研磨介質(zhì)市場上存在研磨球(珠),如何向用戶推薦合適的介質(zhì)以及用戶本身如何選擇最佳介質(zhì),已成為研磨行業(yè)不可忽視的問題。本文從市場取向上作如下幾點闡述。 粒徑愈用愈小 研磨設(shè)備從全球第一臺使用徑較大研磨球的攪拌式球磨機(Attritor)誕生,發(fā)展到使用粒徑較小的研磨珠的立式砂磨機、臥式砂磨機以及各種帶改良功能的超細研磨新一代砂磨機,使用的研磨介質(zhì)的粒徑愈來愈小。其主要有兩個推動原因: 物料研磨最終細度微米化:由于研磨機內(nèi)的物料是通過運動中的研磨介質(zhì)的接觸作分散和研磨,研磨介質(zhì)的接觸作分散和研磨,研磨介質(zhì)粒徑越小而接觸點越多,最后達到較高的研磨效果及較小的研磨細度。例如某一品牌粒徑為2mm硅酸鋯珠,每升約為20000顆,而粒徑為1mm的顆粒達到約80000,后者是前者的4倍。當使用較大粒徑鋯珠對某一產(chǎn)品進行研磨時,無論經(jīng)過多少道砂磨,物料的粒徑始終未能達到要求的細度;而當改用粒徑較小的研磨珠時,效果即得到明顯的提高。 砂磨機分離裝置的改進使用超細研磨珠成為可能:允許使用的最小研磨珠粒徑已成為評衡砂磨機質(zhì)量檔次的一重要指標。分離裝置設(shè)計和制作材料的每一次革命,都帶來了使用研磨珠顆粒變小的一次飛躍。分離裝置從靜止傳統(tǒng)的扁平Nickel網(wǎng)到帶三角橫梁的Johnson網(wǎng)以及到動態(tài)的環(huán)式分離器和套筒式Cartridge網(wǎng),除使用壽命延長之外,能使用研磨介質(zhì)的粒徑越來越小,而同時又不明顯影響物料的流量。套筒式Cartridge網(wǎng)的代表(如美國Premier的速寶磨)所用的最小珠子達到0.2mm;環(huán)式分離器的代表(如瑞士的Dyno-mill實驗室型)可用珠子粒徑也可達到0.2mm。而瑞士Buhler公司開始研制的離心式分離裝置,使分離原理從區(qū)分珠子粒徑大小轉(zhuǎn)為區(qū)分珠子密度大小,而使研磨珠的最小粒徑推向新的極限。 比重愈用愈大 從表1可知,通用的研磨珠如玻璃珠、石珠、硅酸鋯珠、純鋯珠和鉻鋼珠的比重依次遞增,而它們的硬度、抗壓強度和耐磨性除鉻鋼珠外也依次增大。從動力學公式P=mv可知,珠子的沖量P與珠子的質(zhì)量m成正比,密度越大的珠子運動能量就越大,研磨效率也相對越高。 由于韌性較高的無機顏料(如碳黑、酞青藍、氧化鐵等)需要超細研磨,加之要追求更高的研磨效率和理想的光澤度,使用高密度的研磨珠業(yè)已成為一條解決途徑。而砂磨機生產(chǎn)商又配合了這一要求,主要有以下兩點原因使之成為可能: 高輸入能量磨機的產(chǎn)生:現(xiàn)代砂磨機的發(fā)展趨勢之一是研磨缸的體積變小,而配置的馬達功率變大,所輸入能量密度就急劇增大。相關(guān)對照參數(shù)如表2所示。由表2得知,現(xiàn)代研磨機的能量密度為傳統(tǒng)砂磨機的4倍甚至更多。這就使得有效帶動高密度的研磨珠(如純鋯珠)成為可能。同時因研磨區(qū)域的高能量分布,只有高抗壓強度和耐磨的研磨介質(zhì)(如純鋯珠)才能勝用。 砂磨機接觸件材質(zhì)質(zhì)量的提高:砂磨機的接觸件(如內(nèi)缸、分散碟、棒銷和分離裝置等)采用了堅硬耐磨的硬質(zhì)合金(如碳化鎢)及陶瓷(如碳化硅、氧化鋯等)等高性能的材料,可抵擋因純鋯珠本身高能量和高硬度的沖擊和摩擦所帶來的磨損。 珠的粒徑偏差愈來愈小 對于砂磨機,均勻粒徑的研磨珠體現(xiàn)出其優(yōu)越性,一方面是對物料細度的狹窄分布有一定貢獻,另一面是大大減小碎珠的產(chǎn)生而減少砂磨機接觸件的磨損和避免對產(chǎn)品的污染。如今市場上通用的耐諾研磨介質(zhì)粒徑偏差保持在0.2mm。均勻的珠子因制作工藝較復雜,所以市場價格也相對較高。 綜上所述,需研磨產(chǎn)品的多樣性及生產(chǎn)工藝的復雜性,決定了研磨介質(zhì)的多樣性。多種研磨珠,如玻璃珠、石珠、硅酸鋯珠、純鋯珠以及鉻鋼珠可和諧共存,不同的只是所占市場份額多寡而已。
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