郑州千磨谈：砂轮浸渗剂的作用机理及其合理选择

砂轮浸渗剂的作用机理

磨削是一种众多随机分布的具有较大负前角和钝圆半径的磨粒以高速摩擦、切削被加工材料的过程，因此，在磨削过程中．磨削区内生成大量的热，形成较高的温度，使得砂轮损耗加剧，零件表面完整性恶化，加工精度不易保证。特别对于不允许使用磨削液的干磨环境，上述现象非常突出。为了解决这个问题，借助于砂轮中的气孔，可以将合适的浸渗剂预置于砂轮中。当浸渗砂轮磨削时，固化于砂轮中的浸渗剂迅速熔化，并随磨粒一起进入磨削区，达到改善磨削效果的目的。

01、磨削状态对浸渗剂的影响

磨削过程实际上是一种高压高速条件下磨粒与工件之间的相互摩擦过程。该过程中的现象可概括为摩擦物理学和摩擦化学两个方面。摩擦物理学涉及磨削过程中的力、声、热、振动、冲击等有关内容。磨擦物理学方面的内容具有促进浸渗剂发挥作用的效应，热使固化状态的浸渗剂熔化、分解或气化，离心力使浸渗熔化液甩出气孔，随磨粒同时进入磨削区，振动冲击有利于浸渗剂的渗透，加速浸渗剂与加工表面之间的化学反应膜的形成。摩擦化学包括摩擦面的表面结构科学、摩擦面及介于物质间的热化学、电化学、表面磨损、腐蚀、催化化学等。在磨削过程中，浸渗剂参与下的摩擦化学反应具有下列特点：

（1）磨削时，摩擦表面不断更替，使“化学反应相”不断更替，因而摩擦化学反应比一般的搅拌反应和热反应剧烈得多。

（2）金属表面对摩擦化学反应起催化作用。在磨削状态下，发生化学反应所需的活化能比一般催化反应所需的活化能低得多。这是由于磨削状态下的反应兼受弯曲应力和表面金属与介在物质等的接触催化的双重作用，也就是摩擦作用使反应系的分子变形，结构紊乱，致使反应系极不安定而增强反应性。

（3）摩擦表面的热电效应，促使发生摩擦电化学反应。在磨削过程中，浸渗剂中某些活性有机化合物受摩擦面瞬间接触摩擦而发生外逸电子作用，形成电子激发的离子反应。

02、砂轮浸渗剂的作用机理

因浸渗剂是由多种具有改善切削性能的添加剂和低熔点的润滑脂经严格的工艺配制而成，因此，浸渗剂介入磨削区，必然会引起磨削性能上的变化。在磨削过程中，砂轮浸渗剂的作用机理有以下四个方面：

(1)冷却作用

由于浸渗剂汽化热低，导热性好，流速快，带走大量的磨削热，使得磨削区温度较低，可避免零件表面的磨削烧伤。

(2)润滑作用

由于浸渗熔化液直接作用于磨削区内，在磨粒与工件间形成一层油膜。同时浸渗剂也与新鲜的金属表面起化学反应，生成化学吸附膜。上述两方面使磨粒与工件间形成可靠的坚固润滑膜，从而改善了磨粒与工件间的接触状态。

(3)防粘附和防堵塞作用

由于浸渗熔化液包围磨粒，使磨粒表面始终有一层润滑膜，从而使磨屑不易粘附在磨粒表面。另外，浸渗液又要不断地从气孔中甩出，冲击滞留于气孔边缘处的磨屑，致使磨屑从气孔中被清除，从而使砂轮气孔不易堵塞。

(4)防锈作用

在磨削过程中，伴随新鲜表面的生成，也会有磨削热的产生。由于受热的影响，加上周围介质水份、氧气等侵蚀，零件表面很容易生锈。因此，浸渗剂中含有适量的防锈添加剂，可有效防止工件表面锈蚀。

03、砂轮浸渗剂的合理选择

浸渗砂轮用于干磨领域，将会大幅度改善磨削效果，如磨削比提高几倍至几十倍，磨削力、磨削温度降低，零件表面粗糙度变小等。但要真正体现浸渗砂轮这些优异性能，对于不同的加工对象、不同的加工环境、不同的零件技术要求和不同规格的砂轮，应合理选择与之相适应的浸渗剂。现推荐以下几项选择原则：

1）刀具刃密、重磨，钛合金毛坯表皮粗磨，锻件毛坯表皮打磨，应选择低熔点的浸渗剂。

2）干磨不锈钢、高温合金时，应选用含有固体润滑剂（MoS2、石墨和聚四氯乙烯）的浸渗剂。要求砂轮气孔一般要粗大一些。

3）干磨热敏感的超高强度钢时，应选用含有水基电解质的浸渗剂。

参考资料：

1、郑州千磨官网

2、磨料磨具网

3、超硬材料综合网