鋯材泵閥產(chǎn)品： 母液循環(huán)泵、外循環(huán)泵、脫水塔進(jìn)料泵、鋯球閥、鋯截止閥及鋯旋塞閥，廣泛應(yīng)用于氯堿和醋酸行業(yè)。鋯合金對(duì)多種酸（例如鹽酸、硝酸、硫酸和醋酸）、堿和鹽具有優(yōu)良的抗蝕性，更為重要的是，鋯合金在300～400℃的高溫、高壓水蒸氣中具有良好的耐蝕性。

1. 鋯合金的磨削特點(diǎn)

（1）化學(xué)活性大，易氧化。

鋯合金在空氣中易形成氧化層，氧化表層的強(qiáng)度和硬度更高，因而單位面積承受的磨削力較大。

（2）鋯合金粘性很大，磨削時(shí)容易堵塞砂輪。鋯合金比我們熟知的難磨削材質(zhì)鈦合金粘性還要大。

（3）磨削力大，磨削溫度高，容易引起燒傷缺陷。鋯合金的導(dǎo)熱率和比熱都特別小，不到鈦合金的0.5倍。鈦的比熱為29J/（kg·K），而鋯的比熱為0.50J/（kg·K）。切削熱集中在砂輪和工件的摩擦部位上，升溫很快，再加上鋯合金粉末燃點(diǎn)低，極易燒傷工件，在磨削后的已加工表面產(chǎn)生微裂紋缺陷。

2. 鋯合金磨削存在的問題

（1）表面粗糙度質(zhì)量不好。

因鋯合金燃點(diǎn)低、比熱小，表面易燒傷，以致燒傷積累，表面粗糙度達(dá)不到要求，有時(shí)有魚鱗狀缺陷。

（2）外圓面容易產(chǎn)生多棱形缺陷。因鋯合金磨削時(shí)粘性大，極易使砂輪鈍化，導(dǎo)致中心孔變形。

（3）軸類零件中心孔易燒傷變形。因鋯合金燃點(diǎn)低，磨削力大，磨削若潤滑不及時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致中心孔燒傷、咬合拉傷及變形，形位公差超差。

（4）鋯合金磨削表面容易發(fā)烏。因鋯合金極易氧化，磨削后表面容易發(fā)烏，亮度不好。

針對(duì)鋯合金磨削存在的問題，進(jìn)行了研究、分析和試驗(yàn)，力求在實(shí)踐應(yīng)用中解決問題。

3. 針對(duì)燒傷問題的解決措施

（1）多種砂輪磨料擇優(yōu)試驗(yàn)。① 單晶剛玉： 呈淡黃或白色，單顆粒球狀晶體，強(qiáng)度和韌性均比棕剛玉、白剛玉高，具有良好的多棱多角切削刃，切削能力較強(qiáng)，適用于易變形、易燒傷工件和低表面粗糙度值磨削。②鋯剛玉：呈灰褐色，具有較高韌性和耐磨性，是Al2O3和ZrO2復(fù)合氧化物，適用于耐熱合金、鈦合金等難磨材料的磨削。③綠碳化硅：呈綠色，具有較高硬度和脆性，導(dǎo)熱性好，棱角鋒利，自銳性能好。適用于粘附材質(zhì)，以減少與工件的砂輪粘附。④立方氮化硼砂輪：特點(diǎn)是磨削力小，磨削溫度低，磨削效率高，耐磨性好，磨削比（金屬切除量/砂輪消耗量）約為普通砂輪的近百倍（磨耗?。?。

（2）選擇合適的砂輪粒度。

由于砂輪粒度粗一些的排熱性好，適用于粘性材質(zhì)，同時(shí)考慮到表面粗糙度要求，采用46#、60#砂輪粒度進(jìn)行試驗(yàn)。

（3）采用陶瓷結(jié)合劑。其自銳性能好，會(huì)降低磨削表面粗糙度值，且耐熱性好。

（4）砂輪組織號(hào)5～8，以中等疏松、疏松組織為宜，利于排熱。

（5）根據(jù)鋯合金材料特性，選取砂輪硬度為中軟1（K硬度等級(jí)）。

（6）磨削液選用合成脂極壓切削液，必須具有優(yōu)良的潤滑性、良好的冷卻和可沖洗性。

選用3號(hào)高負(fù)荷磨削液，具體配方為： 硫化油酸30%、三乙醇胺 23.3%、非離子型表面活性劑16.7%、硼酸鹽5%、水25%。

消泡劑（有機(jī)硅）另加，比例為2.5/1 000。

（ 7 ） 磨削深度要小于0.01mm，以提高表面質(zhì)量。

4. 針對(duì)外圓表面多棱形缺陷的解決措施

（ 1 ） 砂輪的平衡必須調(diào)整好， 做到砂輪不平衡量值＜0.1g。

（2）磨之前，用硬質(zhì)合金頂尖修磨粗加工中可能受損的中心孔。磨削中間根據(jù)需要增加幾次中心孔修磨，確保中心孔接觸良好。必須對(duì)修磨后的中心孔進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，以保證修磨到位。中心孔錐面的表面粗糙度要符合要求，工件轉(zhuǎn)速不能過大。

（3）軸磨削時(shí)必須分粗、精磨，反復(fù)調(diào)頭。磨削時(shí)，粗、精磨之間要有時(shí)間間隔，必要時(shí)去應(yīng)力退火。

（4）砂輪磨鈍后及時(shí)修磨。

5. 針對(duì)中心孔燒傷變形的解決措施

（1）為了減少中心孔和頂尖的摩擦，必須在磨削過程中適時(shí)加潤滑油潤滑，以防咬合拉傷引起中心孔燒傷變形。

（2）磨削過程中發(fā)現(xiàn)中心孔燒傷變形時(shí)，必須及時(shí)修磨中心孔至合格后，方可進(jìn)行下道工序。

（3）粗磨后，對(duì)特殊長(zhǎng)軸增加一道去應(yīng)力退火工序，減小磨削力。

6. 砂輪試驗(yàn)情況

（1）樹脂砂輪：磨削時(shí)發(fā)熱大，有塑料燃燒的味道，有白煙，試驗(yàn)工件表面燒傷較嚴(yán)重，表面發(fā)黑，螺旋線燒傷。

（2）單晶剛玉砂輪：磨削時(shí)發(fā)熱大，試驗(yàn)工件表面質(zhì)量好，但燒傷比樹脂砂輪嚴(yán)重，螺旋線燒傷。工件轉(zhuǎn)速高時(shí)比轉(zhuǎn)速低時(shí)燒傷程度輕一些，但燒傷問題還是沒有解決。磨削過程需要多次修砂輪。

（3）白剛玉砂輪：磨削時(shí)有發(fā)熱，試驗(yàn)工件表面有可見輕微點(diǎn)燒傷。砂輪極易磨鈍，磨削過程需要多次修砂輪。

（4）立方氮化硼砂輪：磨削工件時(shí)有發(fā)熱，磨削表面質(zhì)量不好，砂輪和鋯合金軟硬度不相適應(yīng)，存在粘結(jié)燒傷，表面粗糙度值Ra=3.2μm。同時(shí)因?yàn)榱⒎降鹕拜営捕雀?，易在磨削表面產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，且成本高（價(jià)格為普通砂輪的10倍）。

（ 5 ） 綠碳化硅砂輪： 磨削時(shí)工件表面質(zhì)量尚可， 在工件轉(zhuǎn)速低于6.5m/s時(shí)有輕微魚鱗面缺陷， 在控制好工件和砂輪轉(zhuǎn)速后， 表面粗糙度值可達(dá)Ra=0.8μm。

綜上所述，磨削鋯合金的砂輪最適合、最經(jīng)濟(jì)的是綠碳化硅砂輪。

7. 試驗(yàn)最終確定的磨削工藝參數(shù)

在確定采用綠碳化硅砂輪磨削后，對(duì)磨削參數(shù)進(jìn)行了多次配對(duì)試驗(yàn)，最終確定結(jié)果如附表所示。

8. 結(jié)語

此次試驗(yàn)成功解決了鋯合金磨削中遇到的幾大難題。特別強(qiáng)調(diào)的是在磨削軸類零件時(shí)，為防止中心孔咬合變形燒傷，要及時(shí)加黃油潤滑；發(fā)現(xiàn)中心孔有燒傷變形時(shí)，要及時(shí)修磨中心孔；磨削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，在粗磨后，必要時(shí)應(yīng)增加去應(yīng)力退火工序。

磨削試驗(yàn)成果很快在公司的鋯產(chǎn)品中推廣應(yīng)用，產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟(jì)效益。該磨削試驗(yàn)的成功，對(duì)新產(chǎn)品研發(fā)具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義，也形成了研究、試驗(yàn)和實(shí)踐的良好循環(huán)體系，為以后此類問題的解決提供了借鑒。