今天，咱們學(xué)習“砂輪硬度”。砂輪硬度是是磨料磨具職業(yè)的一個(gè)特有概念，指的是“結合劑對磨料的操縱強度”（或“磨粒從砂輪上掉落的難易程度”），而物理學(xué)硬度的概念是：“資料局部抵抗硬物壓入其外表的才能”，可見(jiàn)兩個(gè)“硬度”是有很大差異的。假如不理解這些，或許有些人就有疑問(wèn)：“硬磨軟，軟磨硬”，砂輪硬度軟怎么能夠磨比它硬的工件呢？這便是概念混雜形成的，所以，理解概念是很重要的。

其實(shí)，“砂輪硬度”實(shí)際上反映了“砂輪的自銳性”。砂輪自銳性是指“磨粒磨鈍后會(huì )在磨削力和熱沖擊作用下發(fā)作破碎或掉落，然后形成新的切削刃口，使砂輪保持磨削才能。這種砂輪不斷更新磨粒切削刃的作用叫做自銳作用”。砂輪硬，也便是結合劑對磨粒的操縱力大，磨粒難以掉落，表現為砂輪磨削時(shí)的自銳性差，反之則反。僅僅，砂輪硬度是個(gè)靜態(tài)概念，而自銳性是砂輪磨削時(shí)的動(dòng)態(tài)概念，仍是有必定差異的，這點(diǎn)要留意。
理解了以上問(wèn)題，下面咱們正式開(kāi)端今天的內容。這節課，咱們重點(diǎn)講一講“砂輪硬度”的檢測辦法和實(shí)踐含義。

1、砂輪硬度的檢測辦法
砂輪硬度在國外也有叫“結合度”，對硬度的檢測，國內主要有手錐法、噴砂法、洛氏硬度法和音響法。噴砂法適用于陶瓷結合劑和樹(shù)脂結合劑、磨料粒度為F36～F150的一般砂輪；粒度為F100～F1200的一般砂輪能夠用洛氏硬度法丈量。留意：這兒的檢測辦法如無(wú)特別闡明，只適用于一般砂輪。
1.1
手錐法

手錐法于1926年，早使用于砂輪硬度查驗的。這種辦法比較簡(jiǎn)單，查驗人員運用鋼錐，手藝刺進(jìn)砂輪外表并反轉，依據感覺(jué)和刺進(jìn)的深度判別砂輪的軟硬，這種辦法完全憑查驗人員的經(jīng)歷和感覺(jué)，無(wú)定量數據，精度低，難以數量化的分級硬度。

與這種辦法相似的有日本的大越式測試法[1]，該辦法在日本、加拿大、我國臺灣地區都有使用。大越式測試法歸于機械錐丈量法，是手錐法的基礎上開(kāi)展而來(lái)的。這種辦法對噴砂法不能丈量的F36以粗的砂輪也能適用。因為采用了機械結構，使得作用力、反轉角等基本穩定，提高了丈量可靠性，并使得丈量結果能夠數量化，是一種比較合理的丈量辦法。

與手錐法相似的還有一種劃痕丈量法。這種方面與莫氏硬度的定義辦法相似，實(shí)踐中拿一個(gè)已知硬度的砂輪去劃另一個(gè)未知硬度的砂輪，依據比照磨料掉落的多少來(lái)判別孰硬孰軟。日本[2]將其開(kāi)展為機械劃痕測試法，能夠完成定作用力的數量化丈量。

前蘇聯(lián)磨料磨具規范中規則[3]：運用壓錐法測定橡膠磨具的硬度。這些丈量硬度的辦法，丈量力既取決于結合劑的強度，也取決于磨料的耐性，所以所丈量的硬度不能夠反映砂輪固有的硬度特性[4]。
1.2
噴砂法

噴砂法從1931年運用至今，是硬度檢測的主要辦法，也是國內一般樹(shù)脂、陶瓷砂輪生產(chǎn)廠(chǎng)家運用遍及的辦法。GB/T 2490—2003規則了一般磨具，噴砂硬度機查驗硬度的辦法。它是以必定壓力（1.5kg/cm2）的空氣，把必定粒度、形狀和重量的石英砂，經(jīng)過(guò)直徑為5.5mm，長(cháng)度為93.5mm的噴嘴，沖擊于砂輪外表，以沖擊的凹坑深度表征砂輪的硬度。噴砂硬度實(shí)質(zhì)上是石英砂形成單位體積的凹坑所需求的功[5]。因為粗粒度砂輪，靜態(tài)下的抗沖擊才能強，沖擊抗較淺，使得丈量精度不高。

噴砂硬度法能夠很好地對一般砂輪進(jìn)行硬度分級，職業(yè)認知度已經(jīng)比較高了，在此就不多說(shuō)了。提醒一點(diǎn)：為保證噴砂硬度計的穩定性、性和統一性，石英砂、噴嘴、校準玻璃，以及氣壓等都需求保持穩定，比方石英砂重復運用，或許部分石英砂有裂紋，沖擊時(shí)易破碎，形成丈量的硬度值比實(shí)際的偏軟；噴嘴磨損過(guò)大，會(huì )形成丈量值比實(shí)際的偏硬。
1.3
洛氏硬度法

GB/T 2491—2003規則了一般磨具，洛氏硬度計查驗硬度的辦法。這種辦法，是運用鋼球（F100～F150，鋼球直徑Φ10mm；F180～F1200，鋼球直徑Φ3.175mm）壓入砂輪外表，因為砂輪中磨粒、結合劑和氣孔是隨機分布的，洛氏硬度丈量值也具有很大的隨機性，為保證丈量值的，取樣量較多。并且鋼球硬度較磨粒低，運用必定時(shí)間就需替換鋼球。
1.4
音響法

音響法是一種較新的辦法。這種辦法對砂輪沒(méi)有損壞，并且與磨粒耐性無(wú)關(guān)。原蘇聯(lián)對音響法檢測砂輪物理性能比較重視，擬定了音響法測定薄片砂輪硬度的規范，日本也有運用音響法擬定的規范[3]。

音響法實(shí)際上是運用砂輪的動(dòng)彈性模量來(lái)樹(shù)立硬度分級。這種辦法是用動(dòng)彈性模量測定儀，丈量砂輪激振后的自振周期，再依據自振周期計算出砂輪的彈性模量E，以E值大小表示砂輪的硬度。因為砂輪，特別是陶瓷砂輪，是脆性資料，理論破壞強度隨E值添加而添加，E值越小，闡明砂輪易于破碎，較軟；反之闡明砂輪較硬。

音響比較儀和音響動(dòng)彈儀是兩種使用較多的檢測儀器。其中，音響比較儀是從固有頻率來(lái)計算E值而不考慮振動(dòng)的方式，美國和日本使用較多；音響動(dòng)彈儀的特點(diǎn)是丈量基波的高共振頻率，主要在歐洲運用。這兩種辦法的丈量值大致適當，都能反映砂輪的整體特性[6]。

超聲波波動(dòng)透過(guò)法也歸于音響法的一種，它是使用物體中的超聲波傳播速度與縱向彈性模量和密度的聯(lián)系，然后求得縱向彈性模量。這種辦法評定的硬度值反映的是砂輪預訂方位，別的要得到正確的縱向彈性模量，需求先測出泊松比。

鄭州三磨所在20世紀80年代就開(kāi)發(fā)出“JS38-Ⅱ型數字音頻硬度計”，但因為當時(shí)技術(shù)開(kāi)展的局限性，很可惜沒(méi)有推廣使用。

2、硬度檢測的重要性
砂輪硬度能夠說(shuō)是砂輪重要的一個(gè)特征，或者說(shuō)重要的質(zhì)量監控點(diǎn)?，F在不只一般磨具廠(chǎng)家，超硬磨具也越來(lái)越多地樹(shù)立自己的硬度體系。經(jīng)過(guò)硬度監控，嚴重的含義在于對產(chǎn)品質(zhì)量的管控。

郭教師為了寫(xiě)這篇文章，查閱了許多文獻，發(fā)現硬度相關(guān)的研討文獻多是20世紀70、80年代的， 90年代后幾乎空白。為什么呢？我想這主要是因為相關(guān)的硬度規范作業(yè)做得比較好，生產(chǎn)中對硬度研討的需求少了。但咱們仍是要有這個(gè)認識，砂輪質(zhì)量檢測聯(lián)系產(chǎn)品質(zhì)量及穩定性，如有必要，請全檢。還有一個(gè)問(wèn)題，超硬磨具的硬度規范還沒(méi)有樹(shù)立！
郭教師在作業(yè)中發(fā)現，國外的超硬磨具廠(chǎng)家大多有自己的硬度體系，產(chǎn)品標識上有清晰顯現，但國內還未見(jiàn)有硬度標識。為什么超硬磨具沒(méi)有硬度規范呢？就這個(gè)問(wèn)題我曾請教過(guò)超協(xié)的老秘書(shū)長(cháng)李志宏教師，李教師說(shuō)：“沒(méi)有這個(gè)需求?！钡拇_，超硬磨具作業(yè)層薄、作業(yè)轉速高、精度高，噴砂法、洛氏硬度等有損檢測不適合，并且作用也欠好；超硬磨具主要是精細磨削，加工余量小，硬度對加工作用的影響更敏感，假如分級，恐怕一級的區間很窄。

但我們請考慮，國外同行為什么要硬度分級呢，他們又是怎么分級的呢？我們能夠留言宣布下意見(jiàn)。
硬度分級僅僅形式，重要的是，靠硬度檢測來(lái)對砂輪進(jìn)行質(zhì)量操控。超硬砂輪的質(zhì)量操控也需求硬度檢測。2014年中原工學(xué)院劉芳教師的《基于聲學(xué)原理陶瓷砂輪硬度表征辦法的探討》，這篇文章很有價(jià)值，主張我們看看。其實(shí)，音響法對超硬砂輪的質(zhì)量操控很有含義，這也是一種可行的手段。郭教師也倡議，職業(yè)檢測儀器廠(chǎng)商盡快推出新型的音響法檢測設備。