隨著物料的細(xì)度要求越來越高，砂磨機(jī)的使用也愈來愈普遍，而市場(chǎng)上的研磨介質(zhì)也比較多，如何選擇一種比較適合自身生產(chǎn)工藝和條件的研磨介質(zhì)，是一件比較關(guān)鍵和費(fèi)神的事。下面就以下幾方面作簡(jiǎn)單的分析。

1、化學(xué)組成

研磨介質(zhì)按材料的不同可分為玻璃珠，陶瓷珠（包括硅酸鋯珠、二氧化鋯珠，二氧化鋁珠，稀土金屬穩(wěn)定的二氧化鋯珠等）、鋼珠等。

由于化學(xué)組成及制造工藝的差異決定了研磨珠的晶體結(jié)構(gòu)，致密的晶體結(jié)構(gòu)保證了珠子的高強(qiáng)度，高耐磨性和低吸油墨等。各種成份的百分比含量的不同決定了研磨珠的比重，高比重為研磨高效率提供了保證；研磨珠的化學(xué)組成在研磨過程中的自然磨損對(duì)漿料的性能會(huì)有一定的影響，所以除了考慮低磨損率外，顧忌的化學(xué)元素也是要考慮的因素。如研磨磁帶粉或其他電子元件漿料，金屬Fe、Cu 等元素應(yīng)避免，含有Fe2O3 或CuSO4 等成份的研磨珠就不在選擇之列，靜態(tài)混合器故選擇鋯珠往往是此行業(yè)的普遍選擇；如研磨農(nóng)藥、醫(yī)藥和生化方面，重金屬為顧忌元素，而PbO為最常見的成分。

總之，珠子的化學(xué)組成所決定的一些物理性能（硬度、密度、耐磨性）和本身的磨耗對(duì)漿料的污染情況是選擇研磨介質(zhì)要考慮的因素。

2、物理性能：

2.1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）來表示，各種氧化物的分子量和百分組成決定了研磨的密度，常用的研磨的密度如表一所示。

表一

通常情況下，比重越大的研磨珠，沖量越大，研磨效率越高，而對(duì)砂磨機(jī)的接觸件（內(nèi)缸、分散盤等）磨損相對(duì)比較大，所以漿料的粘度和流量的配合成為關(guān)健。低密度研磨珠適合低粘度的漿料，高密度的研磨珠適合高粘度的漿料。

2.2 研磨珠的硬度

莫氏硬度（Mohs）為常用的指標(biāo)，硬度越大的研磨珠，珠子的磨損率理論上越低。常用的研磨珠及其他材料的硬度如表二所示。

如從研磨珠對(duì)砂磨機(jī)的接觸件（分散碟、棒銷和內(nèi)缸等）磨損情況來看，硬度大的研磨珠對(duì)接觸件的磨耗性雖大些，但可通過調(diào)節(jié)珠的填充量，漿料的粘度、流量等參數(shù)以達(dá)最佳優(yōu)化點(diǎn)。

表二

2.3 研磨珠的粒徑

研磨珠的大小決定了研磨珠和物料的接觸點(diǎn)的多少，粒徑小的珠子在相同的容積下接觸點(diǎn)越多，理論上研磨效率也越高；另一方面，在研磨初試顆粒比較大的物料時(shí)，例如對(duì)于100微米的漿料，D=1mm的珠子未必勝用，原因是小珠子的沖量達(dá)不到充分研磨分散的能量，此時(shí)應(yīng)采用粒徑較大的珠子。

3、首次使用研磨介質(zhì)的注意事項(xiàng)

3.1.依物料的粘度高低選擇鋯珠或玻璃珠

3.2.依原料顆粒大小和產(chǎn)品所要求的細(xì)度選擇合適尺寸的珠子。

3.3.檢查研磨機(jī)的分離器或篩網(wǎng)孔徑是否設(shè)定選擇合適，間隙應(yīng)為最小珠子直徑的三分之一。例如：使用 1.2～1.4 mm 的珠，間隙應(yīng)為 0.4 mm 。

3.4.盡量避免在干態(tài)下開啟研磨機(jī)，造成珠子和配件的不必要損耗。

3.5.不同品牌珠子不可混合使用。

3.6.盡量避免大小珠子的混合使用。

4、如何確定鋯珠的粒徑：

4.1.研磨設(shè)備的要求：

1）篩網(wǎng)分離：珠子的最小直徑=篩網(wǎng)的縫隙*1.5；

2）環(huán)式分離：珠子的最小直徑=環(huán)的縫隙*3；

4.2.工藝要求：

1）物料的初始直徑：珠子的最小直徑=物料初始直徑*30~50；

2）物料的最終直徑=珠子的直徑。

4.3.珠子直徑1.5mm是較佳的選擇。

二、研磨珠的破碎

我們選擇好研磨珠后，如何正確使用它，避免研磨珠的破碎，盡量延長(zhǎng)研磨介質(zhì)和砂磨機(jī)接觸件的壽命。

1、碎珠產(chǎn)生的原因

市場(chǎng)上現(xiàn)流行的玻璃珠、硅酸鋯珠和純鋯珠，就生產(chǎn)工藝來說，基本上為電熔法和燒結(jié)法兩種。珠子在熱空氣、冷空氣或電解液中成型，如在某一關(guān)健技術(shù)參數(shù)沒控制好，就會(huì)產(chǎn)生如下的易碎珠：

1.1、 氣泡珠

1.2、 雪人珠

1.3、 尾巴珠

1.4、 扁平（橢圓）珠

以上珠子因帶有應(yīng)力集中區(qū)域，在研磨當(dāng)中容易破碎，故選擇珠子時(shí)，應(yīng)盡量避免此類珠子。

2、珠子的正常磨耗和破碎的判斷

通常情況下，工作一段時(shí)間的研磨珠變小，表面圓滑而不帶棱角，這應(yīng)是正常珠子的磨耗；相反，如珠子當(dāng)中出現(xiàn)帶棱角、片狀異形珠時(shí)這應(yīng)是產(chǎn)生了碎珠。

3、碎珠產(chǎn)生原因

就珠子本身而言，一方面是珠子的質(zhì)量問題，另一方面或者是此種材料的珠子強(qiáng)度不能勝用某種型號(hào)的砂磨機(jī)。如瑞士的Dyno-mill ECM臥式砂磨機(jī)和德國(guó)Drais的DCP立式砂磨機(jī)，因輸入的能量密度比較高，通常建議使用純鋯珠。

另外，研磨珠在砂磨機(jī)正常工作下，以受到大約1公斤的壓力，相對(duì)玻璃珠能承受約5000公斤力和硅酸鋯珠9000公斤而言，研磨珠在砂磨機(jī)中的受力是微不足道的，所以碎珠的原因應(yīng)集中在設(shè)備上和工藝上，而采取相應(yīng)的解決辦法。

4、碎珠解決途徑

A. 設(shè)備方面

1）. 分散盤：分散盤裝反、松動(dòng)或裂損。

2）. 分離裝置：動(dòng)態(tài)篩圈有缺口，篩網(wǎng)破損。

3）. 進(jìn)料泵：齒輪泵突然關(guān)掉后，砂磨機(jī)內(nèi)壓力將珠子反壓到泵內(nèi)。可以通過加裝單向閥盡量避免，同時(shí)保持定期清洗進(jìn)料泵。

4）. 內(nèi)缸：內(nèi)缸有缺陷點(diǎn)。

B. 生產(chǎn)操作方面：

1）. 大小珠子混合使用：此種情況剛開始有提高研磨效率的跡象，但隨著研磨時(shí)間的加長(zhǎng)，產(chǎn)生了大珠磨小珠的情形，最后加快小珠的變形以至破碎。解決方法是盡量使用粒徑均一的珠子。

2）. 不同品牌珠子的混合使用：因各種珠子的硬度、密度等不一致，容易產(chǎn)生硬珠子吃軟珠子的情形，故應(yīng)杜絕此種形式。

3）. 漿料的粘度過稀或過凋：相對(duì)一定密度的研磨珠而言，如此容易造成珠子的堆積和直接接觸砂磨機(jī)的磨損件而加快珠子的磨損和破碎。

4）. 物料的流量過快：這樣會(huì)造成珠子積壓在物料出口處，而加快此處的珠子與砂磨機(jī)配件的磨損。解決方法是先采用間歇開機(jī)的方法將積壓研磨珠弄松，并重新分布均勻，再調(diào)節(jié)物料的流量。

C.其他原因。

5、如何解決研磨珠的破碎

首先鑒別“破碎”珠的樣子，如果顆粒較為圓滑，而不是象碎玻璃片那樣有尖棱角的，這其實(shí)是自然磨損的珠子。這些珠子可能會(huì)被磨成各種形狀如盤狀，橢圓形，或者是變小的球形。這種情況可稱作磨耗，只是磨損程度不同而已。

從受力角度來看，分散盤傳遞能量給珠子時(shí)，如果液體粘度很低，例如當(dāng)用溶劑或水清洗砂磨機(jī)時(shí)，物料的推力不夠大，而珠子便有可能接觸到分散盤而產(chǎn)生破碎。這便是我們建議盡量縮短清洗時(shí)間的一重要原因。如果是用低粘度液體清洗機(jī)器的話，珠子也會(huì)磨損別的珠子或砂磨機(jī)的接觸部件。為使研磨珠、砂磨機(jī)獲得最長(zhǎng)的使用壽命，最好使用樹脂進(jìn)行清洗并在生產(chǎn)過程中維持足夠的物料粘度。

許多人碰到倒掉舊珠子裝入新珠試車后碎珠。下面就這個(gè)問題進(jìn)行分析并探討解決辦法。

1）. 砂磨機(jī)內(nèi)部接觸件安裝不正確：分散盤松動(dòng)或分散盤邊緣有尖角，砂磨機(jī)內(nèi)部有異物，閥門內(nèi)部松動(dòng)等，這些情況都可能造成研磨珠破碎。

2）. 砂磨機(jī)接觸件磨損或未正確安裝：動(dòng)態(tài)分離器或篩網(wǎng)可能已磨損、篩網(wǎng)可能破開了或裝反了，如果因此研磨介質(zhì)通過了分離器而進(jìn)入送料泵內(nèi)，泵在被堵死或停機(jī)之前便會(huì)將珠子壓碎。

3）. 背壓：當(dāng)送料泵關(guān)掉時(shí)，砂磨機(jī)內(nèi)的殘余壓力將珠子壓入泵內(nèi)，這樣當(dāng)泵再次啟動(dòng)時(shí)，它便會(huì)壓碎這些珠子。單向閥不一定可靠且有時(shí)允許珠子在閥門關(guān)閉之前通過。

4）. 研磨珠積壓：如果研磨珠堆積在砂磨機(jī)底部或工作泵過快的轉(zhuǎn)速導(dǎo)致研磨珠都被集中到臥式砂磨機(jī)的出口處，便會(huì)導(dǎo)致這種情況。解決辦法是啟動(dòng)砂磨機(jī)時(shí)以開—關(guān)—開—關(guān)的點(diǎn)動(dòng)方式先把積壓的研磨珠弄松。

5）. 分散盤磨損：這種情況可能會(huì)較難確定。磨損的分散盤邊緣被磨得很凹凸不平，而分散盤邊緣是分散盤轉(zhuǎn)動(dòng)線速度最大的地方且可能會(huì)形成較強(qiáng)的渦流。

另外對(duì)于立式研磨機(jī)，研磨珠因自重集中到下部分散盤的邊緣附近。所有這些因素綜合起來，便有可能造成研磨珠破碎。分散盤的磨損過大很大程度由于送料泵轉(zhuǎn)速過慢、研磨珠密度過大造成。可以通過更換磨損厲害的部件，再裝入同一批次的研磨珠來解決這個(gè)問題。

6）. 將不同廠家生產(chǎn)的研磨珠混用。在密度方面不同廠家的產(chǎn)品可能是不同的。這樣做便會(huì)加劇珠子之間的互相磨損。解決的辦法就是絕對(duì)不要混用不同廠家的研磨珠。如果懷疑已有混用，那就只能將它們?nèi)�部倒掉�?/span>

7）. 因?yàn)椴恍⌒膶⒂眠^的舊珠子添加到砂磨機(jī)中。

8. 垃圾或一些小的已磨損珠子：經(jīng)常會(huì)有垃圾或一些細(xì)小的已磨損的珠子附在篩網(wǎng)上、軸上、支架上，或其它一些機(jī)器內(nèi)角落里。當(dāng)加入新研磨珠時(shí)，這些小東西可能會(huì)從附著位置松脫混入到新添的珠子里。這樣便會(huì)造成新珠子馬上就有破碎的錯(cuò)覺，而其實(shí)您看到的只是以前的一些自然磨損的珠子。如果問題不是太大的話，可以讓這些小東西在一定時(shí)間后自然排出。否則，您就必須徹底倒掉舊珠子，換入新的研磨珠。

9）.清洗珠子可依配方選擇水、溶液或樹脂清洗；清洗時(shí)應(yīng)保持低速，應(yīng)按研磨機(jī)“啟動(dòng)－關(guān)閉”鍵作間歇式清洗。

6、添補(bǔ)研磨介質(zhì)的原理

如發(fā)現(xiàn)研磨機(jī)的研磨效率降低，是添加珠子的可能信號(hào)。

用戶可依本身的工藝條件，掌握珠子的實(shí)際的損耗率，而作定期的篩珠和添加。

將過細(xì)的珠子用篩子篩出，篩網(wǎng)大小為珠子直徑的三分之二

(例如：使用 1.2～1.4 mm 的珠篩網(wǎng)應(yīng)為 0.8 mm)， 再添加上差額珠子。

7、如何添補(bǔ)研磨介質(zhì)

由于珠子的自然損耗，珠子的粒徑會(huì)越來越小，為了保持統(tǒng)一的填充量和避免細(xì)珠子堵塞或進(jìn)入分離裝置，應(yīng)依研磨介質(zhì)的壽命和用戶本身工藝的條件來篩珠和補(bǔ)充一定量的研磨介質(zhì)。建議 100 — 200 工作小時(shí)后篩珠和添加適量的新珠子。

三、研磨介質(zhì)發(fā)展趨勢(shì)：

研磨介質(zhì)市場(chǎng)上存在各種的研磨球（珠），如何向用戶推薦合適的介質(zhì)以及用戶本身如何選擇最佳介質(zhì)，已成為研磨行業(yè)不可忽視的問題。本文試從市場(chǎng)取向上作如下幾點(diǎn)闡述：

1、粒徑愈用愈小

研磨設(shè)備從全球第一臺(tái)使用粒徑較大研磨球的攪拌式球磨機(jī)（Attritor）誕生，發(fā)展到使用粒徑較小的研磨珠的立式砂磨機(jī)、臥式砂磨機(jī)以及各種帶改良功能的超細(xì)研磨新一代砂磨機(jī)，使用的研磨介質(zhì)的粒徑愈來愈小。其主要有兩個(gè)推動(dòng)原因：

物料研磨最終細(xì)度微米化 ：由于研磨機(jī)內(nèi)的物料是通過運(yùn)動(dòng)中的研磨介質(zhì)的接觸作分散和研磨，研磨介質(zhì)粒徑越小而接觸點(diǎn)越多，最后達(dá)到較高的研磨效果及較小的研磨細(xì)度。例如某一品牌粒徑為2mm硅酸鋯珠，每升約為20,000顆，而粒徑為1mm的顆粒達(dá)到約80,000，后者是前者的4倍。當(dāng)使用較大粒徑鋯珠對(duì)某一產(chǎn)品進(jìn)行研磨時(shí)，無論經(jīng)過多少道的砂磨，物料的粒徑始終未能達(dá)到要求的細(xì)度 ；而當(dāng)改用粒徑較小的研磨珠時(shí)，效果即得到明顯的提高。

砂磨機(jī)分離裝置的改進(jìn)使用超細(xì)研磨珠成為可能 : 允許使用的最小研磨珠粒徑已成為評(píng)衡砂磨機(jī)質(zhì)量檔次的一重要指標(biāo)。分離裝置設(shè)計(jì)和制作材料的每一次革命，都帶來了使用研磨珠顆粒變小的一次飛躍。分離裝置從靜止傳統(tǒng)的扁平Nickel網(wǎng)到帶三角橫梁的Johnson網(wǎng)以及到動(dòng)態(tài)的環(huán)式分離器和套筒式Cartridge網(wǎng)，除使用壽命延長(zhǎng)之外，能使用研磨介質(zhì)的粒徑越來越小，而同時(shí)又不明顯影響物料的流量。套筒式Cartridge網(wǎng)的代表（如美國(guó)Premier的速寶磨）所用的最小珠子達(dá)到0.2mm; 環(huán)式分離器的代表（如瑞士的Dyno-mill實(shí)驗(yàn)室型）可用珠子粒徑也可達(dá)到0.2mm。而瑞士Buhler公司開始研制的離心式分離裝置，使分離原理從區(qū)分珠子粒徑大小轉(zhuǎn)為區(qū)分珠子密度大小，而使研磨珠的最小粒徑推向新的極限。

2、比重愈用愈大

通用研磨珠比較