硬质合金:由碳化钨(WC)颗粒与钴(Co)等金属粘结相烧结而成。碳化钨的硬度极高,维氏硬度约1800-2400HV(莫氏硬度9+),接近天然金刚石。
铬刚玉:是在棕刚玉基础上添加氧化铬,其显微硬度可达2200-2300HV(莫氏硬度9.1-9.2),是常见人造磨料中硬度最高的之一。
结论:要有效切削、清理或毛化如此高硬度的硬质合金表面,磨料的硬度必须等于或非常接近工件硬度。普通棕刚玉(~2000HV)已显吃力,而铬刚玉的硬度优势使其成为少数能高效处理硬质合金的经济选择(比它更硬的只有碳化硼、金刚石等天价磨料)。
氧化铬(Cr₂O₃)的关键作用:
固溶强化:氧化铬融入刚玉晶格,强化晶体结构,同时提升硬度和韧性。
增强韧性:这对喷砂硬质合金至关重要。硬质合金本身极硬且脆,磨料若太脆(如白刚玉),撞击时易粉碎,切削效率衰减快。铬刚玉的“刚柔并济”特性,使其能在保持锋利的同时抵抗破碎,使用寿命显著延长。
热稳定性:铬元素提高了磨料的热稳定性,在喷砂产生的局部高温下性能更稳定。
180#属于中等细粒度,其物理特性非常适合硬质合金的常见处理需求:
有效的切削力:足以去除硬质合金表面的氧化层、轻微烧结残留、或制备涂层前的基底。
可控的表面粗糙度:能在硬质合金表面形成均匀、细致的毛化效果,既保证了后续涂层(如PVD、CVD涂层)的优秀附着力,又不会因粗糙度过大而成为应力集中点,影响刀具或模具的疲劳强度。
去除微观缺陷:可用于轻微修正或钝化硬质合金刀具的刃口,去除微崩缺,形成均匀微钝化(刃口强化),提升刀具使用初期稳定性。
兼顾效率与效果:比更细的粒度(如320#)效率高,比更粗的粒度(如80#)表面质量好。
高效切削:硬度足够,能有效处理硬质合金。
经济性:在能处理硬质合金的磨料中(金刚石、立方氮化硼、碳化硼等),铬刚玉是性价比最高的选择。
表面质量高:产生的表面洁净、均匀,无铁质污染(保证了硬质合金的纯净性)。
磨耗低、寿命长:高硬度+高韧性,使其在应对硬质合金时,自身消耗速度远低于其他普通磨料,长期使用成本反而更低。
工艺适应性广:既可用于清理(如烧结后去残留),也可用于粗化(涂层前处理),还可用于精整(刃口钝化)。
硬质合金刀具涂层前处理:在涂覆TiN、TiAlN等超硬涂层前,用铬刚玉180#进行喷砂,是行业标准工序,用以清洁和粗化表面,极大提升涂层附着力。
硬质合金模具表面清理与活化:去除油污、氧化物,为钎焊或后续处理做准备。
硬质合金轧辊、顶锤等工件的表面处理。
修复与翻新:轻微修整硬质合金工件表面。
设备要求:必须使用干燥、无油的压缩空气,最好配备精密油水分离器。水分会导致硬质合金表面氧化或污染。
参数谨慎:
压力控制:硬质合金脆性大,喷砂压力不宜过高,通常建议在 0.3 - 0.6 MPa 之间测试,避免产生微裂纹。
喷砂角度与时间:避免对刃口等脆弱部位长时间垂直喷射。应采用扫描式作业,均匀处理。
必须进行工艺验证:对于高价值的硬质合金产品,务必先进行试样测试,确定最佳的压力、距离、时间参数,以达到所需的表面粗糙度(Ra值)和效果,同时避免损伤工件。
最终结论:选择铬刚玉180#喷砂硬质合金,是基于材料硬度匹配、加工效果、综合成本三重考量下的 “最优化专业技术方案” 。它完美平衡了切削能力、表面质量和经济性,是该领域经过验证的成熟选择。