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概要： 摘要：當(dāng)前，世界上磨削和磨床技術(shù)發(fā)展迅速，對(duì)磨具產(chǎn)品性能和質(zhì)量的要求大大提高，國(guó)外的磨具生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展很快，我國(guó)為滿足國(guó)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的需求，不得不依靠進(jìn)口高檔陶瓷磨具，以滿足汽車、航空航天、機(jī)床工具等行業(yè)高效益、高精度加工的需求。
近年以來(lái)至目前，行業(yè)特別是磨料行業(yè)企業(yè)，例如河南洛陽(yáng)、湖北丹江口等地通過(guò)搬遷改造和產(chǎn)品升級(jí)改造，積極提高產(chǎn)品檔次，確實(shí)取得明顯成績(jī)。截至目前，完成搬遷改造，淘汰落后設(shè)備、提高工藝裝備水平的中型以上的磨具生產(chǎn)企業(yè)為數(shù)不少。技術(shù)水平有了很大的提高，但是總體來(lái)看與國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)還是存在相當(dāng)大的差距。在這里，主要就陶瓷磨具的制造和應(yīng)用與國(guó)外做一些分析和比較，以找出存在的差距。
3國(guó)內(nèi)外陶瓷磨具技術(shù)水平比較分析
為了解國(guó)內(nèi)外陶瓷磨具技術(shù)水平方面的差距，我們采用對(duì)比分析比較的方法，從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)內(nèi)外企業(yè)的生產(chǎn)水平，陶瓷磨具的制造水平、陶瓷磨具的種類及應(yīng)用等方面，對(duì)國(guó)內(nèi)外陶瓷磨具技術(shù)水平進(jìn)行比較分析。我們選擇了國(guó)內(nèi)外一些大公司的陶瓷磨具與我國(guó)的相應(yīng)的有代表性的陶瓷磨具進(jìn)行比較分析，而為了進(jìn)行比較分析，應(yīng)當(dāng)有一個(gè)共同的基準(zhǔn)，這個(gè)基準(zhǔn)就是陶瓷磨具的利用率，對(duì)于不同的國(guó)家和不同的陶瓷磨具產(chǎn)品，這個(gè)基準(zhǔn)是不同的。所以在比較陶瓷磨具技術(shù)水平時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到運(yùn)用強(qiáng)度的差別。
3.1國(guó)內(nèi)外陶瓷磨具生產(chǎn)企業(yè)比較
國(guó)外具有代表性的磨具生產(chǎn)廠商有美國(guó)的諾頓（NORTON）、奧地利的泰利萊（TAROHT）、德國(guó)的溫特（WINTER）、英國(guó)的尤尼康（UNICON）意大利的文森特（VINCENT）、美國(guó)的貝斯登（BAYSTATE）、瑞士的溫特蘇爾（WINTERTHUR）等，圣戈班集團(tuán)總部設(shè)在法國(guó)，在全世界擁有l(wèi)000多個(gè)財(cái)務(wù)合并子公司，在45個(gè)國(guó)家有生產(chǎn)企業(yè)，雇員總數(shù)達(dá)17.1萬(wàn)名。圣戈班磨料磨具（上海）有限公司是法國(guó)圣戈班集團(tuán)在中國(guó)的獨(dú)資企業(yè)，座落在上海市閔行經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)。采用先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和現(xiàn)代管理手段，生產(chǎn)和銷售精密陶瓷砂輪。圣戈班磨料磨具產(chǎn)品有固結(jié)磨具，包括砂輪、油石和磨頭；涂附磨具，用于打磨和拋光的砂帶、砂盤、砂碟、砂卷和砂紙。超硬材料磨具，金剛石和CBN砂輪，金剛石鋸片和金剛石修整筆，以及專門為切割、磨削和拋光碳化硅、混凝土、磚石、金屬和其他超硬材料設(shè)計(jì)的切削和鉆孔工具。
圣戈班磨料磨具分支擁有NORTON、FLEX0.VIT、CORA、WINTER、UNICON等全球知名磨料磨具品牌。該公司針對(duì)轎車工業(yè)加工的需求，開(kāi)發(fā)了系列普通陶瓷結(jié)合劑磨具和超硬材料（CBN、金剛石）磨具及其它工具。圣戈班磨料磨具（上海）有限公司是圣戈班集團(tuán)在中國(guó)的獨(dú)資企業(yè)，技術(shù)力量雄厚，產(chǎn)品技術(shù)含量高居國(guó)際前列，開(kāi)發(fā)并擁有專利的超微晶燒結(jié)剛玉磨料，采用引晶凝膠燒結(jié)工藝生產(chǎn)，具有比普通白剛玉d,Jt千倍的晶粒尺寸，磨粒強(qiáng)度高，有微破碎性能，在磨削難磨材料的方面，要求高磨削效率和高精度的方面，具有優(yōu)異的特性，同時(shí)可以大大減少砂輪的修整量，延長(zhǎng)砂輪的使用壽命。由于SG磨料價(jià)格較貴，使用時(shí)根據(jù)不同要求按比例與剛玉磨料混合，形成不同牌號(hào)。為充分發(fā)揮其性能，開(kāi)發(fā)了專用的陶瓷結(jié)合劑，一種是高效低溫結(jié)合劑，還有一種是大氣孔高效低溫結(jié)合凸輪軸的陶瓷CBN砂輪，使用速度125m/s.公司還根據(jù)不同工件和不同磨削要求，推薦用于粗磨、精磨的各種價(jià)位的砂輪，給出了它們磨削效果的比較，以利于用戶選用。用于轎車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱零件磨削的普通磨料砂輪使用速度通常為45～63m/s.
奧地利的泰利萊（TYROLIT）公司于1919年建廠，l952年開(kāi)創(chuàng)了第一批使用玻璃纖維加筋的切割片和精整砂輪，1974年生產(chǎn)出第一批陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪，進(jìn)人二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，與美國(guó)的DIAMONDPRODUCTS公司和瑞士的HYDR0.STRESS公司合伙，相繼接管了意大利的VINCENT、美國(guó)的BAYSTATE等一批國(guó)際著名磨具生產(chǎn)企業(yè)，成為當(dāng)前國(guó)際上頗具實(shí)力和影響的磨具生產(chǎn)供應(yīng)商，18個(gè)分廠分布于世界各地，銷售網(wǎng)絡(luò)覆蓋60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
瑞士的溫特蘇爾（WINTHERTHUR）公司是生產(chǎn)精密磨削砂輪的著名企業(yè)，主要生產(chǎn)陶瓷結(jié)合劑大氣孔緩進(jìn)給砂輪、微晶燒結(jié)陶瓷磨料砂輪和陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪。其陶瓷結(jié)合劑大氣孔緩進(jìn)給磨削砂輪用于渦輪葉片的磨削，滾磨法、部分滾磨法及成型磨削方法加工精密齒輪，據(jù)稱是少數(shù)幾家能夠生產(chǎn)這種砂輪的廠家。其陶瓷結(jié)合劑單線或復(fù)線螺紋成型磨砂輪，可以用切人式或切向進(jìn)給式磨削方法，磨削精密滾珠絲杠、螺紋及蝸桿。這個(gè)公司擁有成型加工砂輪復(fù)雜形面的CNC機(jī)床，可供應(yīng)型面的預(yù)成型砂輪，保證各種砂輪形面的幾何尺寸精度，減少用戶現(xiàn)場(chǎng)安裝修整時(shí)間和修整工具消耗。
國(guó)內(nèi)磨具生產(chǎn)廠商有白鴿集團(tuán)、上海砂輪廠、蘇州砂輪廠、第六砂輪廠、蘇北砂輪廠山東魯信高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)股份有限公司、鄭州磨料磨具磨削研究所等。
這些國(guó)內(nèi)企業(yè)積極提高磨具的制造水平，重視技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。山東魯信05年投資上億元在新園區(qū)內(nèi)建設(shè)耐磨砂、高檔磨具系列，認(rèn)真研究和采用新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)和新材料，而且這方面處于國(guó)內(nèi)同行前列，泰山牌砂輪靜平衡性能優(yōu)于國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品30%以上。
白鴿集團(tuán)采用獨(dú)特工藝制造的帶槽、夾層、多種形式組合磨曲軸和凸輪軸陶瓷砂輪，最高使用速度可達(dá)60m/s;磨螺紋陶瓷平形和雙斜邊砂輪最大直徑500mm,最高使用速度可達(dá)60m/s;最新研制的磨鐵路鋼軌修磨砂輪，使用速度達(dá)50m/s,成組安裝在修磨機(jī)車上，在鐵路線上進(jìn)行鋼軌型面修磨，每次磨除量不低于0.16mm.
鄭州磨料磨具磨削研究所的使用速度l20m/s陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪，已在進(jìn)口的德國(guó)紹特（SCHAUDTMIKROSA）公司制造的數(shù)控磨床上，成功地應(yīng)用于轎車凸輪軸的磨削生產(chǎn)中，磨削效率和磨削效果均達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。
從以上的比較可以得出結(jié)論，近年來(lái)，為適應(yīng)我國(guó)加入WT0和擴(kuò)大內(nèi)需所帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，以及現(xiàn)代陶瓷磨具企業(yè)在高品質(zhì)生產(chǎn)工藝及設(shè)備、現(xiàn)代營(yíng)銷戰(zhàn)略、現(xiàn)代集成制造技術(shù)、企業(yè)文化建設(shè)、信息化建設(shè)環(huán)境保護(hù)和勞動(dòng)安全等方面的社會(huì)化需求日益提高，我國(guó)陶瓷磨具的生產(chǎn)企業(yè)加快了重組、改制、改革、改造和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，外資和民營(yíng)企業(yè)也逐步崛起壯大，使我國(guó)陶瓷磨具企業(yè)的整體水平有了很大的提高，但是和國(guó)外先進(jìn)企業(yè)相比還是有一些差距的。
3.2國(guó)內(nèi)外陶瓷磨具燒成窯爐技術(shù)水平比較
目前，我國(guó)的大中型陶瓷磨具生產(chǎn)骨干企業(yè)，以采用第一層次的窯爐為主，或正逐步改造第一層次的窯爐，這些企業(yè)包括原來(lái)的國(guó)有大中型骨干企業(yè)，由此改制的股份制企業(yè)，外資企業(yè)及合資企業(yè)，及今年發(fā)展起來(lái)的一些民營(yíng)企業(yè)，企業(yè)數(shù)量十余家。主要位于沿海、江浙和國(guó)內(nèi)大中城市。其年生產(chǎn)能力一般在1000～3000噸以上，其產(chǎn)品品種具有一定的特色，能生產(chǎn)高中檔產(chǎn)品，某些產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)外同類優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品水平。這類企業(yè)是我國(guó)陶瓷磨具生產(chǎn)的主流企業(yè)。其余中小型企業(yè)，多采用第三層次的窯爐，其中一部分企業(yè)正逐步改造為第二層次的窯爐。其中以采用小型引射式直燃抽屜窯為多。這些企業(yè)數(shù)量較多，分布在全國(guó)各地。
我國(guó)陶瓷磨具燒成窯爐近十年來(lái)，尤其是近三到五年發(fā)展較快，這主要得力于企業(yè)整體素質(zhì)的提升，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，國(guó)家環(huán)保力度加強(qiáng)。我國(guó)的現(xiàn)代陶瓷磨具燒成窯爐與國(guó)外先進(jìn)水平比較，在抽屜窯方面，我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的現(xiàn)代大中型高速調(diào)溫?zé)煨滦凸?jié)能環(huán)保型計(jì)算機(jī)全自動(dòng)控制抽屜窯，采用了與國(guó)際領(lǐng)先水平同步發(fā)展的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、控制閥門、控制元器件、耐火材料等，加之具時(shí)代氣息的優(yōu)化設(shè)計(jì)，窯爐營(yíng)建整體水平已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，某些主要性能優(yōu)于國(guó)外新近水平。如機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)建造了十余座大中型高速調(diào)溫?zé)煨滦凸?jié)能環(huán)保型抽屜窯，其運(yùn)行指標(biāo)多優(yōu)于從國(guó)外進(jìn)口的同類窯爐，其中現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)控制抽屜窯和計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)抽屜窯還獲得國(guó)家機(jī)械部的科技進(jìn)步獎(jiǎng)和優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。在隧道窯方面，我國(guó)與國(guó)外水平差距近三十年，目前除一家外資企業(yè)采用先進(jìn)隧道窯外，我國(guó)的陶瓷磨具燒成隧道窯基本上是二十世紀(jì)六十到八十年代的技術(shù)，在窯爐技術(shù)、窯爐材料、窯爐結(jié)構(gòu)及對(duì)陶瓷磨具的針對(duì)性和適應(yīng)性方面，與現(xiàn)代陶瓷磨具燒成隧道窯差距甚大。雖然，機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院在1994年就完成了原機(jī)械部的新型陶瓷磨具燒成隧道窯的科研課題，但各企業(yè)為適應(yīng)陶瓷磨具市場(chǎng)多品種、小批量、快節(jié)奏的需求，多采用靈活性和適應(yīng)性較強(qiáng)的抽屜窯，加之各企業(yè)產(chǎn)量也不夠大，故新型陶瓷磨具燒成隧道窯一直未能在企業(yè)中實(shí)施。
另外，在優(yōu)化產(chǎn)品燒成工藝制度、裝燒制度方面，我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平還有一定差距?？傮w上講就是，我國(guó)的燒成工藝制度較粗，在對(duì)不同種類、規(guī)格、粒度、硬度、使用范圍的優(yōu)化燒成制度方面，做的工作還尚需深化。
3.3國(guó)內(nèi)外陶瓷磨具產(chǎn)品技術(shù)水平比較
以世界生產(chǎn)特殊砂輪著名的德國(guó)Krebs&Riedel公司為例，其超硬磨料-CBN/金剛石陶瓷砂輪近年來(lái)，每年以20%的速度特別是2005年以40%速度增長(zhǎng)，足以看出，磨料磨具的發(fā)展趨勢(shì)是向超硬磨料-CBN/金剛石陶瓷砂輪的方向發(fā)展。其原因是CBN磨料的熱穩(wěn)定性、不親鐵性、硬度高和耐磨性好，用它來(lái)生產(chǎn)的砂輪，磨削效率高，加工表面質(zhì)量好，特別是加工較硬的工件，將會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。
國(guó)內(nèi)超硬磨料磨具企業(yè)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品性能和質(zhì)量也有了迅速提升，陶瓷結(jié)合劑金剛石和CBN砂輪生產(chǎn)技術(shù)得到很大提高。CBN的陶瓷結(jié)合劑的砂輪，將會(huì)比樹(shù)脂砂輪更廣泛的應(yīng)用。陶瓷的CBN砂輪可按人為的需要進(jìn)行修正，同時(shí)工作時(shí)不易發(fā)熱，這是大批量、高精度生產(chǎn)必不可少的條件，也可按加工工件的要求，生產(chǎn)硬度不同的砂輪，來(lái)適應(yīng)加工的需要。
對(duì)結(jié)合劑和填充劑的研展和正確選擇，生產(chǎn)大氣孔的砂輪，同時(shí)要有較好的耐磨性。大氣孔砂輪對(duì)深磨削和強(qiáng)力磨削過(guò)程是必不可少的，它攜走切屑，輸送切削液到接觸區(qū)，避免燒傷工件，特別對(duì)于成形磨削和精密磨削，以保證砂輪的成形性。
高速砂輪，60～80m/s的工作速度，對(duì)CBN砂輪其工作速度大于l00m/s在歐洲已用得比較廣泛，特別是一些專用磨床，如Junker的曲軸和凸輪軸磨床用Krebs&Riedel的砂輪，其工作速度達(dá)到125m/s,其特點(diǎn)是單位時(shí)間參加的磨粒多、效率高、表面的質(zhì)量好，延長(zhǎng)了砂輪的壽命。
在新型陶瓷磨具生產(chǎn)方面，一些企業(yè)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、積極研發(fā)新技術(shù)，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量也有了快速提升。例如，蘇州工業(yè)園區(qū)賽力科技有限公司在2004年與美國(guó)金剛石工具有限公司合資組建了福州保稅區(qū)美大蒙超硬材料有限公司，應(yīng)用美國(guó)公司的全套技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)金剛石和CBN砂輪，使賽力公司的磨具制造技術(shù)方面邁上新臺(tái)階，其磨削凸輪軸砂輪的速度達(dá)到80m/s以上，達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。但總體上，我國(guó)的陶瓷砂輪與國(guó)外先進(jìn)水平還是有一定的差距的。
4國(guó)內(nèi)外陶瓷磨具性能的比較
磨具產(chǎn)品的性能是檢測(cè)磨具質(zhì)量的重要指標(biāo)，磨具產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可分為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)層次。磨具質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容包括基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)兩部分?；A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)包括術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、代號(hào)等。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括尺寸公差、行位公差、外觀缺陷、磨具的靜平衡、強(qiáng)度、硬度等方面的技術(shù)規(guī)定和檢查方法，以及磨具安全規(guī)則，磨具的標(biāo)志和包裝、磨具的驗(yàn)收和保管等。
4.1陶瓷磨具硬度
磨具硬度是磨具的主要性能之一，磨具硬度測(cè)量方法有手錐檢測(cè)法和硬度計(jì)檢測(cè)法。硬度計(jì)有噴沙硬度計(jì)、洛氏硬度計(jì)、機(jī)械錐、聲頻硬度計(jì)等。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2490-1984和GB/T2491-1984規(guī)定，對(duì)于粒度F36～Fl50的陶瓷結(jié)合劑磨具，硬度用噴沙硬度計(jì)測(cè)定；對(duì)于粒度Fl80～Fl200的陶瓷結(jié)合劑磨具，硬度用洛氏硬度計(jì)測(cè)定。對(duì)于F30以粗的磨具和小砂輪、小磨頭以及其它不能用噴沙硬度計(jì)或洛氏硬度計(jì)測(cè)量的磨具，可常用手錐法或其它方法測(cè)定，但必須與標(biāo)準(zhǔn)砂輪模塊對(duì)比。
4.2砂輪的平衡度
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對(duì)砂輪靜態(tài)不平衡的定義為：砂輪的旋轉(zhuǎn)軸線與其慣性軸線不重合，且僅有平衡偏離狀態(tài)。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/Q2492-1984規(guī)定外徑為150mm及更大的陶瓷結(jié)合劑普通砂輪，均需經(jīng)過(guò)靜不平衡檢查。砂輪檢驗(yàn)質(zhì)量范圍為0.2～300千克。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)則規(guī)定為外徑100mm以上者，均需靜不平衡檢查。但對(duì)于筒形、筒形帶槽、磨針、磨磚、杯形、碗形、切礦石、空槽、螺絲緊固及無(wú)心導(dǎo)輪等砂輪均不進(jìn)行平衡性檢查。
4.3砂輪的回轉(zhuǎn)強(qiáng)度
國(guó)家（GB/T2493-1995）規(guī)定，凡直徑為150mm及更大的陶瓷結(jié)合劑砂輪，除筒形、筒形帶槽、磨針、磨磚、孔槽、螺栓緊固、切礦石砂輪及無(wú)心磨導(dǎo)輪不進(jìn)行強(qiáng)度檢查外，其余均按砂輪的最高工作線速度進(jìn)行檢查。
回轉(zhuǎn)強(qiáng)度檢查設(shè)備為回轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)。目前國(guó)內(nèi)一般均采用無(wú)級(jí)調(diào)速、數(shù)字顯示裝置。
5結(jié)論
近年來(lái)，國(guó)外陶瓷磨具技術(shù)又有了新的進(jìn)展，我國(guó)陶瓷磨具行業(yè)發(fā)展迅速，國(guó)內(nèi)企業(yè)注重研究開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，也取得了很大的成就，有些技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。陶瓷結(jié)合劑超硬磨料砂輪發(fā)展也很快，增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁，在汽車凸輪輪軸、曲軸加工中陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪已經(jīng)普遍使用，目前PCD和PVB等超硬材料刀具和硅片的加工都已經(jīng)采用陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，有些異型刀具需要進(jìn)行成型磨削，在數(shù)控機(jī)床上用陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪進(jìn)行這種成型磨削。
但是從整個(gè)陶瓷行業(yè)來(lái)看，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平相比，確實(shí)有一定的差距，這有待我們共同奮斗，努力實(shí)現(xiàn)陶瓷磨具技術(shù)的跨越式發(fā)展，通過(guò)進(jìn)一步的技術(shù)引進(jìn)、消化吸收，加快我國(guó)的陶瓷磨具產(chǎn)品發(fā)展的步伐，以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求并在國(guó)際陶瓷磨具市場(chǎng)上占有一席之地。
