研磨介質(zhì)對(duì)研磨效果的影響因素

研磨介質(zhì)密度

研磨介質(zhì)的密度在直徑和速度相同時(shí)，研磨介質(zhì)的密度越大，它所具有的動(dòng)能也越大，分散效果自然會(huì)好一些。但是，研磨介質(zhì)密度太大，也會(huì)帶來一些弊病，如增加砂磨機(jī)和送料泵的功率消耗；加劇研磨介質(zhì)自身及機(jī)件的磨損；研磨介質(zhì)沉底現(xiàn)象嚴(yán)重，以致立式砂磨機(jī)啟動(dòng)困難。所以要根據(jù)物料的黏度、密度、固體含量及分散難易程度等因素，綜合考慮，選擇密度合適的研磨介質(zhì)。顯然，對(duì)黏度高、密度大、固體含量高及難分散的漆漿，要用密度較大的研磨介質(zhì)。如低黏度漆漿使用高密度研磨介質(zhì)，無疑會(huì)導(dǎo)致過度磨損。
使用氧化鋯陶瓷珠（密度為3.76g/cm3），對(duì)漿料黏度提出了要求：一般建議立式砂磨機(jī)的漿料黏度不低于0.8Pa．s，臥式砂磨機(jī)的漿料黏度不低于0.6Pa．s。玻璃珠的密度一般不超過2.Sg/cm3，只適用于中、低黏度的漆漿。
研磨介質(zhì)不同，其密度差異較大，目前工業(yè)上使用的研磨介質(zhì)，其密度在2.2～14g/cm3這樣的大范圍內(nèi)。大密度研磨介質(zhì)能夠提高磨效，但同時(shí)密度大，消耗的能量也大，研磨介質(zhì)間的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為大量的熱能使?jié){料溫度升高，從而加劇了微粒子的布朗運(yùn)動(dòng)．造成已磨碎的顆粒重新凝聚，使磨效降低。此外，密度大的研磨介質(zhì)造成砂磨機(jī)的徑向和軸向能量密度嚴(yán)重不均，也影響產(chǎn)品質(zhì)量。一般物料選用理想的密度為2.45～6.lg/cm³的玻璃珠或氧化珠即可。當(dāng)然，分散和粉碎黏度大的硬質(zhì)物料，尚需用鋼珠(密度7.8g/cm³)。

研磨介質(zhì)球形度

球形研磨介質(zhì)在隨葉片公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還有本身的自轉(zhuǎn)，其總的動(dòng)能為：
T=l/2MV²+l/2Jw²
式中T-研磨介質(zhì)總動(dòng)能；
M-研磨介質(zhì)的質(zhì)量；
V-研磨介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度；
J-轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；
w—平面運(yùn)動(dòng)研磨介質(zhì)的角速度。
式中的l/2Jw²是研磨介質(zhì)自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的附加能，由此產(chǎn)生對(duì)粒子的剪切和摩擦的粉碎作用。顯然，自轉(zhuǎn)角速度∞越大，產(chǎn)生的附加能也越大，當(dāng)球體不均勻時(shí)，自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受阻，降低了附加能，不利于研磨。

表面光潔度

研磨介質(zhì)與漿料混合裝入研磨室，在研磨粉碎物料的同時(shí)，介質(zhì)也會(huì)有一定的磨耗，磨耗的材料進(jìn)入漿料后，用通常的方法很難分離，影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至改變漆料的色澤，這是生產(chǎn)者所不希望的。對(duì)于同一種材料，磨耗率與研磨介質(zhì)表面光潔度成正比，所以要求研磨介質(zhì)表面光滑，以減少磨耗率。

機(jī)械強(qiáng)度

研磨介質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度主要指正常工作情況下昀抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度。對(duì)于金屬類研磨介質(zhì)一般無大問題，而對(duì)非金屬類研磨介質(zhì)，要達(dá)到這些指標(biāo)并不容易。其綜合要求是在正確使用條件下基本不產(chǎn)生破碎。

耐磨性

耐磨性是衡量研磨介質(zhì)質(zhì)量的重要條件。不耐磨的介質(zhì)因磨耗而需經(jīng)常進(jìn)行補(bǔ)充，不僅增加成本，而且影響正常生產(chǎn)。磨耗的介質(zhì)材料還會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)，對(duì)機(jī)械零件，如葉片、簡(jiǎn)體、送料泵及密封都帶來危害，在選材時(shí)應(yīng)特別注意。

研磨介質(zhì)直徑

研磨介質(zhì)間的接觸產(chǎn)生粉碎物料的機(jī)械力，在兩研磨介質(zhì)接觸后形成一個(gè)區(qū)域，物料只
有在這一區(qū)域的包容下才有可能粉碎，其體積為
Va=πr²(R+1/3r)
式中Va——研磨有效區(qū)域；
R-研磨介質(zhì)半徑；
r-物料半徑。

研磨介質(zhì)的粒徑

當(dāng)砂磨機(jī)裝填研磨介質(zhì)的空間容積為一定值時(shí)，所裝研磨介質(zhì)珠子粒徑越小，則所能容納的珠子數(shù)目越多。珠子粒徑減小一半，珠子數(shù)目增加到原來的8倍。珠子越多，珠子間相互撞擊和摩擦的次數(shù)增加，分散效果也越好。同時(shí)，珠子越多，其總表面積越大，因而有更大的分散作用面積，并限制了物料粒子的聚集，從而加速了分散作用。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不易分散或要求分散細(xì)度小的漆漿，要選用粒徑小的研磨介質(zhì)；對(duì)容易分散或?qū)Ψ稚⒓?xì)度要求不高的漆漿，可適當(dāng)選用粒徑較大的研磨介質(zhì)。粒徑較大的長(zhǎng)處是機(jī)械強(qiáng)度大，不易碎，磨損后仍可繼續(xù)使用，有利于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)的連續(xù)性。
當(dāng)然，珠子的直徑也不能太小，否則它具有的動(dòng)能太小，不足以分離顏料聚集體。此外珠子太小，還容易堵塞篩網(wǎng)等出料裝置。一般建議最小粒徑要大于出口縫隙寬度的2.5倍。
在串聯(lián)砂磨機(jī)或多筒砂磨機(jī)上，研磨介質(zhì)可采用前粗后細(xì)的方案，逐臺(tái)減小粒徑，以求得到既快又好的綜合效果。
目前常用玻璃珠的粒徑大多在1～3mm范圍內(nèi)。就單位體積而言，小研磨介質(zhì)比大介質(zhì)這一區(qū)域增大約l/R²。假設(shè)隨機(jī)堆積因數(shù)φ—0.639，每個(gè)研磨介質(zhì)約有4.6個(gè)接觸點(diǎn)。在25.4mm³(1.Oin³)的體積中，研磨介質(zhì)直徑為3.175mm(l/8in)有2900個(gè)接觸點(diǎn)，而直徑為0.794mm(l/32in)有180000個(gè)接觸點(diǎn)，即小研磨介質(zhì)直徑是大研磨介質(zhì)直徑的1/4時(shí)，接觸點(diǎn)增大約62倍，這是小介質(zhì)提高磨效的主要原因。
小粒徑介質(zhì)雖然磨效明顯，但同時(shí)損耗也明顯，生產(chǎn)的實(shí)際情況需要根據(jù)物料粗細(xì)來確定研磨介質(zhì)粒徑。

介質(zhì)均勻度

從動(dòng)力學(xué)的角度看，當(dāng)介質(zhì)直徑一致時(shí)，體積相同，則質(zhì)量相等，即m1=m2，在運(yùn)動(dòng)中可獲得相同的動(dòng)量m1v1=m2v2；當(dāng)m1>m2時(shí)，m1v1>m2v2，兩球相撞時(shí)大球?qū)⑿∏蜃查_，造成大球追小球的情況，磨效會(huì)降低。從幾何學(xué)的角度考慮，不同直徑研磨介質(zhì)混裝，小介質(zhì)填充了大介質(zhì)的空隙位置，增多了介質(zhì)的接觸點(diǎn)，提高了磨效，但隨著研磨時(shí)間的加長(zhǎng)，產(chǎn)生了大介質(zhì)磨小介質(zhì)的情形，**加快小介質(zhì)的變形以致破碎。所以應(yīng)當(dāng)盡量避免不同粒徑的介質(zhì)混裝。

介質(zhì)填充率

研磨介質(zhì)的裝填量：砂磨機(jī)要裝多少研磨介質(zhì)才合適呢？若裝入太少，即裝填系數(shù)（研磨介質(zhì)堆積體積與砂磨機(jī)簡(jiǎn)體有效容積之比）太低，分散效率自然很低。但裝得太多，即裝填系數(shù)超過一定限度時(shí)，物料占據(jù)的容積減少，研磨介質(zhì)自身及對(duì)機(jī)件的磨損加劇，工作溫度猛升，主電機(jī)負(fù)荷加大，連送料泵的壓力也升高，這樣非但不能提高分散效率，反而無法正常開車。
研磨介質(zhì)的裝填系數(shù)與物料的黏度、分散盤（或棒銷）的圓周速度及機(jī)器結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。一般的經(jīng)驗(yàn)是物料粘度高，分散盤（或棒銷）的圓周速度高，裝填系數(shù)應(yīng)稍低，反之則取較高值。
通常立式開啟式砂磨機(jī)的裝填系數(shù)可取65%～75%，特殊情況下可取60%-80%;立式密閉式砂磨機(jī)因沒有“冒頂”問題，裝填系數(shù)可取80%～85%；臥式砂磨機(jī)啟動(dòng)容易，裝填系數(shù)可比立式砂磨機(jī)大些，一般可取80%～85%，特殊情況下可取90%。
確定裝填系數(shù)后，就可算出研磨介質(zhì)裝填量(kg)。它等于砂磨機(jī)有效容積(L)與裝填系數(shù)及研磨介質(zhì)堆積密度（g/cm³或．kg/L）的乘積。一般來說，只要砂磨機(jī)的溫升、功率消耗等指標(biāo)在合適的范圍內(nèi)，適度加大研窘介貢裝填量，有利于提高砂磨機(jī)的生產(chǎn)能力。通過多次生產(chǎn)實(shí)踐，就能找到相應(yīng)工藝條件下理想的研磨介質(zhì)裝填量。

化學(xué)穩(wěn)定性

要求研磨介質(zhì)對(duì)物料應(yīng)有一定的化學(xué)穩(wěn)定性．防止研磨過程中介質(zhì)與物料間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成產(chǎn)品污染和加速介質(zhì)磨損，一般非金屬介質(zhì)優(yōu)于金屬介質(zhì)。研磨介質(zhì)的pH值應(yīng)盡可能接近中性。