鋯材泵閥產品： 母液循環泵、外循環泵、脫水塔進料泵、鋯球閥、鋯截止閥及鋯旋塞閥，廣泛應用于氯堿和醋酸行業。鋯合金對多種酸（例如鹽酸、硝酸、硫酸和醋酸）、堿和鹽具有優良的抗蝕性，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

（1）化學活性大，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，磨削時容易堵塞砂輪。鋯合金比我們熟知的難磨削材質鈦合金粘性還要大。

（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低，極易燒傷工件，在磨削后的已加工表面產生微裂紋缺陷。

2. 鋯合金磨削存在的問題

（1）表面粗糙度質量不好。

因鋯合金燃點低、比熱小，表面易燒傷，以致燒傷積累，表面粗糙度達不到要求，有時有魚鱗狀缺陷。

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

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

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

針對鋯合金磨削存在的問題，進行了研究、分析和試驗，力求在實踐應用中解決問題。

3. 針對燒傷問題的解決措施

（1）多種砂輪磨料擇優試驗。① 單晶剛玉： 呈淡黃或白色，單顆粒球狀晶體，強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，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，導熱性好，棱角鋒利，自銳性能好。適用于粘附材質，以減少與工件的砂輪粘附。④立方氮化硼砂輪：特點是磨削力小，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（磨耗小）。

（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，同時考慮到表面粗糙度要求，采用46#、60#砂輪粒度進行試驗。

（3）采用陶瓷結合劑。其自銳性能好，會降低磨削表面粗糙度值，且耐熱性好。

（4）砂輪組織號5～8，以中等疏松、疏松組織為宜，利于排熱。

（5）根據鋯合金材料特性，選取砂輪硬度為中軟1（K硬度等級）。

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

選用3號高負荷磨削液，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，以提高表面質量。

4. 針對外圓表面多棱形缺陷的解決措施

（ 1 ） 砂輪的平衡必須調整好， 做到砂輪不平衡量值＜0.1g。

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

（3）軸磨削時必須分粗、精磨，反復調頭。磨削時，粗、精磨之間要有時間間隔，必要時去應力退火。

（4）砂輪磨鈍后及時修磨。

5. 針對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）磨削過程中發現中心孔燒傷變形時，必須及時修磨中心孔至合格后，方可進行下道工序。

（3）粗磨后，對特殊長軸增加一道去應力退火工序，減小磨削力。

6. 砂輪試驗情況

（1）樹脂砂輪：磨削時發熱大，有塑料燃燒的味道，有白煙，試驗工件表面燒傷較嚴重，表面發黑，螺旋線燒傷。

（2）單晶剛玉砂輪：磨削時發熱大，試驗工件表面質量好，但燒傷比樹脂砂輪嚴重，螺旋線燒傷。工件轉速高時比轉速低時燒傷程度輕一些，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：磨削時有發熱，試驗工件表面有可見輕微點燒傷。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：磨削工件時有發熱，磨削表面質量不好，砂輪和鋯合金軟硬度不相適應，存在粘結燒傷，表面粗糙度值Ra=3.2μm。同時因為立方氮化硼砂輪硬度高，易在磨削表面產生殘余拉應力，且成本高（價格為普通砂輪的10倍）。

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

綜上所述，磨削鋯合金的砂輪最適合、最經濟的是綠碳化硅砂輪。

7. 試驗最終確定的磨削工藝參數

在確定采用綠碳化硅砂輪磨削后，對磨削參數進行了多次配對試驗，最終確定結果如附表所示。

8. 結語

此次試驗成功解決了鋯合金磨削中遇到的幾大難題。特別強調的是在磨削軸類零件時，為防止中心孔咬合變形燒傷，要及時加黃油潤滑；發現中心孔有燒傷變形時，要及時修磨中心孔；磨削細長軸時，在粗磨后，必要時應增加去應力退火工序。

磨削試驗成果很快在公司的鋯產品中推廣應用，產生了很大的經濟效益。該磨削試驗的成功，對新產品研發具有較強的指導意義，也形成了研究、試驗和實踐的良好循環體系，為以后此類問題的解決提供了借鑒。