[發明專利]一種磨料性能評價指標及其測試方法

在審

• 申請號: 202110590607.X
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113176169A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 邢波;任冠青;張子龍;郭雪菲
• 申請（專利權）人: 鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N5/00
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 王紅培

本發明提供了一種磨料性能評價指標及其測試方法，利用鋼球或陶瓷球對磨料進行研磨加工，測試鋼球或陶瓷球的質量或尺寸變化。在球磨過程中，鋼球對磨料實施研磨作用，同時磨料對鋼球也進行研磨加工（球磨罐的損耗忽略不計），因此，利用材質均勻、大小相同、硬度可控的鋼球或陶瓷球的質量或尺寸變化來表征磨料的研磨性能行之有效。鋼球或陶瓷球的尺寸或質量變化越大，表明磨料的研磨性能越高。

技術領域

本發明涉及磨料磨具領域，具體涉及一種磨料性能評價指標及其測試方法。

背景技術

我國是磨料磨具生產大國。由于硬度高，磨料可以加工各種硬度的材料，被廣泛應用于磨具及機械磨削拋光加工領域，被譽為“工業牙齒”。磨料的材質、粒度、形狀、單顆粒抗壓強度和球磨韌性等指標對其應用性能的發揮起著關鍵性作用，因此磨料生產企業和使用企業對這些指標均有嚴格的管控要求。其中，單顆粒抗壓強度是指處于靜止狀態下的單顆粒磨料產生完全破碎所需要的試驗力，與磨料的顆粒形狀、表面狀態、破碎方式、結晶狀態等有關，對磨料的使用性能有著重要的影響；球磨韌性是指磨料抵抗破碎的能力，是磨料的一項關鍵技術參數，與化學成分、形狀、粒度、結晶狀態有著密切的關系。目前，磨料的球磨韌性的測試主要依據《普通磨料 球磨韌性測定方法》（GB/T 23538-2009）中規定的方法進行測試，該方法涉及的試驗裝置主要有篩機、試驗篩、球磨韌性測定裝置、鋼球、天平等，利用磨料抵抗鋼球對其研磨作用的能力來表征磨料球磨韌性，具體測試步驟如下：

（1）試樣的制備；

（a）取試樣500g，均分成兩份，每份250g；

（b）試樣干燥。將待測試樣置于烘箱中，于（110±5）℃下干燥1h，冷卻至室溫；

（c）依據試樣的粒度號，選擇相應的試驗篩，取一份試樣（250g）置于選定的頂層試驗篩上，在篩機上篩分10min；

（d）把第三層試驗篩上存留的全部磨料取出，其余試驗篩上的磨料清除干凈，然后將第三層試驗篩上存留的全部磨料重新置于選定的頂層試驗篩上，在篩機上再篩分10min；

（e）把經過兩次篩分（共篩分20min）后第三層試驗篩上存留的磨料取出作為球磨試驗用試樣。如果經兩次篩分后第三層試驗篩上存留的磨料質量小于100g，可以在步驟（a）中適當增加試樣量直至保證收集的試樣質量不小于100g。

（2）球磨試驗

（a）準確稱量100g按照（1）中制備的球磨試驗用試樣（精確至0.1g），放入球磨罐中；

（b）在球磨罐中放入（1000±20）g鋼球；

（c）按照標準規定的回轉次數利用球磨韌性試驗裝置對試樣進行球磨；

（d）將球磨罐取下，取出罐中的物料，利用刷子把球磨罐和鋼球刷凈，收回球磨后的試樣；

（e）準確稱量回收的球磨后的試樣質量M₁（精確至0.1g），如果球磨后的試樣回收質量不足99g，應重做；

（f）把球磨后的試樣用選定的同一篩機進行篩分，時間為5min；

（g）篩分完成后，準確稱量第三層試驗篩上存留的試樣的質量m₁（精確值0.1g）；

（h）按照相同步驟（1）和（2）對另一份試樣（250g）進行處理，獲得數據M₂和m₂。

（3）數據處理

按照公式：球磨韌性值=（m₁+m₂）/（M₁+M₂）*100%。

單顆粒抗壓強度是磨料的靜態指標，與磨料實際使用過程中不斷受到動態沖擊力的狀態偏離較大，指導磨料的使用作用有限。標準規定的磨料球磨韌性雖然接近磨料的使用狀態，但測試方法具有以下幾點不足：

（1）改變了試樣的原始狀態。由于試樣制備環節的存在，導致實際測試的樣品為試樣中的基本粒，而非試驗原始狀態，導致測試結果對試樣的實際使用效果的指導意義大打折扣；