如何选择合适的玻璃珠,锆珠或其他研磨介质

liyuliyu1980

如何选择合适的研磨介质
(一)随着物料的细度要求越来越高，砂磨机的使用也愈来愈普遍，而市场上的研磨介质也比较多，如何选择一种比较适合自身生产工艺和条件的研磨介质，是一件比较关键和费神的事。下面就以下几方面作简单的分析。
一、化学组成　　研磨介质按材料的不同可分为玻璃珠，陶瓷珠（包括硅酸锆珠、二氧化锆珠，二氧化铝珠，稀土金属稳定的二氧化锆珠等）、钢珠等。由于化学组成及制造工艺的差异决定了研磨珠的晶体结构，致密的晶体结构保证了珠子的高强度，高耐磨性和低吸油墨等。各种成份的百分比含量的不同决定了研磨珠的比重，高比重为研磨高效率提供了保证；研磨珠的化学组成在研磨过程中的自然磨损对浆料的性能会有一定的影响，所以除了考虑低磨损率外，顾忌的化学元素也是要考虑的因素。如研磨磁带粉或其他电子元件浆料，金属Fe、Cu 等元素应避免，含有Fe2O3 或CuSO4 等成份的研磨珠就不在选择之列，故选择锆珠往往是此行业的普遍选择；如研磨农药、医药和生化方面，重金属为顾忌元素，而PbO为最常见的成分。　　
总之，珠子的化学组成所决定的一些物理性能（硬度、密度、耐磨性）和本身的磨耗对浆料的污染情况是选择研磨介质要考虑的因素。　　
二、物理性能：　　
1. 研磨珠的密度　　密度在通常的文件中是以比重（真比重）和散重（假比重）来表示，各种氧化物的分子量和百分组成决定了研磨的密度，常用的研磨的密度如表一所示。　　表一类型 玻璃珠 硅酸锆珠 纯锆珠 氧化铝珠 钢珠 稀土锆珠 比重 2.5 4.3 5.5 5.7 7.8 6.1 散重 1.5 2.5 3.2 3.4 4. 3.7 　　
通常情况下，比重越大的研磨珠，冲量越大，研磨效率越高，而对砂磨机的接触件（内缸、分散盘等）磨损相对比较大，所以浆料的粘度和流量的配合成为关健。低密度研磨珠适合低粘度的浆料，高密度的研磨珠适合高粘度的浆料。　　
2. 研磨珠的硬度　　莫氏硬度（Mohs）为常用的指标，硬度越大的研磨珠，珠子的磨损率理论上越低。常用的研磨珠及其他材料的硬度如表二所示。如从研磨珠对砂磨机的接触件（分散碟、棒销和内缸等）磨损情况来看，硬度大的研磨珠对接触件的磨耗性虽大些，但可通过调节珠的填充量，浆料的粘度、流量等参数以达最佳优化点。
　3. 研磨珠的粒径　　研磨珠的大小决定了研磨珠和物料的接触点的多少，粒径小的珠子在相同的容积下接触点越多，理论上研磨效率也越高；另一方面，在研磨初试颗粒比较大的物料时，例如对于100微米的浆料，D=1mm的珠子未必胜用，原因是小珠子的冲量达不到充分研磨分散的能量，此时应采用粒径较大的珠子。备注：此文章发表在《南方涂饰》2001年第4期。 　　 如何正确使用研磨珠
(二) 上面提到如何选择合适的研磨珠，而我们选择好研磨珠后，如何正确使用它，避免研磨珠的破碎，尽量延长研磨介质和砂磨机接触件的寿命是这期我们共同探讨的问题。　　
一、碎珠产生的原因：市场上现流行的玻璃珠、硅酸锆珠和纯锆珠，就生产工艺来说，基本上为电熔法和烧结法两种。珠子在热空气、冷空气或电解液中成型，如在某一关健技术参数没控制好，就会产生如下的易碎珠：　　1、 气泡珠　　
2、 雪人珠　　
3、尾巴珠　　
4、 扁平（椭圆）珠　　
以上珠子因带有应力集中区域，在研磨当中容易破碎，故选择珠子时，应尽量避免此类珠子。　　
二、珠子的正常磨耗和破碎的判断：　　
通常情况下，工作一段时间的研磨珠变小，表面圆滑而不带棱角，这应是正常珠子的磨耗；相反，如珠子当中出现带棱角、片状异形珠时这应是产生了碎珠。　　
三、碎珠产生原因：　　
就珠子本身而言，一方面是珠子的质量问题，另一方面或者是此种材料的珠子强度不能胜用某种型号的砂磨机。如瑞士的Dyno-mill ECM卧式砂磨机和德国Drais的DCP立式砂磨机，因输入的能量密度比较高，通常建议使用纯锆珠。　　
另外，研磨珠在砂磨机正常工作下，以受到大约1公斤的压力，相对玻璃珠能承受约5000公斤力和硅酸锆珠9000公斤而言，研磨珠在砂磨机中的受力是微不足道的，所以碎珠的原因应集中在设备上和工艺上，而采取相应的解决办法。　　
四、碎珠解决途径：　　
A. 设备方面　　1. 分散盘：分散盘装反、松动或裂损。　　2. 分离装置：动态筛圈有缺口，筛网破损。　　3. 进料泵：齿轮泵突然关掉后，砂磨机内压力将珠子反压到泵内。可以通过加装单向阀尽量避免，同时保持定期清洗进料泵。　　4. 内缸：内缸有缺陷点。　　
B. 生产操作方面：　　
1. 大小珠子混合使用：此种情况刚开始有提高研磨效率的迹象，但随着研磨时间的加长，产生了大珠磨小珠的情形，最后加快小珠的变形以至破碎。解决方法是尽量使用粒径均一的珠子。　　
2. 不同品牌珠子的混合使用：因各种珠子的硬度、密度等不一致，容易产生硬珠子吃软珠子的情形，故应杜绝此种形式。　　
3. 浆料的粘度过稀或过凋：相对一定密度的研磨珠而言，如此容易造成珠子的堆积和直接接触砂磨机的磨损件而加快珠子的磨损和破碎。　　
4. 物料的流量过快：这样会造成珠子积压在物料出口处，而加快此处的珠子与砂磨机配件的磨损。解决方法是先采用间歇开机的方法将积压研磨珠弄松，并重新分布均匀，再调节物料的流量。当然，造成研磨珠磨损和破碎还有其他原因。