中国粉体网讯  堆积磨料，也叫类多晶磨料，它是许多细粒度磨料通过黏结剂黏结起来的一种新型磨料。它是一个组合体，这个组合体通常也具有磨具的三要素———磨料、结合剂和极细小气孔，可将之称为一种微型磨具。

堆积磨料结构示意图

堆积磨料的特殊之处

堆积磨料从外观上看是一个个粗大磨粒，而实际上每个大磨粒都包含了许多微细的磨料颗粒。堆积磨料主要区别于普通磨料，普通磨料切削工件后磨料钝化，失去磨削能力；而堆积磨料表层磨粒切除一定量的工件钝化后，磨钝的小磨粒会从堆积磨粒团上破碎脱落，同时位于里层的新磨粒就会露出来参与磨削。因此堆积磨料由于其堆积效果在磨削过程中不断有锋利的切削刃产生，所以具有较长的寿命和对材料均匀一致的切除率，并能得到较好的工件表面质量。

堆积磨料造粒原理与过程

堆积磨料的造粒原理与其他行业物质造粒略有不同。磨料因其本身形貌与性质决定，固体粒子间引力相对较小，颗粒与颗粒之间产生堆积主要来自于可自由流动液体产生的界面张力与毛细管力和不可流动液体产生的粘接力，在粒子之间形成固体桥。使用某些特殊的造粒方法，还可以使堆积磨料颗粒产生粒子间机械镶嵌，这样可以提高颗粒本身的机械强度，从而提升性能。

堆积磨料颗粒形成的过程大致可以分为以下几个阶段：

（1）当加入少量液体，物料内空气成为连续相、液体成为分散相，此时粉粒间产生来自于架桥液体的气—液界面张力，液体在颗粒内呈悬摆状，这时颗粒松散形成制粒“引子”；

（2）适当增加液体，这时空隙变小，空气成为分散相、液体成为连续相，粉粒作用力是架桥液体的界面张力与毛细管力，颗粒内液体呈索带状，这一步骤是造粒是否成功的关键；

（3）最后当液体量增加到刚好充满全部颗粒内部空隙而颗粒表面没有湿润液体时，毛细管负压和界面张力产生强大的粉粒间结合力，液体呈毛细管状，颗粒略微发黏；

（4）最后继续制粒，成液滴状完整颗粒结构。

如图所示，（A）为造粒原料初始状态；（a）为液体较少时呈悬摆状；（b）为液体稍多时的毛细管状结构；（c）为液体量刚好充满的索带状结构；（d）为继续制粒后的造粒成品液滴状结构。

堆积磨料的具体制备方法

堆积磨料的配方包括单颗磨粒、结合剂和添加剂。单颗磨粒可以是石榴石、河沙等天然磨料，或刚玉、碳化硅、金刚石、立方氮化硼等人造磨料；结合剂可以是陶瓷、树脂或金属；添加剂主要是具有增强、散热和助磨作用的材料。制备的工艺包括滚粒、挤压、压块预烧、溶胶凝胶法等。

（图片来源：白鸽磨料磨具有限公司）

1、预烧结破碎法

预烧结破碎法制备堆积磨料，一般采用树脂或低温陶瓷为结合剂。先将结合剂与磨料混合，加入临时粘接剂，压制成型，低温干燥使其具有一定强度，随后破碎筛分成所需粒径类多晶磨料。

采用粉末烧结法制备堆积磨料，工艺简单，成本较低，适合大规模工业生产，可制得粒径较大的堆积磨料，但是此方法造粒球形度不好，粒度控制不易，磨料得率较低。

2、滚粒法

滚粒法制备多用于树脂或陶瓷结合剂堆积磨料的制备。传统滚粒法先将原料混合均匀，倒入滚动的造球机中，逐渐往造球机中喷入临时粘接剂，原料逐渐被临时粘接剂粘接，进而团聚成球，得到堆积磨料。

滚粒法制备的堆积磨粒，工艺简单，球形度好，但粒度不均匀且较大，制备成本较高。

3、压力喷雾干燥法

喷雾干燥法主要用于陶瓷结合剂类多晶磨料制备，其结合剂可以为低温陶瓷结合剂干粉或铝溶胶与酸性硅溶胶混合溶胶。以低温陶瓷干粉为结合剂，先将陶瓷结合剂与磨料混合均匀，加去离子水制成合适浓度的料浆，用喷雾干燥机进行喷雾造粒。

喷雾干燥法制备类多晶磨粒是目前机械化程度最高，工艺最成熟的方法，采用此方法制备的类多晶磨粒球形度好，粒度均匀且可以控制，尤其是在细粒度类多晶磨料的制备中起了不可替代的作用。

堆积磨料及其砂带制品是近些年新兴的涂附磨具制品，因其自身结构特点与优异的磨削特性，相比传统砂带具有无可比拟的优势。当然堆积磨料不仅可用于涂附磨具行业，也可以用于制造有机磨具与陶瓷磨具。相信随着工业技术的发展，堆积磨料将发挥越来越重要的作用，并在诸多制造加工行业当中得到广泛应用。

中国粉体网将在郑州举办“2021第四届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”。届时，来自白鸽磨料磨具有限公司的副总工程师王学涛先生带来题为《堆积磨料制备关键技术与发展前景》的报告，在报告中，王学涛高工将重点介绍堆积磨料磨削机理、不同种类堆积磨料制备关键技术要点以及应用特点，为企业提供磨具制备时的设计参考，同时指导下游应用企业根据磨削工况选择合适的磨具。（鉴于当前防控需要，原定于2021年8月13-14日在郑州喆鹏酒店举办的“第四届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”将延期举办，计划参会的单位可以联系会务组，具体举办日期主办方确定后将第一时间通知您！）

专家简介：

王学涛，高级工程师。1969年3月出生于河南宁陵。本科就读于景德镇陶瓷大学，1992年7月获得硅酸盐工程专业学士学位，中共党员。1992年7月就职于白鸽磨料磨具有限公司，现担任副总工程师职务。主持或参与完成过公司级、省市级、国家级多个科研项目以及成果产业化推广项目。主要从事磨料磨具产品开发、特种陶瓷等领域的研究。发表学术论文20余篇，其中以第一作者和通信作者发表核心期刊论论文8余篇，申请专利11项，授权11项。参与完成国家级科研项目2项，在研国家级项目1项，省部级科研项目1项。制定行业标准、企业标准多项。

参考来源：

[1]陈春晖等.类多晶（堆积）磨料的研究现状与应用

[2]刘鹏展等.堆积磨料制备技术及堆积磨料砂带应用现状

[3]栗正新，王兆武.堆积磨料的研究开发与应用

（中国粉体网编辑整理/山川）

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