摩擦磨損是自然界的一(yī)種普遍現象。摩擦是兩配合表面之間由于微區接觸而産生(shēng)的原子或分(fēn)子間的相互作用所引起的阻礙其相對運動的現象；而磨損是指兩配合表面的物(wù)質由于相對運動而不斷損失的現象。隻要存在物(wù)體(tǐ)表面間的相對運動就必然會出現摩擦，有摩擦就必然伴随着磨損，可産生(shēng)磨損的工(gōng)作條件包括滑動、微振、沖擊、擦傷、侵蝕等。但由于磨損原因的複雜(zá)性和磨損類型的不确定性，在進行耐磨塗層選擇時，必須分(fēn)析清楚零部件的工(gōng)作環境。采用熱噴塗技術可以增大(dà)軟基體(tǐ)或已經發生(shēng)磨損的基體(tǐ)的耐磨損性能。
一(yī)般來說，與同類材料的鑄造或鍛造結構相比，熱噴塗塗層結構具有更高的耐磨性能。這是由于在熱噴塗過程中(zhōng)粒子經受高速淬火(huǒ)以後，形成了具有一(yī)定孔隙的特殊結構，在金屬塗層中(zhōng)，變形粒子周圍還會形成少量氧化物(wù)。塗層所具有的微觀孔隙結構不僅有利于零件表面潤滑膜的保持，而且能夠容納磨損産生(shēng)的碎屑，對提高零件表面的耐磨性能有利。
根據摩擦表面的磨損過程及其破壞機理，可将磨損分(fēn)爲磨料磨損、粘着磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損、微動磨損、沖蝕磨損和高溫磨損，高溫磨損實質上是粘着磨損和磨料磨損的綜合。各類磨損的特點及其對塗層材料的性能要求見表所示。
磨損種類、特點及其對塗層性能的要求
|
磨損類型 |
在磨損中(zhōng)所占比例 |
磨損表面特征 |
塗層性能要求 |
|
磨料磨損 |
50% |
擦痕、刮傷、犁溝 |
較高的加工(gōng)硬化能力，表面硬度要接近甚至超過磨料硬度 |
|
粘着磨損 |
15% |
擦痕、麻點狀魚鱗、錐坑、溝槽 |
摩擦副材料相容性差，溶解度低，表面能小(xiǎo)，不易發生(shēng)原子遷移，抗熱軟化能力強 |
|
腐蝕磨損 |
5% |
有腐蝕産物(wù)（膜或顆粒） |
具有耐腐蝕和磨損的綜合性能 |
|
疲勞磨損 |
8% |
裂紋、麻點、剝落 |
高韌性，硬度适中(zhōng)，裂紋傾向小(xiǎo)，不含硬質非金屬夾雜(zá)物(wù) |
|
沖蝕磨損 |
8% |
蜂窩狀蝕坑 |
小(xiǎo)角度沖蝕要求高硬度，大(dà)角度沖蝕要求韌性好 |
|
微動磨損 |
8% |
裂紋、麻點 |
較高的抗頻(pín)繁低幅振蕩磨損能力，能形成軟磨削，且與配對面不相容 |
|
高溫磨損 |
5% |
粘着、結瘤、剝落、蝕坑 |
一(yī)定的高溫硬度，能形成緻密且韌性好的硬質氧化膜，導熱性好，能迅速使熱擴散 |
1．耐磨塗層性能要求
對耐磨塗層的要求取決于耐磨塗層與基體(tǐ)材料的力學匹配性、化學匹配性、施加載荷的方向和大(dà)小(xiǎo)以及塗層本身的性能。根據耐磨塗層的應用不同，塗層硬度、化學穩定性、塗層屈服強度、抗裂紋生(shēng)核與長大(dà)的能力等因素都影響塗層的耐磨性能。
（1）塗層結合強度要求。對耐磨塗層的首要要求就是确保塗層與基體(tǐ)有足夠的結合強度，爲此，基體(tǐ)材料與塗層材料的選擇與設計應以确保塗層牢固結合爲前提。
1）基體(tǐ)應無變形。當耐磨塗層用于高負荷工(gōng)況時，基體(tǐ)應有足夠的硬度和屈服強度，以支承塗層不發生(shēng)變形。
2）塗層與基體(tǐ)材料的彈性模量匹配性? 在彈性應變情況下(xià)，如果塗層與基體(tǐ)的彈性模量不匹配，在負載時就會在塗層與基體(tǐ)的界面處産生(shēng)陡變式的應力。若塗層的剛性大(dà)于基體(tǐ)，塗層中(zhōng)的應力就會增大(dà)。随着載荷和塗層與基體(tǐ)的彈性模量差别增大(dà)，應力增大(dà)。
表列出了高速鋼與碳化物(wù)的彈性模量。
高速鋼與碳化物(wù)的彈性模量
|
材料 |
高速鋼 |
ZrC |
VC |
TiC |
HfC |
NbC |
TaC |
WC＋ |
WC＋ |
WC |
金剛石 |
|
彈性模量/x106MPa |
0.2 |
0.41 |
0.43 |
0.45 |
0.46 |
0.51 |
0.54 |
0.57 |
0.61 |
0.62 |
0.79 |
3）塗層與基體(tǐ)材料的剛性匹配。要使硬質耐磨塗層具有較長的使用壽命，塗層與基體(tǐ)材料的剛性應有合理的匹配。如果在剛性小(xiǎo)的基體(tǐ)材料上沉積剛性高的塗層。由于剛性不匹配，就會使塗層中(zhōng)的拉應力增大(dà)，導緻在塗層中(zhōng)形成裂紋并波及到基體(tǐ)，從而引起塗層發生(shēng)早期破壞。
4）熱膨脹系數的匹配性。如果塗層與基體(tǐ)材料的熱膨脹系數不匹配，就會因體(tǐ)積變化而産生(shēng)應力。通常，塗層與基體(tǐ)相比是很薄的，因此，基體(tǐ)的熱膨脹基本上不受塗層熱膨脹的影響，而塗層的熱膨脹則強烈的受到基體(tǐ)熱膨脹的影響。塗層與基體(tǐ)由于熱膨脹不匹配而産生(shēng)的熱應力基本上都集中(zhōng)在塗層中(zhōng)。熱膨脹系數差别越大(dà)，塗層中(zhōng)的應力就會越大(dà)，産生(shēng)裂紋甚至剝落的傾向性就越大(dà)。這就是許多耐磨塗層尚未遭受嚴重磨損就發生(shēng)過早剝落失效的主要原因之一(yī)。
表列出了一(yī)些碳化物(wù)、氮化物(wù)塗層材料與鋼的熱膨脹系數。
碳化物(wù)、氮化物(wù)塗層材料與鋼的熱膨脹系數
|
材 料 |
碳 化 物(wù) |
氮 化 物(wù) |
金屬陶瓷 |
鋼 |
|||||||
|
Cr3C2 |
TiC |
TaC |
WC |
TiN |
ZrN |
TaN |
WC＋ |
WC＋ |
低合金鋼 |
高速鋼 |
|
|
熱膨脹 |
10.3 |
7.4 |
6.3 |
4.2-5.0 |
10.1 |
7.24 |
3.6 |
5.4 |
6.1 |
15 |
12 |
當基體(tǐ)的熱膨脹系數大(dà)于塗層的熱膨脹系數時，在升高溫度時産生(shēng)的應力爲拉應力；反之，若塗層的熱膨脹系數大(dà)于基體(tǐ)時，則爲壓應力。由表可以看出，大(dà)多數碳化物(wù)、氮化物(wù)及金屬陶瓷塗層的熱膨脹系數均小(xiǎo)于鋼，隻有TiN、NbN和Cr3C2的熱膨脹系數比較接近于高速鋼的熱膨脹系數，但差别仍不小(xiǎo)。
5）塗層與基體(tǐ)材料之間的親和力。塗層與基體(tǐ)之間的親和力即化學結合能力直接影響塗層與基體(tǐ)之間的結合強度。通常，一(yī)種化合物(wù)在另一(yī)種化合物(wù)中(zhōng)的固溶度低時，它們之間的結合強度也弱。隻有當塗層與基體(tǐ)之間具有最大(dà)的化學親和力而又(yòu)不會産生(shēng)脆性界面相時，塗層與基體(tǐ)的結合強度才最大(dà)，才能充分(fēn)發揮耐磨塗層的作用。
（2) 塗層耐磨性要求。在前述必須确保塗層與基體(tǐ)有足夠牢固的結合條件下(xià)，才能進一(yī)步提出對塗層耐磨性的要求，這主要包括如下(xià)一(yī)些内容。
1）塗層硬度。提高塗層硬度，有利于增大(dà)塗層的屈服強度，防止發生(shēng)變形；塗層硬度增高，抗磨料磨損性能增強，塗層的磨料磨損速率與塗層硬度成反比。若塗層硬度超過磨料顆粒的硬度，磨料磨損速率急劇下(xià)降。因此，在磨料磨損的工(gōng)況下(xià)，塗層硬度應盡可能的高。而在滑動磨損情況下(xià)，應考慮使用韌性強的具有單相結構的軟塗層，但不能有第二相硬質顆粒存在，否則将引起嚴重的磨料磨損。
2）耐高溫磨損性能。當硬質塗層用作耐高溫磨損塗層時，不僅要求具有良好的高溫紅硬性，即具有高的高溫硬度，而且塗層與對偶摩擦材料之間的化學溶解度要小(xiǎo)。
3）耐腐蝕磨損性能。耐磨塗層在腐蝕性介質中(zhōng)的耐磨性能還取決于塗層在化學介質中(zhōng)的耐蝕性能。許多硬質塗層都具有優異的耐蝕性，特别是氧化物(wù)和碳化物(wù)等陶瓷塗層是很好的耐腐蝕磨損塗層材料。
4）塗層顆粒之間的結合強度高。硬質塗層顆粒之間應具有高的結合強度。例如，WC-Co金屬陶瓷塗層是很著名的耐磨塗層材料，钴對碳化鎢等硬質顆粒的潤濕性極好，因而使碳化鎢顆粒能牢固的粘結在一(yī)起，不會發生(shēng)剝落，在這種前提條件下(xià)，才能充分(fēn)發揮碳化鎢硬質相的高耐磨特性。
顯然，耐磨塗層的成功應用既取決于塗層本身的耐摩擦磨損特性，還取決于塗層與基體(tǐ)之間性能的合理匹配。
2．耐磨塗層噴塗材料選擇
在某些情況下(xià)，要求塗層既具有良好的耐磨損性能也要具有非常優良的耐腐蝕特性，例如，在石油、化工(gōng)、海洋性氣氛等環境介質中(zhōng)工(gōng)作的零部件，如果将塗層耐磨損性能及耐腐蝕性能分(fēn)爲十個等級進行定性評價的話(huà)，其結果如表所示。其中(zhōng)，1級表示該塗層的耐磨損性能或耐腐蝕性能最差，10級表示該塗層的耐磨損性能或耐腐蝕性能最優。
耐磨塗層噴塗材料選擇表
|
粉末成分(fēn) |
塗層 |
結合 |
耐磨 |
耐蝕 |
韌性等級 |
沉積效率 |
噴塗 |
|
WCrC-CoCr |
69 |
10,000 |
7 |
6 |
6 |
60 |
8-20 |
|
CrWC-CoCr |
67 |
10,000 |
8 |
6 |
6 |
55 |
8-20 |
|
CrWC-NiCr |
68 |
10,000 |
7 |
7 |
6 |
50 |
8-20 |
|
WC-12Co |
70 |
10,000 |
9 |
2 |
2 |
40 |
8-20 |
|
WC-17Co |
69 |
10,000 |
8 |
5 |
4 |
40 |
8-20 |
|
WC-Co-Cr |
69 |
10,000 |
9 |
6 |
4 |
40 |
8-20 |
|
WC-Cr-Ni |
68 |
10,000 |
8 |
6 |
2 |
30 |
8-15 |
|
CrC-25NiCr |
57 |
10,000 |
7 |
8 |
5 |
30 |
8-10 |
|
NiCrBSiFe |
52 |
9,000+ |
6 |
7 |
5 |
45 |
8-20 |
|
CrC-30NiCr |
64 |
10,000 |
7 |
8 |
7 |
50 |
8-15 |
|
CrC-40NiCr |
60 |
10,000 |
6 |
7 |
7 |
50 |
8-15 |
|
CrC-65NiCr |
55 |
10,000 |
4 |
8 |
7 |
50 |
8-15 |
|
Stellite 6 |
49 |
9,000+ |
5 |
7 |
7 |
40 |
8-20 |
|
NiCrB+WC |
63 |
10,000 |
7 |
5 |
6 |
45 |
8-20 |
|
WC-10Ni |
60 |
10,000 |
7 |
6 |
6 |
45 |
8-15 |
依據耐磨塗層使用環境的差異，應選擇不同的噴塗材料及噴塗工(gōng)藝，例如：
（1）軟支承用塗層。這類塗層允許磨粒嵌入，也允許變形以調整軸承表面。噴塗材料多爲有色金屬，如鋁青銅、磷青銅、巴氏合金和錫塗層等。具體(tǐ)應用零件如：巴氏合金軸承、水壓機軸套、止推軸承瓦、壓縮機十字滑塊等。
（2）硬支承用塗層。硬支承表面通常在高載荷和低速度工(gōng)況條件下(xià)工(gōng)作，該類支承一(yī)般用于可嵌入性和自動調整性不重要的部位，以及潤滑受限的部位。噴塗材料可選用鎳基、鐵基自熔合金、氧化物(wù)和碳化物(wù)陶瓷（如Al2O3-TiO2，Co-WC等）、難熔金屬Mo以及Mo加自熔合金等。具體(tǐ)應用零件如：沖床減震器曲軸、防擦傷軸套、方向舵軸承、渦輪軸、主動齒輪軸頸和活塞環燃料泵轉子等。
（3）耐磨粒磨損塗層。當使用溫度低于540℃時，塗層要能經受外(wài)來磨料顆粒的切削和犁溝作用，塗層硬度應超過磨粒硬度；塗層材料可選用自熔合金加Mo或Ni/Al混合粉、高鉻不鏽鋼、Ni/Al絲、T8鋼以及自熔合金加Co/WC混合粉。具體(tǐ)應用零件如：泥漿泵活塞杆、抛光杆襯套、混凝土攪拌機的螺旋輸送器、煙草磨碎錘、芯軸、磨光抛光夾具等。
當耐磨粒磨損塗層的使用溫度在538-843℃之間時，塗層要求在高溫下(xià)有超過磨粒的硬度，還必須要有良好的抗氧化性，可采用鐵基、鎳基、钴基噴塗材料(如钴基Cr，Ni，W合金粉，Ni/Al絲，奧氏體(tǐ)低碳不鏽鋼，鎳、钴自熔合金等)以及Cr3C2金屬陶瓷粉；在受沖擊或振動負荷時，若溫度低于760℃，自熔合金最好；而當侵蝕嚴重時，最好采用Cr3C2；如主要用于抗氧化，則可采用鐵、鎳、钴基塗層。
（4）耐硬面磨損塗層。當使用溫度小(xiǎo)于538℃時，磨損是由于硬面在較軟表面上滑動時，硬的凸出部分(fēn)使軟表面開(kāi)槽而導緻刮出碎屑，此碎屑具有同磨粒一(yī)樣的作用，這種情況下(xià)要求塗層要比配對表面硬，可采用某些鐵基、鎳基、鑽基噴塗材料、自熔合金、有色金屬(例如加鐵鋁青銅)、氧化物(wù)陶瓷、碳化鎢及某些難熔金屬塗層材料。具體(tǐ)應用零件如拉絲絞盤、制動器套筒、撥叉、塞規、軋管定徑穿孔器、擠壓膜、導向杆、漿刀、滾筒、刀片軋碎機、纖維導向裝置、成型工(gōng)具和泵密封圈等。
當耐硬面磨損塗層的使用溫度在540-815℃時，雖基本情況與以上相同，但由于磨損在高溫下(xià)會加劇進行；所以，須采用鑽基自熔合金、Ni/Ai及碳化鉻塗層材料。當溫度低于760℃且有沖擊負荷時，宜選用自熔合金；溫度更高時宜選用Cr3C2塗層；以抗氧化爲主則選Ni/Al等。具體(tǐ)應用零件如：鍛造工(gōng)具、熱破碎輥、熱成型模具等。
（5）耐微振磨損塗層。由于磨損通常是由不可預計的微振引起的，所以當使用溫度小(xiǎo)于540℃時，應選韌性較好的塗層，如自熔合金、氧化物(wù)、碳化物(wù)金屬陶瓷、某些Ni，Fe，Co基噴塗材料和有色金屬等。具體(tǐ)應用零件如，伺服馬達樞軸、凸輪随動件、搖臂、汽缸襯套、防氣圈、導葉、螺旋槳加強杆等。
當耐微振磨損塗層的工(gōng)作溫度在538-843℃時，由于工(gōng)作溫度較高，可采用特定的鐵基、鎳基、钴基材料及金屬碳化鉻陶瓷材料。具體(tǐ)應用零件如：噴氣式發動機的渦輪機氣密圈、氣密環、氣密墊圈和渦輪葉片等。
（6）耐氣蝕塗層。因塗層要承受液體(tǐ)流中(zhōng)的氣體(tǐ)沖擊，故要求塗層具有良好的韌性、高的耐磨性、耐流體(tǐ)腐蝕、無脆性。可用Ni基自熔合金、含Al9.5%、Fe1%的銅合金、含Ni38%的銅合金、自熔合金加Ni/Al混合粉、316型不鏽鋼、超細的Al2O3及純Cr2O3等，且所有的塗層都應該經過密封處理。具體(tǐ)應用零件如：水輪機葉片、耐磨環、噴頭和柴油機氣缸襯套等。
（7）耐沖蝕磨損塗層。這些塗層要能經受尖銳的、硬顆粒引起的磨損。可采用幾種Ni基自熔合金粉、自熔合金加細銅混合粉、高Cr不鏽鋼粉、超細Al2O3粉、純Cr2O3粉、Al2O387%+TiO2l3%複合粉和Co/WC複合粉。具體(tǐ)應用零件如：抽風機、水電(diàn)閥和旋風除塵器等。
3．耐磨塗層噴塗參數設置
采用美國Praxair公司生(shēng)産的JP5000型超音速火(huǒ)焰噴塗設備噴塗耐磨塗層時，其參數設置如表所示。
JP5000噴塗各種耐磨塗層參數選擇表
|
粉末牌号 |
粉末名稱 |
粒度 |
氧氣 |
煤油 |
載氣 |
送粉量(RPM) |
槍管長度 |
噴塗
距離(lí) |
|
|
1278F |
NiCrFeNbTaMoTi |
-53/+20 |
2000 |
21.95 |
9.9 |
5 |
4 |
355 |
|
|
1166F |
Ni(Atomized) |
-53/+20 |
1800 |
19.30 |
9.9 |
5 |
4 |
355 |
|
|
1234F |
FeCr(Atom) |
-53/+20 |
1800 |
19.30 |
9.4 |
5 |
4 |
355 |
|
|
1236F |
FeCrNiMo(Atom) |
-53/+20 |
1800 |
19.30 |
9.4 |
5 |
4 |
355 |
|
|
1245F |
CoCrNiW(Atom) |
-53/+20 |
1700 |
18.93 |
10.8 |
5 |
6 |
381 |
|
|
1248T-D |
CoMoCrSi(Atom) |
-53/+20 |
1950 |
21.20 |
10.8 |
5 |
6 |
355 |
|
|
1256F |
CoCrWSiC(Atom) |
-53/+20 |
1850 |
11.8 |
5 |
6 |
381 |
||
|
1260F |
Ni-50Cr(Atom) |
-53/+20 |
2025 |
21.95 |
11.8 |
5 |
8 |
381 |
|
|
1262F-D |
Ni-20Cr(Atom) |
-53/+20 |
1950 |
20.82 |
11.3 |
5 |
4 |
381 |
|
|
1265F |
NiCrMoNb(Atom) |
-53/+20 |
1850 |
22.71 |
11.8 |
5 |
6 |
381 |
|
|
1269F-D |
NiCrMoW(Atom) |
-53/+20 |
1850 |
26.50 |
9.9 |
5 |
6 |
305 |
|
|
1274H |
NiCrSiFeB(Atom) |
-63/+20 |
1950 |
21.95 |
12.2 |
5 |
4 |
381 |
|
|
1275H |
NiCrBSiFe(Atom) |
-53/+20 |
1950 |
21.95 |
12.2 |
5 |
4 |
381 |
|
|
CO210-24 |
CoNiCrAlY(Atom) |
-45/+20 |
2000 |
18.17 |
12.2 |
5 |
4 |
254 |
|
|
1375VM |
Cr3C2-25NiCr |
-45/+15 |
1850 |
22.71 |
9.9 |
5 |
6 |
355 |
|
|
1376T |
Cr3C2-25NiCr |
-53/+20 |
1850 |
22.71 |
9.9 |
9 |
8 |
355 |
|
|
1356VM |
WC-CrC-Ni |
-45/+15 |
1900 |
22.71 |
10.8 |
5 |
4 |
330 |
|
|
1350VM |
WC-Co-Cr |
-45/+15 |
1850 |
22.71 |
10.8 |
5 |
4 |
381 |
|
|
1343VM |
WC-17Co |
-45/+15 |
2000 |
22.71 |
10.8 |
5 |
4 |
381 |
|
|
1343VF |
WC-17Co |
-38/+10 |
1050 |
14.0 |
12.3 |
5 |
4 |
178 |
|
|
1342VF |
WC-12Co |
-38/+10 |
1050 |
14.0 |
12.3 |
5 |
4 |
152 |
|
|
1342VM |
WC-12Co |
-45/+15 |
2000 |
22.71 |
10.8 |
5 |
4 |
381 |
|
|
1334F |
WC-12Co+50Ni SF |
-53/+13 |
1800 |
24.60 |
10.8 |
5 |
6 |
355 |
|
|
1310VM |
WC-10Ni |
-45/+15 |
1900 |
19.30 |
10.8 |
5 |
6 |
381 |
|
|
1310VF |
WC-10Ni |
-38/+10 |
1900 |
19.30 |
10.8 |
5 |
4 |
381 |
|
由于超音速火(huǒ)焰噴塗有其自身的特點，在實際噴塗過程中(zhōng)要注意以下(xià)兩點：①因爲超音速火(huǒ)焰噴塗輸入到基體(tǐ)的熱量較大(dà)，一(yī)定要嚴格控制冷卻措施，以免發生(shēng)基體(tǐ)過熱、變形等導緻工(gōng)件報廢的現象；②要特别注意不噴塗部位的遮蔽保護，由于在超音速火(huǒ)焰噴塗工(gōng)藝中(zhōng)，噴塗粒子并未加熱至完全熔化狀态，粒子具有一(yī)定的剛性，且飛行速度較高，遠遠超過常規等離(lí)子噴塗工(gōng)藝中(zhōng)的粒子飛行速度，采用常用的防粘塗料及防遮蔽膠帶方法已不能滿足遮蔽要求，而必須采用薄鐵皮或薄銅皮捆紮遮蔽法。
4．耐磨塗層後加工(gōng)
對于耐磨塗層來講，磨削是唯一(yī)切實可行的精加工(gōng)方法。由于塗層顆粒之間的結合主要依靠機械鑲嵌結合，且含有一(yī)定的孔隙，從磨削的觀點看，熱的轉移比較緩慢(màn)，常規緻密材料的磨削加工(gōng)方法并不适用于塗層材料的磨削加工(gōng)。如果磨削壓力過大(dà)或速度過快，可能造成塗層表面顆粒發生(shēng)轉移或被移動，從而導緻塗層内部顆粒發生(shēng)脫落，甚至導緻整個塗層從基體(tǐ)剝離(lí)。決定磨削加工(gōng)工(gōng)藝方法的因素包括：塗層類型、工(gōng)件形狀、要求光潔度和公差等。
一(yī)般來講，噴塗粉末越細、塗層孔隙率越低、塗層越均勻，磨削加工(gōng)後的光潔度越好。
選擇砂輪時應考慮塗層種類、硬度、工(gōng)件大(dà)小(xiǎo)與形狀、磨削量、表面光潔度要求、磨床類型等因素。一(yī)般遵循以下(xià)原則：
（1）盡可能選用最銳利的砂輪，這種砂輪切削速度快，不易過熱。砂輪銳利程度與砂輪所用磨粒的類型及粒度有關。對于磨削耐磨塗層的砂輪來講，常用的磨粒是碳化矽和金剛石。這是因爲碳化矽磨粒在磨削時發生(shēng)破裂後會呈現新的銳利的切削刃，而金剛石磨粒具有良好的耐久性，能幹淨地磨削各種硬質耐磨塗層。當磨粒粒度較小(xiǎo)時，不僅具有較小(xiǎo)的表面積，而且切削刃較銳利，比粗磨粒更容易陷入塗層内部，從而獲得較高的光潔度。一(yī)般來講，用于耐磨塗層粗磨的磨粒粒度在125-150目，用于細磨的粒度在380-400目。
（2）所選砂輪内部結構及其硬度級别要能夠提供自由磨削的效果。砂輪内部結構是指砂輪内部各個磨粒之間的間距，具有多孔結構的砂輪，其磨削效果更佳，這是由于顆粒間造成的間隙能夠提供更大(dà)的存屑空隙造成的。砂輪硬度不同也會影響耐磨塗層磨削效果，較硬砂輪比較軟砂輪具有更長的使用壽命。當磨削應力較小(xiǎo)、接觸面積較大(dà)及磨削速度較高時，推薦采用較軟的砂輪；當磨削應力較大(dà)、光潔度要求較高、接觸面積較小(xiǎo)及砂輪較窄時，推薦采用較硬砂輪。
(3）選擇最适合的砂輪粘結類型。常用砂輪粘結劑有兩種，即陶瓷粘結劑和樹(shù)脂粘結劑。采用陶瓷粘結劑的砂輪能夠承受較高的磨削速度和精确的配合公差，且不受水、酸、油及溫度變化的影響，但要求磨床轉速要小(xiǎo)于砂輪的安全操作速度，一(yī)般小(xiǎo)于33米/秒。而采用樹(shù)脂粘結劑的砂輪，可用于更高的磨削速度，并産生(shēng)更高的光潔度。
針對JP5000噴塗的WC類耐磨塗層，推薦磨削工(gōng)藝如下(xià)：
1) 采用精密、高質量的磨削設備；
2) 選用水溶性冷卻介質淋洗；
3) 選用樹(shù)脂粘結金剛石砂輪，當工(gōng)件外(wài)徑小(xiǎo)于50mm時，選用φ500的砂輪；當工(gōng)件外(wài)徑大(dà)于50mm時，選用φ762的砂輪；
4) 采用兩步法進行磨削，第一(yī)步：進行粗磨，其磨削參數爲：磨粒粒度125-150目；砂輪轉速25-30m/s；工(gōng)件轉速0.3m/s；磨削深度<0.01mm；移動速度0.2-0.3m/min，縱向進磨量0.025-0.05mm；第二步：進行細磨，其磨削參數爲：磨粒粒度380-400目；砂輪轉速25-30m/s；工(gōng)件轉速0.5m/s；磨削深度<0.005mm；移動速度0.05-0.1m/s，縱向進磨量0.025~0.05mm。
在磨削過程中(zhōng)，砂輪磨削面的狀況會發生(shēng)變化，使用一(yī)段時間後，不是發生(shēng)砂輪面的砂粒被磨損掉，使得磨粒的高度與粘結劑高度相等，就是發生(shēng)砂輪面被磨削材料所填充，這兩種情況都會削弱砂輪的磨損能力，導緻摩擦（擦光）多于磨削，此時，應對砂輪進行修整或更換新的砂輪。當采用金剛石工(gōng)具修整砂輪時，工(gōng)具經過砂輪表面的橫移速度影響砂輪的最終切削作用，快速橫移能打開(kāi)砂輪面，使磨粒重新變鋒利，從而提高砂輪磨削能力；與此相反，當橫移較慢(màn)時，會導緻砂輪面封閉，使磨粒鈍化并引起砂輪變硬，對熱噴塗耐磨塗層，不推薦使用慢(màn)速修整法。所以，在使用金剛石砂輪磨削耐磨塗層時，保持砂輪鋒利非常重要，有利于獲得較高的表面光潔度。
對耐磨塗層的磨削一(yī)般推薦采用濕式磨削，如果采用适當的保護措施，也可采用幹磨削。但是，濕磨削的優點要遠遠大(dà)于幹磨削。濕磨削時，可以使用較硬的砂輪，且不會增加爆皮或熱裂的發生(shēng)率，使表面顆粒的脫出減至最少，并且得到的表面光潔度較好，砂輪不會很快被填塞，需要的修整次數也會少。此外(wài)，濕磨削還有助于沖洗掉磨屑殘渣。磨削液的過濾和合适的濃度對表面光潔度也有影響。
總之，隻要在磨削加工(gōng)過程中(zhōng)仔細操作，就可以獲得具有良好光潔度的耐磨塗層表面。下(xià)面是确定耐磨塗層磨削工(gōng)藝時需要考慮的一(yī)些因素。
1）使用較軟的、自由磨削的砂輪，可大(dà)大(dà)減少擦光和磨粒脫出的機會；
2）保持砂輪面清潔、鋒利；
3）采用正确的砂輪修整工(gōng)藝；
4）進行粗磨時盡量選用粗粒度砂輪，進行精磨時要選用細粒度砂輪，如果想用粗砂輪來獲得好的表面光潔度，可能導緻磨粒脫出、污染或燒焦；
5）使用輕磨削。耐磨塗層通常較薄，過大(dà)的磨削壓力可能引起塗層表面分(fēn)層或表面顆粒脫出；
6）進行最後一(yī)道磨削工(gōng)序時應采用無火(huǒ)花磨削，否則會導緻砂輪面鈍化或釉光；
7）始終保持塗層受壓，通過噴塗面向基體(tǐ)下(xià)切才能使分(fēn)層和顆粒脫出限制到最小(xiǎo)；
8）磨削工(gōng)藝優化處理。磨削參數變化對磨削速度和光潔度有較大(dà)影響，耐磨塗層表面光潔度在很大(dà)程度上取決于所選用的磨削工(gōng)藝。當給定砂輪存在問題時，應進行砂輪速度、進給速度、工(gōng)件速度及修整工(gōng)藝。
文章轉載自微信公衆号：熱噴塗