砂輪浸滲劑的作用機(jī)理

磨削是一種眾多隨機(jī)分布的具有較大負(fù)前角和鈍圓半徑的磨粒以高速摩擦、切削被加工材料的過(guò)程，因此，在磨削過(guò)程中．磨削區(qū)內(nèi)生成大量的熱，形成較高的溫度，使得砂輪損耗加劇，零件表面完整性惡化，加工精度不易保證。特別對(duì)于不允許使用磨削液的干磨環(huán)境，上述現(xiàn)象非常突出。為了解決這個(gè)問(wèn)題，借助于砂輪中的氣孔，可以將合適的浸滲劑預(yù)置于砂輪中。當(dāng)浸滲砂輪磨削時(shí)，固化于砂輪中的浸滲劑迅速熔化，并隨磨粒一起進(jìn)入磨削區(qū)，達(dá)到改善磨削效果的目的。

01、磨削狀態(tài)對(duì)浸滲劑的影響

磨削過(guò)程實(shí)際上是一種高壓高速條件下磨粒與工件之間的相互摩擦過(guò)程。該過(guò)程中的現(xiàn)象可概括為摩擦物理學(xué)和摩擦化學(xué)兩個(gè)方面。摩擦物理學(xué)涉及磨削過(guò)程中的力、聲、熱、振動(dòng)、沖擊等有關(guān)內(nèi)容。磨擦物理學(xué)方面的內(nèi)容具有促進(jìn)浸滲劑發(fā)揮作用的效應(yīng)，熱使固化狀態(tài)的浸滲劑熔化、分解或氣化，離心力使浸滲熔化液甩出氣孔，隨磨粒同時(shí)進(jìn)入磨削區(qū)，振動(dòng)沖擊有利于浸滲劑的滲透，加速浸滲劑與加工表面之間的化學(xué)反應(yīng)膜的形成。摩擦化學(xué)包括摩擦面的表面結(jié)構(gòu)科學(xué)、摩擦面及介于物質(zhì)間的熱化學(xué)、電化學(xué)、表面磨損、腐蝕、催化化學(xué)等。在磨削過(guò)程中，浸滲劑參與下的摩擦化學(xué)反應(yīng)具有下列特點(diǎn)：

（1）磨削時(shí)，摩擦表面不斷更替，使“化學(xué)反應(yīng)相”不斷更替，因而摩擦化學(xué)反應(yīng)比一般的攪拌反應(yīng)和熱反應(yīng)劇烈得多。

（2）金屬表面對(duì)摩擦化學(xué)反應(yīng)起催化作用。在磨削狀態(tài)下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所需的活化能比一般催化反應(yīng)所需的活化能低得多。這是由于磨削狀態(tài)下的反應(yīng)兼受彎曲應(yīng)力和表面金屬與介在物質(zhì)等的接觸催化的雙重作用，也就是摩擦作用使反應(yīng)系的分子變形，結(jié)構(gòu)紊亂，致使反應(yīng)系極不安定而增強(qiáng)反應(yīng)性。

（3）摩擦表面的熱電效應(yīng)，促使發(fā)生摩擦電化學(xué)反應(yīng)。在磨削過(guò)程中，浸滲劑中某些活性有機(jī)化合物受摩擦面瞬間接觸摩擦而發(fā)生外逸電子作用，形成電子激發(fā)的離子反應(yīng)。

02、砂輪浸滲劑的作用機(jī)理

因浸滲劑是由多種具有改善切削性能的添加劑和低熔點(diǎn)的潤(rùn)滑脂經(jīng)嚴(yán)格的工藝配制而成，因此，浸滲劑介入磨削區(qū)，必然會(huì)引起磨削性能上的變化。在磨削過(guò)程中，砂輪浸滲劑的作用機(jī)理有以下四個(gè)方面：

(1)冷卻作用

由于浸滲劑汽化熱低，導(dǎo)熱性好，流速快，帶走大量的磨削熱，使得磨削區(qū)溫度較低，可避免零件表面的磨削燒傷。

(2)潤(rùn)滑作用

由于浸滲熔化液直接作用于磨削區(qū)內(nèi)，在磨粒與工件間形成一層油膜。同時(shí)浸滲劑也與新鮮的金屬表面起化學(xué)反應(yīng)，生成化學(xué)吸附膜。上述兩方面使磨粒與工件間形成可靠的堅(jiān)固潤(rùn)滑膜，從而改善了磨粒與工件間的接觸狀態(tài)。

(3)防粘附和防堵塞作用

由于浸滲熔化液包圍磨粒，使磨粒表面始終有一層潤(rùn)滑膜，從而使磨屑不易粘附在磨粒表面。另外，浸滲液又要不斷地從氣孔中甩出，沖擊滯留于氣孔邊緣處的磨屑，致使磨屑從氣孔中被清除，從而使砂輪氣孔不易堵塞。

(4)防銹作用

在磨削過(guò)程中，伴隨新鮮表面的生成，也會(huì)有磨削熱的產(chǎn)生。由于受熱的影響，加上周圍介質(zhì)水份、氧氣等侵蝕，零件表面很容易生銹。因此，浸滲劑中含有適量的防銹添加劑，可有效防止工件表面銹蝕。

03、砂輪浸滲劑的合理選擇

浸滲砂輪用于干磨領(lǐng)域，將會(huì)大幅度改善磨削效果，如磨削比提高幾倍至幾十倍，磨削力、磨削溫度降低，零件表面粗糙度變小等。但要真正體現(xiàn)浸滲砂輪這些優(yōu)異性能，對(duì)于不同的加工對(duì)象、不同的加工環(huán)境、不同的零件技術(shù)要求和不同規(guī)格的砂輪，應(yīng)合理選擇與之相適應(yīng)的浸滲劑?，F(xiàn)推薦以下幾項(xiàng)選擇原則：

1）刀具刃密、重磨，鈦合金毛坯表皮粗磨，鍛件毛坯表皮打磨，應(yīng)選擇低熔點(diǎn)的浸滲劑。

2）干磨不銹鋼、高溫合金時(shí)，應(yīng)選用含有固體潤(rùn)滑劑（MoS2、石墨和聚四氯乙烯）的浸滲劑。要求砂輪氣孔一般要粗大一些。

3）干磨熱敏感的超高強(qiáng)度鋼時(shí)，應(yīng)選用含有水基電解質(zhì)的浸滲劑。

參考資料：

1、鄭州千磨官網(wǎng)

2、磨料磨具網(wǎng)

3、超硬材料綜合網(wǎng)