喷砂机的磨料种类及选用

喷砂机所使用的磨料，按比重值大小从高到低排列，主要分为以下几个种类：金属类磨料(钢砂、钢丸、钢丝切丸)，氧化铝(棕刚玉、白刚玉、黑刚玉、锆刚玉、铬刚玉)，碳化硅(绿碳化硅、黑碳化硅、金刚砂)，玻璃砂，石英砂，核桃砂和树脂砂等。以下是对一些常用的磨料作简单介绍。
     1.金属类磨料包括钢砂、钢丸和钢丝切丸等，细分为碳钢类和不锈钢类，属比重大的，可同时作为喷砂机和抛丸机使用的磨料。对于不锈钢类的磨料，由于价格贵成本高，使用不是较普遍。不锈钢类的磨料主要用于有色金属件及其合金件的光饰加工，磨料直径要求φ0.2～0.4mm。碳钢类的磨料主要用于各种铸件和碳钢结构件，磨料直径要求φ0.6～1.2mm。碳钢类的磨料还特别适用于喷砂房采用的压入式喷砂机。2.氧化铝(Al2O3)是刚玉的主要成分，而刚玉又分为天然刚玉和人造刚玉。天然刚玉是一种纯的结晶氧化铝，莫氏硬度为9级，密度约4g/cm3。人造刚玉分为棕刚玉(A)、白刚玉(WA)、黑刚玉(BA)、锆刚玉(ZA)、铬刚玉(PA)、单晶刚玉(SA)、微晶刚玉(MA)等。市面上大量使用的刚玉磨料都是人造刚玉，应用广的人造刚玉是棕刚玉和白刚玉。主要使用的粒度号有12＃、14＃、16＃、20＃、22＃、24＃、30＃、36＃、40＃、46＃、54＃、60＃、70＃、80＃、90＃、100＃、120＃、150＃、180＃、220＃等。
棕刚玉主要是用铝矾土、铁屑、焦碳在电弧炉内经熔融还原杂质制得；白刚玉是用铝氧粉在电弧炉中经熔融结晶制得；其它刚玉是以一定量的氧化铝含量在熔融过程中加入一定量的其它氧化物而制得。下面分别叙述。
     1）棕刚玉是以铝矾土、铁屑、焦碳为主要原料，在电弧炉内经2000℃以上高温冶炼而成的深棕色磨料。主要化学成分为AL2O3、TiO2、SiO2、Fe2O3等。显微硬度为1800～2000kgf/mm2。颗粒密度为3.95～4.0g/cm3。堆积密度为1.53～1.99g/cm3。它具有硬度高、韧性高、颗粒锋锐、磨削力强、效率高、耐高温等特点。
棕刚玉是优质的磨料磨具材料和高级耐火材料。棕刚玉真正的魅力在于它的性价比：它的韧性高于碳化硅，价格却低于碳化硅。棕刚玉是价格经济使用普遍的人造刚玉磨料，它的硬度相当高，切削效率高于玻璃珠及石英砂。
    作为喷砂加工的磨料，棕刚玉的用途特别广：
　　1.矽晶元切割；
　　2.电子零件除溢胶；
　　3.模具咬花及雾面处理；
　　4.电镀及涂装工件前处理；
　　5.铁氟龙及橡胶包覆工件前处理；
　　6.平板玻璃雕刻图案及雾化加工；
　　7.工艺品及黄金饰品之雾化美感加工。
    2）白刚玉是以优质的铝氧化粉为原料，在电弧炉内经2000℃以上高温冶炼结晶而成白色磨料。主要化学成分为AL2O3、Na2O、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3等。显微硬度为2200～2400kgf/mm2。颗粒密度为3.95～3.97g/cm3。堆积密度为1.59～1.97g/cm3。它具有硬度高、韧性低、纯度高、自锐性好、磨削力强、发热量小、效率高、耐酸碱腐蚀、耐高温、热态性能稳定等特点。
白刚玉不但是优质的磨料磨具材料、研磨抛光材料，而且还是高级耐火材料。白刚玉主要适用于光学、电子、精密机械仪表等行业的研磨抛光及超精研磨，同时还适用于高碳钢、高速钢及各种不锈钢的磨削。可在严禁铁粉残留的制程喷砂。
作为喷砂加工的磨料，白刚玉的用途特别广：
　　1.矽晶元切割；
　　2.电子零件除溢胶；
　　3.齿模之清洁；
　　4.电镀及涂装工件前处理；
　　5.铁氟龙及橡胶包覆工件前处理；
　　6.电视萤幕加工；
　　7.工艺品及黄金饰品之雾化美感加工；
　　8.精密铸造用型砂；
　　9.高级耐火材料及其他陶瓷材料。
    3）黑刚玉砂(又名低铝刚玉砂、铁砂粉)经过设备粉碎分级后的一种新型抛光材料。以三水型和一水型铝矾土为原料经电弧炉高温冶炼冷却加工而成。黑刚玉磨料基本料集中，切削力强，韧性大，刚柔相济，耐磨性好。工效高。主要用于不锈钢、金属制品、光学玻璃、竹木制品的喷砂，又是制造树脂砂轮,切割片，砂布的新型磨料。理化指标如下：Al2O3≥78.% Fe2O3≤5.0% SiO2≤9.0% TiO2≤1.5～3.5%.
    4）一般情况下锆刚玉砖就是指烧结锆刚玉砖。它是以α-Al2O3、部分稳定二氧化锆和锆刚玉熟料为原料，经配料、成型后，在1700～1750℃下烧成。烧结锆刚玉砖对玻璃熔液侵蚀的抵抗性很强，其抗热震性比熔铸锆刚玉砖强。主要用作玻璃窑和感应炉的内衬，以及轧钢加热炉滑轨等。
    5）铬刚玉在白刚玉的基础增加22%的铬，经电弧炉熔炼制成，颜色呈紫红色。硬度略高于棕刚玉，与白刚玉近似，显微硬度可2200-2300Kg/mm2。韧性比白刚玉高，比棕刚玉稍低。用其制造的磨具适用于磨削高碳钢，高速钢及其薄壁零件，磨料还可作研磨、抛光材料、精密铸造型砂、喷涂材料、化工触媒载体、特种陶瓷、高级耐火材料等。
据相关数据分析得知，刚玉的外观有强烈的玻璃光泽，颜色多样，常见黄灰、蓝灰。含钛的刚玉呈碧蓝及青蓝色，称蓝宝石，含铬呈红色透明者则称红宝石，绿色的为绿玉，黄色的为黄玉，都是名贵的宝石。
    3. 碳化硅
    天然的碳化硅(crystolon)即碳硅石(moissanite，又称莫桑石）很少，工业上使用的碳化硅（silicon carbide）是一种人工合成的材料，俗称金刚砂（carborundum）。1891年由美国的艾奇逊（Edward G Acheson）首先以工业规模合成出这种人造矿物，1904年法国人莫桑（Moissan）首次在美国亚历山大州的陨石里发现了这种物质；后来再金伯利岩（Kimberlite，也称角砾云母橄榄石）中也有所发现，但含量甚微，没有开采价值。目前工业上所使用的碳化硅全部是人工合成产品。碳化硅是耐火材料领域常用的非氧化物耐火原料之一。以碳化硅原料生产的粘土结合碳化硅、氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、重结晶碳化硅、反应烧结渗硅碳化硅等制品以及不定型耐火材料广泛应用与冶金。
碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。
    1）碳化硅含量不少于99%，结晶呈绿色光泽。
绿碳化硅制造方法同黑色碳化硅，但采用的原材料纯度要求较高，也在电阻炉中2200°C左右的高温下形成，绿色，呈半透明状，六方晶形，其Sic含量较黑色为高，物理性能与黑色碳化硅相近，但性能略较黑色为脆，也具有较好的导热性与半导体特性。
    2）碳化硅含量不少于98.5%，结晶呈黑色光泽。
碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用广泛、经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。
    3）金刚砂分为天然的和人工合成的两大类。
天然的金刚砂又名石榴子石，属硅酸盐类矿物质，是经过水力精心筛选、机械加工、筛选分级等方法制成的磨料。分为粗目，中目，细目三大类。其中粗目为黑红色，中目为淡红色，细目为红白色。各种目数粒度均匀，颗粒形状均一，多棱角晶体，有锋利的边缘，磨削力高。天然金刚砂的磨削力略低于电炉白刚玉。
人工合成的金刚砂，又名碳化硅(SiC)，是用砂和适量的碳放在电炉中加强热的方法制成的磨料。一般是无色粉状颗粒。其密度3.06～3.20 g/cm?。硬度很大，大约是莫氏9.5。
    金刚砂的主要成份是Al2O3，占总重量的60～80%。其密度：3.1～4.0g/cm；熔点：1180℃；莫氏硬度：3.5～6.0；粒度规格：16#～220#。
金刚砂主要用途是：

（1）作为硅片光学镜头、精密仪器仪表、玻璃器皿、陶瓷石料、皮革、塑料、金属机件等的磨料，通过喷砂能提高这些产品的光洁度。
    （2）作为水洗厂牛仔服喷砂车间的磨料和水切割行业优质的磨料。
    （3）作为化工、石油、制药、水处理等的过滤介质和钻井泥浆的加重剂。
    （4）作为砂轮、油石、砂布、混合砂料等的耐磨材料。
    （5）作为高速公路路面、飞机跑道、耐磨橡胶、工业地坪、防滑油漆等的耐磨材料。连续通过式清洗机