一、    难磨材料的特点

1．磨削力大                

2．磨削温度高

3．加工硬化倾向大

4．磨具磨损大

5．磨削效率低

二、    难磨材料的类型

1．脆性、韧性和延展性大的材料

   这类材料，例如陶瓷、光学玻璃、宝石、玛瑙等材料脆性很大，本身具有较高的硬度；奥氏体不锈钢、某些模具钢的韧性和强度都很高；铜铝合金等有色金属，其延展性很大。

2．高硬度材料

   硬度很高或在硬度不高的基体中弥撒存在有大量硬质点的材料，如硬质合金、钢结硬质合金、高钒高速钢等均属此类。

3．化学活性大的材料

   磨削这类材料时，在磨削热的作用下，由于材料本身某些化学元素的活性较大，材料表层氧化形成氧化膜，其硬度和磨料接近，给磨削加工带来困难；有的磨粒表面发生化学反应，改变了磨粒表面的化学组成，造成磨粒的化学磨损。钛合金就属于这类材料。

4．高温强度高的材料

   这类材料尽管在常温下硬度不很高，但在磨削高温下仍然能保持相当高的强度，易使磨粒产生塑性破坏，造成大量破碎，砂轮磨损严重且砂轮耐用度非常低。镍基或钴基耐热合金，铁—镍基耐热合金等均属这类材料。

三、    难磨材料平面磨削的砂轮选择

1．不锈钢材料的磨削

不锈钢种类很多，按其成分可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大类。按其内部组织可分为以下5类：

马氏体不锈钢（常用牌号有1Cr13、2Cr13、8Cr13、1Cr17Ni2等）

铁素体不锈钢（常用牌号有0Cr13、1Cr14S、1Cr17、1Cr17Ti等）

奥氏体不锈钢（常用牌号有1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9等）

奥氏体—铁素体不锈钢（常用牌号有1Cr18Ni11Si4AlTi、0Cr21Ni5Ti等）

沉淀硬化型不锈钢（常用牌号有0Cr17NiCu4Nb、0Cu17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al等）

1）磨削特点

a． 磨削力大，磨削温度高

b．加工硬化趋势严重

c． 磨屑粘附砂轮

d．磨屑难于切离，磨粒容易磨钝

e． 加工表面容易划伤

f． 工件容易变形

2）砂轮的选择

a．磨料：一般采用白刚玉（WA）较为合适。用立方氮化硼（CBN）砂轮（粒度120，浓度100%，树脂结合剂）磨削效果最好，工件不易发生烧伤现象，但价格较贵，修整较困难；在磨削耐酸不锈钢时，采用单晶刚玉（SA）效果良好；在磨削Cr17Ni7Al沉淀硬化不锈钢时，采用微晶刚玉（MA）砂轮较好。

b．粒度：由于不锈钢材料的韧性大，磨屑容易粘附堵塞，所以不宜采用细粒度的砂轮。粗磨宜采用F36、F46粒度，而精磨可采用F60粒度。为了同时适用于粗、精磨，应采用F46、F60粒度。

c．结合剂：可采用陶瓷结合剂，它的防水、耐热和抗腐蚀性能都很高，能很好地保持切削性能，并具有多孔性，能获得较高的生产率。

d．硬度：宜选用硬度较低的砂轮，它具有较好的自锐性能。但是砂轮硬度太低时，磨粒粘结不牢，在没有磨钝以前就脱落，这样使砂轮的使用寿命大大地缩短，因此以采用J3~N2较为合适，其中以K1、K2的使用最为普遍。

e．组织：在磨削不锈钢材料时，因容易堵塞砂轮，所以一般选用F5~F8砂轮组织较为合适。在生产中应用大气孔砂轮较好。

f．磨削液：以采用冷却性能和洗涤性能良好的乳化液或1号切削液较为合适。

2．高温合金钢材料的磨削

高温合金有称耐热合金。按基体元素又可分为：

铁基高温合金（常用牌号有GH34、GH36、GH132等）

铁镍基高温合金（常用牌号有GH130、GH135、GH140、K11、K14等）

镍基高温合金（常用牌号有GH30、GH33、GH37、GH49、K1、K6等）

钴基高温合金（常用牌号有K10等）

1）磨削特点

a． 塑性变形大

b．切削力大

c． 加工硬化现象严重

d．磨削温度高

e． 磨具寿命短

2）砂轮的选择

a．磨料：宜采用刚玉类磨料制成的砂轮，一般粗磨时，可采用白刚玉砂轮，精磨时可采用单晶刚玉砂轮，磨削表面粗糙度为Ra1~0.63μm。用立方氮化硼（CBN）磨削高温合金可获得理想的效果，磨削表面粗糙度在Ra0.63~0.5μm之间。

b．粒度：粗、精磨一般选用F46

c．结合剂：选用陶瓷结合剂

d．硬度：一般选用G~K

e．组织：一般选用F6~F8

3）缓进给磨削高温合金叶片根部枞树形面，所用砂轮为粗粒度、高孔隙、陶瓷结合剂的氧化铝砂轮。粗粒度及软砂轮可保证砂轮自锐，避免烧伤；高孔隙可保证在高压冷却液喷射作用下，使切屑不易堵塞。

3．钛合金的磨削

钛合金分为α钛合金（牌号有TA1~TA8）、β钛合金（牌号有TB1、TB2）、α+β钛合金（牌号有TC1~TC10）。

1）磨削特点

a． 化学活性大，造成磨粒表面严重的扩散磨损

b．导热系数小，工件表面易出现烧伤、裂纹、变形等现象

c． 强性模量小，磨削力大，磨削温度高

由于钛合金具有一系列优良的物理机械性能，因此在航天、航空、石油和造船等工业中得到了广泛的应用。但钛合金是一种可磨性极差的材料，用普通磨料磨具加工时，磨削比均十分低，只有采取有效措施，才能保证获得良好的磨削效果。

2）砂轮的选择

a．磨料：比较适合的磨料是绿碳化硅（GC）和铈化硅(CC)，用这两种磨料制成的砂轮，磨削钛合金时粘结少，砂轮也不易堵塞。用绿碳化硅与其它刚玉配制的混合磨料砂轮磨削钛合金效果更好。人造金刚石和立方氮化硼磨削钛合金效率高，但价格较高。

b．粒度：粗磨宜采用F46、F36，精磨宜采用F46、F60。

d．硬度：砂轮硬度对磨削效果影响很大，通常取为K。

e． 结合剂：采用陶瓷（V）。这种结合剂化学稳定性好，对保持磨具形状有利。

f． 组织：可采用中等偏疏松的砂轮，组织号为6~8。

g． 磨削液：使用亚硝酸钾溶液，亚硝酸钾和苯甲酸钠溶液，亚硝酸钠溶液，亚硝酸钠和苯甲酸钠溶液，亚硝酸胺溶液或高氯化油等。

4．热喷涂（焊）合金材料的磨削

   热喷涂（焊）合金材料主要有：

镍基合金热喷涂（焊）材料（主要牌号有粉101~105、NiWC25、WF201~205等）

钴基合金喷涂（焊）材料（主要牌号有粉202~204、Co42、Co50WF101等）

铁基合金喷涂材料（主要牌号有粉301~305、Fe30~Fe55、WF311~317等）

1）磨削特点

a． 砂轮耐用度低

b．容易产生振动

c． 磨削温度高

2）砂轮的选择

a． 磨料：采用绿碳化硅、立方氮化硼和金刚石。

b． 粒度：根据加工表面粗糙度的要求，一般采用F46、F60、F80粒度均可达到粗糙度Ra=2μm，若粗糙度要求更高，则可选择更大号数的粒度。

c． 硬度：应选软等级的G、H为宜。

d． 组织：一般选用中等组织号，磨削接触面较大砂轮易堵塞时，可采用疏松组织的砂轮。

e．   结合剂：选用陶瓷结合剂。

5．新高速钢的磨削

新高速钢是指在普通高速钢（W18Cr4V）的基础上改变其成分组成，并加入适量其它合金元素（V、Si、Nb、Al、Co、Mo等），以改善材料的强度、韧性、热硬性以及其它物理机械性能的钢种，广泛用作刀具材料。我国目前推荐使用牌号有W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl、W18Cr4V4SiNbAl、W12Mo3Cr4V3Co5Si等。

1）磨削特点

a． 难熔的高硬度质点大大增加，材料更难加工

b．磨削力增大，磨削温度高

c． 材料导热系数降低

d．工件表面易烧伤

e． 砂轮耐用度低

2）砂轮的选择

a．     磨料：硬度必须高于被磨削高速钢中占比例较大的碳化物的硬度；在磨削高温和剧烈挤压的过程中，磨料应具有较大的强度和韧性。根据不同牌号可选单晶刚玉、镨汝刚玉、和立方氮化硼，也可采用单晶刚玉和其它磨料的混合磨料。

b．粒度：一般粗磨刀具平面时，选用F46~F90；刃磨刀具前后刀面时选有F80~F180。

c． 硬度：一般粗磨刀具平面时，选用J~K；刃磨刀具前后刀面时选有H~J。

d．结合剂：普通磨料选陶瓷结合剂；立方氮化硼砂轮采用树脂结合剂。

e．     磨削液：一般选用亚硝酸钠、硼酸水溶液或苏打水溶液；采用立方氮化硼砂轮时，最好选用矿物油或加极压添加物的油—水—乳化油等。

6．钢结硬质合金的磨削

1）磨削特点

钢结硬质合金，是以工具钢或合金钢为粘结相，以金属碳化物作硬质相，用粉末冶金方法制成的材料（牌号有GW50等），具有相当高的硬度、强度和韧性，用普通磨料难以加工。

2）砂轮的选择

退火状态的钢结硬质合金可磨性与低碳钢相近，一般可采用刚玉砂轮进行磨削。

淬火状态的钢结硬质合金，采用镀镍人造金刚石树脂结合剂砂轮进行加工，可取得较为满意的效果，粒度应根据加工效率和粗糙度要求来选择，一般多用F120~F150，浓度可采用75%~100%，磨削液：采用硼酸、三乙醇胺水溶液（硼酸0.2%~0.7%，三乙醇胺0.2%~0.5%，水100%）

7．球墨铸铁的磨削

球墨铸铁具有良好的机械性能，主要牌号有QT400-18、QT500-7、QT600-3等。

1）磨削特点

a． 磨削效率低

b．磨粒容易钝化

c． 砂轮耐用度低

2）砂轮的选择

a．     磨料：选择以棕刚玉为主的混合磨料，其中棕刚玉和绿化硅以90∶10比例混合效果最佳。

b．    粒度：两种磨料的粒度，分别选用A70和GC100为好，此时砂轮具有较高的耐用度和较好的磨削性能。

c．     硬度：宜选用L，硬度过低，磨粒易从砂轮表面脱落，硬度过高，对砂轮的磨削性能不利。

d．    组织：采用一般组织或微气孔。

e．     砂轮速度：采用50m/s的高速磨削，生产效率约高一倍，砂轮耐用度亦有提高。

f．      磨削液：采用1%~2%浓度的极压乳化液效果较好。

8．铜、铝合金的磨削

这两种材料均属于延展性大的材料，硬度低塑性高。常用牌号有H62、H68、ZL13等。

1）磨削特点

a． 磨削容易堵塞砂轮

b．工件表面容易划伤，粗糙度低

c． 工件容易变形

d．磨削效率低

2）砂轮的选择

为了克服铜铝合金磨削时容易出现的多种弊病，应选择具有热传导性能好脆性大的磨料；粒度较粗、硬度较软且组织疏松、结合剂具有较高硬度的砂轮。

粗磨    砂轮特性：C46H~TV（大气孔），粗糙度Ra0.40~0.20μm

半精磨 砂轮特性：WA（或C）F400~F320（加石墨），粗糙度Ra0.100μm

精磨    砂轮特性:：WA（或C）F800~F600（加石墨），粗糙度Ra0.050~0.025μm

磨削液：采用煤油作磨削液效果较好，但使用中容易产生油雾，可加入少量机油或四氯化碳等，以减少油的挥发。

9．工程陶瓷及其它非金属材料的磨削

1）工程陶瓷的磨削

磨削特点：砂轮磨损大，磨削比小；磨削力大，磨削效率低；磨后陶瓷零件强度降低。

砂轮的选择：磨削陶瓷材料，因为是靠磨粒切削刃的瞬间冲击使材料内部产生裂纹形成切屑，故需要强韧的金刚石砂轮。由于陶瓷种类繁多，必须视陶瓷材料的种类来选择金刚石砂轮。

2）搪瓷的磨削

砂轮的选择：用金刚石砂轮磨削时，能使搪玻璃中的SiO2还原成SiC，使其覆盖在搪玻璃表层上，而SiC的强度和耐蚀性能优于SiO2，因此用金刚石砂轮磨削效果优于SiC和Al2O3砂轮。磨料的粒度越细，磨削时产生的塑性变形越大，形成的表面越坚实致密。

3）玛瑙的磨削

砂轮的选择：金刚石砂轮和碳化硅砂轮都能实现玛瑙的粗磨加工，但一般粗磨碳化硅砂轮比金刚石砂轮更为经济，也能获得好的粗糙度Ra=0.10~0.063μm，但由于表面热融点缺陷难以避免，因此宜采用树脂结合剂金刚石砂轮（RVD240B75%）精磨玛瑙，这样可以稳定地获得很小的表面粗糙度（Ra＜0.04μm）。表面不产生热融层，从而有可能实现以磨削形式取代研磨和抛光。