼時，生產效率提高1倍以上，工件光潔度提高1～2小級，砂輪耐用度提高近1倍。以60m/s磨削高溫合金等材料時，金屬切除總量比40m/s提高60%，磨削比提高近1倍。但在磨削鈦合金時，就不能用高速磨削，而應該用更低的磨削速度。此外，在選用砂輪磨削速度時，還應考慮工件材料對磨削熱的敏感性，易燒傷和易產生磨削裂紋的工件材料，不宜用高速磨削。
//選擇合適的磨削進給量
進給量的大小對砂輪耐用度有明顯的影響。通常對難磨材料應選用較小的磨削進給量，例如用乳化液作磨削液，用綠色碳化硅砂輪磨削鈦合金時，采用較小的磨削進給量，可以達到較高的磨削比和較大的金屬切除量。但是在另外一些情況下，卻采用較大的磨削進給量，例如磨削速度在50m/s縱磨淬火球墨鑄鐵時，每次進給量達0.1mm。當每次給量減至0.01～0.02mm時，砂輪反而易被堵塞，加速砂輪鈍化。
//選擇合適的磨削液
針對不同的難磨削材料，選用不同的磨削液，也是改善材料磨削加工性的重要途徑之一。如磨削鐵、鎳、鉻基的高溫合金和鈦合金時，用乳化液作為冷卻液時，不管用什么磨料的砂輪，磨削比G＜2。但用磨削油作為冷卻液磨削時，不管用何種砂輪其效果都顯著提高。
// 選擇合適的磨削工藝方式
當普通砂輪磨削方式難以解決難磨材料的磨削問題時，也可以采用以下其他的磨削工藝方式。
? 砂帶磨削：原理是砂帶這一特殊形式的涂附磨具，借助于張緊機構使之張緊，和驅動使之高速運動，并在一定作用下，使砂帶與工件表面接觸以實現磨削加工的整個過程。砂帶磨削時的磨削熱量少，工件不會燒傷，磨削后工件表面的殘余應力小，生產效率高。采用砂帶磨削可解決許多難磨材料的磨削。
? 電化學磨削：電解磨削是電化學磨削的主要形式，它主要是靠電化學作用去除余量，因此在磨削難磨材料中常遇到的砂輪粘屑、磨損過快、工件燒傷等問題可以得到解決。但是由于電化學磨削要采用電解液等介質，因此機床防護較麻煩，勞動保護條件較差，同時磨削精度和生產效率方面也存在一些問題。? 電火花磨削：它是靠電火花釋放的能量將金屬熔融后而被去除，從本質來說，這種方法可以加工任何導電材料，目前多應用于模具及小孔磨削。
結語
在磨削難磨材料時，會出現各種類型的失效現象。根據分析材料的性能和磨削特點，通過合理選擇砂輪、磨削工藝參數、磨削液及工藝方法，能有效的解決難磨材料的磨削難度，獲得好的磨削效果。這個就是深圳西斯特科技成立至今一直秉持的“提供整體的磨削系統解決方案，讓磨削變得更簡單”理念。
