Hạt mài mònlà vật liệu tạo nên dụng cụ mài. Là loại vật liệu có bề mặt rất cứng và sắc, dùng để mài bề mặt các phôi có độ cứng thấp hơn. Chất mài mòn được chia thành hai loại: chất mài mòn tự nhiên và chất mài mòn nhân tạo. Mỗi danh mục bao gồm nhiều danh mục con khác nhau. Các chất mài mòn khác nhau có kích thước hạt và độ cứng khác nhau. Khi sử dụng chúng, chúng phải được lựa chọn theo các đặc tính của vật liệu phôi, chẳng hạn như độ cứng, độ bền kéo, độ dẻo dai, v.v., cũng như các yêu cầu về độ chính xác của quá trình gia công.
1. Nguyên tắc chung lựa chọn hạt mài
Nói chung, khi mài vật liệu phôi có độ cứng cao hơn, nên chọn hạt mài mòn có độ cứng cao. Ví dụ, khi mài thép cứng, thép hợp kim, thép tốc độ cao, thép công cụ, v.v., nên sử dụng chất mài mòn oxit nhôm màu trắng có độ cứng cao hơn; khi mài vật liệu phôi có độ bền kéo cao, nên chọn vật liệu mài mòn có độ bền cao. Ví dụ, khi mài thép cacbon, thép hợp kim gang, đồng cứng, v.v., nên sử dụng chất mài mòn oxit nhôm màu nâu có độ bền cao; khi mài vật liệu có độ bền kéo thấp, nên chọn chất mài mòn cacbua silic giòn hoặc mạnh. Ví dụ, mài kim loại màu, cao su, da, nhựa, v.v. thích hợp cho cacbua silic đen làm chất mài mòn, trong khi mài cacbua xi măng, kính quang học, vật liệu gốm, v.v. thích hợp cho cacbua silic xanh làm chất mài mòn; Dụng cụ mài thủy tinh SG và CBN được sử dụng rộng rãi cho các vật liệu khó nghiền.
Ngoài ra, để phát huy tối đa lợi thế của các loại hạt mài mòn khác nhau trong quá trình mài và tối đa hóa hiệu quả mài, vật liệu mài mòn hỗn hợp cũng đã được sử dụng rộng rãi. Ví dụ, bánh mài để mài trục khuỷu và mài vòng trong và vòng ngoài ổ cầu được chế tạo bằng cách kết hợp oxit nhôm màu trắng với oxit nhôm màu nâu có độ bền cao nêu trên để tạo ra chất mài mòn hỗn hợp, có ưu điểm của cả hai. Trong quá trình mài, độ dẻo dai cao của corundum màu nâu có thể được phát huy, đồng thời độ giòn nhất định và tính dẫn nhiệt tốt của oxit nhôm trắng cũng có thể được phát huy. Tương tự như vậy, quá trình mài thô của răng bánh răng hợp kim dựa trên coban có thể được tạo ra từ hỗn hợp các chất mài mòn đơn tinh thể và vi tinh thể; bánh mài cho thép tốc độ cao bằng nhôm được làm từ hỗn hợp oxit nhôm màu nâu và cacbua silic màu xanh lá cây.
2. Nguyên tắc lựa chọn cỡ hạt mài
Kích thước hạt là một thông số mô tả độ nhám của bề mặt mài mòn. Giá trị của số cỡ hạt càng lớn thì hạt mài mòn càng nhỏ và độ nhám càng nhỏ. Khi lựa chọn kích thước hạt của vật liệu mài mòn, cần chủ yếu dựa trên các yêu cầu về độ chính xác gia công, độ nhám bề mặt phôi và hiệu quả mài.
Nói chung, nếu phôi được mài cần có độ nhám cao hơn thì nên chọn chất mài mòn có hạt thô; ngược lại, nếu độ nhám bề mặt phôi cần thấp hơn thì nên chọn chất mài mòn hạt mịn.
Nếu phôi có yêu cầu cao về độ chính xác hình học thì diện tích tiếp xúc giữa bánh mài và phôi cũng là yếu tố cần được quan tâm. Khi diện tích tiếp xúc nhỏ, nên chọn hạt mịn; khi diện tích tiếp xúc lớn, nên chọn hạt thô.
Khi phôi đòi hỏi cả độ chính xác hình học cao và độ nhám bề mặt thấp, nên chọn vật liệu mài mòn có hạt hỗn hợp.
Nếu vật liệu phôi cứng và giòn thì không thích hợp sử dụng vật liệu mài mòn hạt thô mà nên chọn vật liệu mài mòn hạt mịn; ngược lại, nếu vật liệu cứng và dai thì nên chọn vật liệu mài mòn có hạt thô.
Nếu phôi có độ dẫn nhiệt kém, dễ bị nóng và biến dạng hoặc dễ bị bỏng thì nên chọn chất mài mòn thô hơn.
3. Nguyên tắc lựa chọn độ cứng dụng cụ mài mòn
Độ cứng của dụng cụ mài đề cập đến độ khó của các hạt mài mòn trong vật liệu mài mòn để rơi ra trong quá trình mài. Dụng cụ mài càng cứng thì khả năng mài mòn rơi ra càng ít. Độ cứng của dụng cụ mài nói chung có thể được chia thành bảy cấp độ: siêu mềm, mềm, mềm vừa, trung bình, cứng vừa, cứng và siêu cứng. Mỗi cấp độ có thể được chia thành nhiều cấp độ nhỏ hơn.
Ngoài loại chất mài mòn tạo nên bánh mài, độ cứng của dụng cụ mài còn phụ thuộc vào lượng chất kết dính được thêm vào và mật độ của chất mài mòn. Dụng cụ mài càng cứng thì càng tốt, vì các hạt mài trong vật liệu mài sớm hay muộn sẽ bị cùn và nếu chất mài mòn xảy ra rơi ra vào lúc này thì dụng cụ mài có thể tiếp tục thực hiện các thao tác mài với vật liệu mài sắc. Theo quan điểm này, việc dụng cụ mài không đủ cứng dẫn đến mài mòn rơi ra quá sớm hoặc dụng cụ mài quá cứng dẫn đến mài mòn rơi ra quá muộn đều không phải là kết quả lý tưởng. Khi chọn độ cứng của dụng cụ mài, các nguyên tắc sau thường được tuân theo:
Khi mài các vật liệu cứng hơn, do vật liệu mài mòn có nhiều khả năng bị cùn hơn, để làm cho các hạt mài mòn cùn rơi ra kịp thời, nên chọn dụng cụ mài có độ cứng nhỏ hơn; ngược lại, khi mài các vật liệu mềm hơn, chất mài mòn không dễ bị cùn. Để kéo dài tuổi thọ của dụng cụ mài càng nhiều càng tốt, nên chọn dụng cụ mài có độ cứng lớn hơn.
Nhưng điều này không phải là tuyệt đối. Nếu phôi mài không chỉ mềm mà còn có độ bền cao hơn, chẳng hạn như kim loại màu như đồng và nhôm, thì những vật liệu như vậy dễ gây tắc nghẽn dụng cụ mài. Để tránh tình trạng này nên chọn dụng cụ mài có độ cứng nhỏ hơn.
Ngoài ra, tốc độ quay của đá mài và diện tích tiếp xúc với phôi cũng là những yếu tố cần được quan tâm. Khi tốc độ tuyến tính của bánh mài thấp và diện tích tiếp xúc với phôi nhỏ, nên chọn dụng cụ mài có độ cứng lớn hơn; khi tốc độ tuyến tính của bánh mài cao và diện tích tiếp xúc với phôi lớn thì nên chọn dụng cụ mài có độ cứng nhỏ hơn.
Đối với phôi có độ dẫn nhiệt kém, dễ biến dạng, dễ cháy thì lượng nhiệt sinh ra rất lớn trong quá trình mài, đặc biệt là mài khô, không tốt cho phôi. Nên chọn chất mài mòn có độ cứng thấp hơn. Một mặt, nhiệt sinh ra thấp hơn, mặt khác, một phần nhiệt có thể bị lấy đi do sự bong ra của các hạt mài mòn.
Cuối cùng, khi có yêu cầu cao về hiệu quả mài, có thể chọn chất mài mòn có độ cứng thấp hơn; khi yêu cầu về độ nhám thấp hơn, có thể chọn chất mài mòn có độ cứng cao hơn.
