砂轮硬度的检测方法和相关技术文献
今天，咱们学习“砂轮硬度”。砂轮硬度是是磨料磨具职业的一个特有概念，指的是“结合剂对磨料的操纵强度”（或“磨粒从砂轮上掉落的难易程度”），而物理学硬度的概念是：“资料局部抵抗硬物压入其外表的才能”，可见两个“硬度”是有很大差异的。假如不理解这些，或许有些人就有疑问：“硬磨软，软磨硬”，砂轮硬度软怎么能够磨比它硬的工件呢？这便是概念混杂形成的，所以，理解概念是很重要的。
其实，“砂轮硬度”实际上反映了“砂轮的自锐性”。砂轮自锐性是指“磨粒磨钝后会在磨削力和热冲击作用下发作破碎或掉落，然后形成新的切削刃口，使砂轮保持磨削才能。这种砂轮不断更新磨粒切削刃的作用叫做自锐作用”。砂轮硬，也便是结合剂对磨粒的操纵力大，磨粒难以掉落，表现为砂轮磨削时的自锐性差，反之则反。仅仅，砂轮硬度是个静态概念，而自锐性是砂轮磨削时的动态概念，仍是有必定差异的，这点要留意。
理解了以上问题，下面咱们正式开端今天的内容。这节课，咱们重点讲一讲“砂轮硬度”的检测办法和实践含义。
1、砂轮硬度的检测办法
砂轮硬度在国外也有叫“结合度”，对硬度的检测，国内主要有手锥法、喷砂法、洛氏硬度法和音响法。喷砂法适用于陶瓷结合剂和树脂结合剂、磨料粒度为F36～F150的一般砂轮；粒度为F100～F1200的一般砂轮能够用洛氏硬度法丈量。留意：这儿的检测办法如无特别阐明，只适用于一般砂轮。
1.1
手锥法
手锥法于1926年，早使用于砂轮硬度查验的。这种办法比较简单，查验人员运用钢锥，手艺刺进砂轮外表并反转，依据感觉和刺进的深度判别砂轮的软硬，这种办法完全凭查验人员的经历和感觉，无定量数据，精度低，难以数量化的分级硬度。
与这种办法相似的有日本的大越式测试法[1]，该办法在日本、加拿大、我国台湾地区都有使用。大越式测试法归于机械锥丈量法，是手锥法的基础上开展而来的。这种办法对喷砂法不能丈量的F36以粗的砂轮也能适用。因为采用了机械结构，使得作用力、反转角等基本稳定，提高了丈量可靠性，并使得丈量结果能够数量化，是一种比较合理的丈量办法。
与手锥法相似的还有一种划痕丈量法。这种方面与莫氏硬度的定义办法相似，实践中拿一个已知硬度的砂轮去划另一个未知硬度的砂轮，依据比照磨料掉落的多少来判别孰硬孰软。日本[2]将其开展为机械划痕测试法，能够完成定作用力的数量化丈量。
前苏联磨料磨具规范中规则[3]：运用压锥法测定橡胶磨具的硬度。这些丈量硬度的办法，丈量力既取决于结合剂的强度，也取决于磨料的耐性，所以所丈量的硬度不能够反映砂轮固有的硬度特性[4]。
1.2
喷砂法
喷砂法从1931年运用至今，是硬度检测的主要办法，也是国内一般树脂、陶瓷砂轮生产厂家运用遍及的办法。GB/T 2490—2003规则了一般磨具，喷砂硬度机查验硬度的办法。它是以必定压力（1.5kg/cm2）的空气，把必定粒度、形状和重量的石英砂，经过直径为5.5mm，长度为93.5mm的喷嘴，冲击于砂轮外表，以冲击的凹坑深度表征砂轮的硬度。喷砂硬度实质上是石英砂形成单位体积的凹坑所需求的功[5]。因为粗粒度砂轮，静态下的抗冲击才能强，冲击抗较浅，使得丈量精度不高。
喷砂硬度法能够很好地对一般砂轮进行硬度分级，职业认知度已经比较高了，在此就不多说了。提醒一点：为保证喷砂硬度计的稳定性、性和统一性，石英砂、喷嘴、校准玻璃，以及气压等都需求保持稳定，比方石英砂重复运用，或许部分石英砂有裂纹，冲击时易破碎，形成丈量的硬度值比实际的偏软；喷嘴磨损过大，会形成丈量值比实际的偏硬。
1.3
洛氏硬度法
GB/T 2491—2003规则了一般磨具，洛氏硬度计查验硬度的办法。这种办法，是运用钢球（F100～F150，钢球直径Φ10mm；F180～F1200，钢球直径Φ3.175mm）压入砂轮外表，因为砂轮中磨粒、结合剂和气孔是随机分布的，洛氏硬度丈量值也具有很大的随机性，为保证丈量值的，取样量较多。并且钢球硬度较磨粒低，运用必定时间就需替换钢球。
1.4
音响法
音响法是一种较新的办法。这种办法对砂轮没有损坏，并且与磨粒耐性无关。原苏联对音响法检测砂轮物理性能比较重视，拟定了音响法测定薄片砂轮硬度的规范，日本也有运用音响法拟定的规范[3]。
音响法实际上是运用砂轮的动弹性模量来树立硬度分级。这种办法是用动弹性模量测定仪，丈量砂轮激振后的自振周期，再依据自振周期计算出砂轮的弹性模量E，以E值大小表示砂轮的硬度。因为砂轮，特别是陶瓷砂轮，是脆性资料，理论破坏强度随E值添加而添加，E值越小，阐明砂轮易于破碎，较软；反之阐明砂轮较硬。
音响比较仪和音响动弹仪是两种使用较多的检测仪器。其中，音响比较仪是从固有频率来计算E值而不考虑振动的方式，美国和日本使用较多；音响动弹仪的特点是丈量基波的高共振频率，主要在欧洲运用。这两种办法的丈量值大致适当，都能反映砂轮的整体特性[6]。
超声波波动透过法也归于音响法的一种，它是使用物体中的超声波传播速度与纵向弹性模量和密度的联系，然后求得纵向弹性模量。这种办法评定的硬度值反映的是砂轮预订方位，别的要得到正确的纵向弹性模量，需求先测出泊松比。
郑州三磨所在20世纪80年代就开发出“JS38-Ⅱ型数字音频硬度计”，但因为当时技术开展的局限性，很可惜没有推广使用。
2、硬度检测的重要性
砂轮硬度能够说是砂轮重要的一个特征，或者说重要的质量监控点。现在不只一般磨具厂家，超硬磨具也越来越多地树立自己的硬度体系。经过硬度监控，严重的含义在于对产品质量的管控。
郭教师为了写这篇文章，查阅了许多文献，发现硬度相关的研讨文献多是20世纪70、80年代的， 90年代后几乎空白。为什么呢？我想这主要是因为相关的硬度规范作业做得比较好，生产中对硬度研讨的需求少了。但咱们仍是要有这个认识，砂轮质量检测联系产品质量及稳定性，如有必要，请全检。还有一个问题，超硬磨具的硬度规范还没有树立！
郭教师在作业中发现，国外的超硬磨具厂家大多有自己的硬度体系，产品标识上有清晰显现，但国内还未见有硬度标识。为什么超硬磨具没有硬度规范呢？就这个问题我曾请教过超协的老秘书长李志宏教师，李教师说：“没有这个需求。”的确，超硬磨具作业层薄、作业转速高、精度高，喷砂法、洛氏硬度等有损检测不适合，并且作用也欠好；超硬磨具主要是精细磨削，加工余量小，硬度对加工作用的影响更敏感，假如分级，恐怕一级的区间很窄。
但我们请考虑，国外同行为什么要硬度分级呢，他们又是怎么分级的呢？我们能够留言宣布下意见。
硬度分级仅仅形式，重要的是，靠硬度检测来对砂轮进行质量操控。超硬砂轮的质量操控也需求硬度检测。2014年中原工学院刘芳教师的《基于声学原理陶瓷砂轮硬度表征办法的探讨》，这篇文章很有价值，主张我们看看。其实，音响法对超硬砂轮的质量操控很有含义，这也是一种可行的手段。郭教师也倡议，职业检测仪器厂商尽快推出新型的音响法检测设备。