硬度世界上排名
最佳答案：
、 天磨料
自界切用于磨削或研磨材料统称天磨料常用天磨料有下几种：
1． 金刚石
金刚石目前已知硬物质其显微硬度98.59Gpa金刚石碳同素异型体主要成份碳另外还含有0.02~4.8%杂质比重3.15~3.53g/cm3其产地非常有限价格昂贵而且极缺乏
金刚石因含杂质同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等脆性较大易沿结晶面裂开结晶越大抵抗外力作用越强金刚石计量单位克拉1克拉=0.2g
天金刚石作磨料主要用途有两方面：
（1） 用于修整砂轮；
（2） 磨削和研磨难加工材料（硬质合金、宝石、玻璃、石料等）
2． 天刚玉
天刚玉主要矿物成份α——Al2O3,其显微硬度20.58Gpa比重3.93~4.00g/cm3自界存天刚玉主要有下三种：
（1）优质刚玉（俗称宝石）有蓝宝石（含钛）、红宝石（含铬）等；
（2）普通刚玉呈黑色或棕红色；
（3）金刚砂分绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂种集合晶体硬度较低
上述三种天刚玉第种主要用于首饰而二种作磨料用来制造砂轮、油石、砂纸、砂布或微粉、研磨膏等
3．石榴石
石榴石晶形较好显微硬度13.33Gpa属于石榴石矿物种类多适合于作磨料仅有铁铝石榴石种其矿物组成：3FeO.Al2O3.3SiO2,含量低于85~90%
4石英
石英化学成份SiO2常夹杂有Al2O3、Fe2O3、 CaO MgO Fe2O3等显微硬度8.04 Gpa用作磨料石英矿有脉石英、石英岩及石英砂等
随着科学技术发展人造磨料品种已达几十种之多天磨料由于自身缺陷已被越来越多人造磨料所取代目前除了天金刚石、石榴石外其种类天磨料用量甚微
二、 人造磨料
人造磨料分刚玉系列、碳化物系列、超硬系列等几大类现各类磨料简要制造方法、特性及磨削对象分别叙述下
1． 刚玉系列人造磨料
属于刚玉系人造磨料有棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚玉、镨钕刚玉、黑刚玉及矾土烧结刚玉等
（1）棕刚玉（A）
棕刚玉铝矾土、无烟煤和铁屑原料电弧炉内经高温冶炼而成冶炼过程无烟煤碳矾土氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属些金属结合起成铁合金由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底与刚玉熔液分离仅有少量杂质夹杂刚玉熔快
棕刚玉主要矿物成份物理刚玉三方晶系少量矿物杂质有：硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石（又称莫来石）、钛化物、玻璃体及少量铁合金等
棕刚玉抗破碎能力较强抗氧化、抗腐蚀具有良好化学稳定性种用途广泛磨料适用于磨削抗张强度高金属材料普通碳素钢、硬青铜、合金钢细磨和精磨磨加工螺纹和齿轮等白刚玉还用于精密铸造及高级耐火材料
（3）铬刚玉（PA）
铬刚玉由于引入Cr3+改善了磨料韧性其韧性较白刚玉高而硬度与白刚玉相近用于加工韧性较大材料时其加工效率比白刚玉高并且工件表面光洁度也较好铬刚玉适应于加工韧性高淬火钢、合金钢、精密量具及仪表零件等光洁度要求较高工件
（4）微晶刚玉（MA）
微晶刚玉所采用原材料及冶炼方法与棕刚玉基本相同停炉立即把熔液通过流放或倾倒方法倒入枝模子内急速冷却（般30分钏内）因而得微细结晶集合体
微晶刚玉冶炼过程杂质还原程度较差Al2O3含量94~96%晶体尺寸般80~300微米晶体占57~85%大晶体尺寸超过400~600微米具有强度高韧性较大特点适用于重负荷磨削磨削锈钢、碳素钢、轴承钢及特种球墨铸铁等材料由于磨粒磨削过程呈微刃破碎状态也被用于精密磨削甚至镜面磨削
（5）单晶刚玉（SA）
单晶刚玉矾土、无烟煤、铁屑和黄铁矿原材料电弧炉内共熔矾土氧化铁、二氧化硅和氧化钛先被还原并组成铁合金从熔液沉降至炉底小部分氧化铝与碳、硫化亚铁起复分解反应生成少量硫化铝填充单晶颗粒之间当熔块冷却放入水时硫化铝被溶解而被硫化铝隔开单晶刚玉即分散开成自粒度磨料
单晶刚玉呈灰白色其颗粒形状多等积形晶体内含杂质具有多棱角切削刃同样磨削力作用下所形成力矩小于其磨料因此易折碎机械强度较高单颗粒抗压强度22~38kg而棕刚玉仅10~20kg单晶刚玉由于有较高硬度和韧性所切削能力较强用来加工工具钢、合金钢、锈钢、高钡钢等韧性大、硬度高难磨材料
(6)锆刚玉（ZA）
锆刚玉铝氧粉和锆英石原料电弧炉内经高温冶炼而成整过程基本上熔化再结晶过程种由α——Al2O3,与ZrO2组成共晶集合体冶炼过程应尽能使两种结晶相互交错构成微晶型晶体
锆刚玉适用于高速重负荷磨削荒磨铸铁、铸钢、合金钢和高速钢等特别适合于钛合金、耐热合金、高钒钢、锈钢磨加工
（7）镨钕刚玉（NA）
镨钕刚玉制造工艺与白刚玉相似其差异冶炼过程加入约0.175%镨钕富集物（氧化镨、氧化钕、氧化镧）大量磨削试验证明其磨削性能优于白刚玉适用磨削锈钢、高速钢、球磨铸铁、高锰铸钢及某些耐热合金等
（8）黑刚玉（BA）
黑刚玉冶炼方法与棕刚玉相同三水铝矾土原料加少量还原剂经溶炼而成其耗电量约棕刚玉三分之二呈黑色主要化学成分：Al2O3低于77%SiO2含量10~12%
Fe2O3含量7~10%TiO2约3%比重小于3.61.
黑刚玉具有好自锐性磨削时发热量少加工件光洁度较好适用于零件电镀前底面抛光铝制品和锈钢抛光也用于抛光光学玻璃、加工木材等由于亲水性好用制造砂纸、砂布和树脂磨具还作研磨膏和抛光粉黑刚玉由于铁含量高因而宜用于制造陶瓷磨具
（9）矾土烧结刚玉
矾土烧结刚玉唯用电炉冶炼刚玉用优质熟矾土（Al2O3含量85%上）经湿法球磨至3微米微粒料浆（球磨时应加粘结剂）再经压滤成型各种几何形状磨粒1500℃下烧结
矾土烧结刚玉主要化学成份：Al2O3（85~88%）、SiO2（3~4%）、TiO2（3.5~4.5%）、Fe2O3（5.6~6.5%）具有α——Al2O3微晶结构韧性高承受较大磨削压力而至于破碎并能切削较厚金属层横向进给高达6mm上磨料形状制成各种柱形体所有磨料唯特例适用于重负荷荒磨
2． 碳化物系列人造磨料
（1）碳化桂
碳化硅石英、石油焦炭主料水粉、食盐辅料按定比例混匀装入电阻炉内通过高温冶炼而制成人造磨料
碳化硅分黑绿两种：黑碳化硅呈黑色或蓝黑色绿碳化硅呈绿色或蓝绿色制造过程生产绿色碳化硅特点于采用较纯原材料炉料加入食盐促进产品呈绿色绿色碳化硅纯度要高于黑色碳化硅
碳化硅与任何酸起反应碱性氧化物熔体能促使碳化硅分解
黑色碳化硅与刚玉系人造磨料相比硬度较高、脆性较大适用于加工抗张强度较低金属及非金属材料灰铸铁、黄铜、铅等有色金属及陶瓷、玻璃厂料等硬质脆性材料
绿色碳化硅与黑色碳化硅相比其纯度、硬度、脆性稍大适用于加工硬而脆材料硬质合金、玻璃、玛瑙等也广泛用于量具、刃具、模具精磨及飞机、汽车、船舶等发动机气缸珩磨
随着工业发展和科学技术进步碳化硅非磨削用途断扩大耐炎材料方面用于制作各种高级耐炎制品垫板、出铁槽、坩锅熔池等；冶金工业上作炼钢脱氧剂节电缩短冶炼时间改善操作环境；电气工业方面利用碳化硅导电、导热及抗氧化性来制造发热元件——硅碳棒碳化硅烧结制品作固定电阻器工程上还作防滑防腐蚀剂碳化硅与环氧树脂混合涂耐酸容器、蜗轮机叶片上起防腐耐磨作用
（2） 铈碳化硅（CC）
铈碳化硅碳化硅炉料内加食盐而添加微量氧化铈（CeO2）冶炼出来,其外观和绿碳化硅相似,显微硬度36.29Gpa与绿碳化硅相比其铈碳化硅显微硬度、单颗粒抗压强度、韧性等均比绿碳化硅高
由于铈碳化硅物理性能有所改弯因此其磨削效也得了定改善试验证明磨钛合金时铈碳化硅与绿碳化硅相比切削效率提高近倍并且火花较小；磨铸铁时当进刀量0.01mm时铈碳化硅耐用度比绿碳化硅砂轮提高18.9%磨削比提高9.6%当进刀量0.02mm时其耐用度提高27.4%磨削比提高74.1%由此见用铈碳化硅磨削铸铁进刀量时其效比绿碳化硅提高更显著磨硬质合金效与绿碳化硅相近磨削CO5Si M5Al 5F-6等难磨高速钢其效与单晶刚玉相似
（3） 碳化硼（BC）
碳化硼（B4C）硼酸（H3BO3）和炭素材料原料电弧炉内经1700~2300℃高温冶炼由碳直接还原熔融硼酐（B2O3）而制得
碳化硼种具有金属光泽灰黑色粉末种超硬材料空气加热至500℃时碳化硼开始氧化当温度达800~900℃时其氧化作用更显著碳化硼曾用来代替金刚石研磨硬质合金刀具其烧结制品代替金刚石作砂轮修整工具适用于精磨碳钨合金、碳钛合金、烧结刚玉、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料制品
（4） 碳硅硼
碳硅硼硼酸、石英砂、石墨原料电弧炉内经高温冶炼而成呈灰黑色其硬度次于氮化硼高于碳化硼脆性大适用于硬质合金、半导师体、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料加工
3． 超硬系列人造磨料
（1）金刚石（JR）
金刚石石黑原料某些金属或合金触媒高温（1000~2000℃）、高压（557~608Mpa）下使石墨结构转变金刚石结构而成金刚石已知硬物质具有较高抗压强度、良好导热性、化学稳定性、耐磨性及较强切削能力
金刚石分JR1、JR2、JR3、JR4、JR5五牌号其特点和用途下：
1．JR1型：晶体多针片状晶面粗糙用于制造树脂结合剂金刚石磨具主要用于硬质合金、陶瓷、玻璃及难磨材料精磨工序加工效好表面光漫无边际度高有时也用于半精磨适于重负荷磨削
2．JR2型：晶体大部分等积形适于制造金属结合剂及陶瓷结合剂金刚石磨具承受较大负荷用于粗磨、半精磨硬质合金及非金属材料也切割光学玻璃、宝石、高硬岩石等
3．JR3型：晶体较完整晶面光滑抗压强度高用于制造金属结合剂地质钻头、修整工具和切割工具等
4．JR4型：晶体完整抗压强度高于JR3用于制造地质钻头、修整工具和切割工具等
5．JR5型：颗粒浅黄或淡黄绿色多透明无杂质完整八面晶体强度高适于制造切割锯片钻头及修整工具等用于加工硬脆非金属材料
（2）立方氮化硼
立方氮化硼六方氮化硼原料减金属或碱土金属或们氮化物作触媒高压高温下转变立方晶体氮化硼转变与石墨转变金刚石相似
立方氮化硼种新型超硬磨料其硬度仅次于金刚石而热稳定性、化学稳定性均优于金刚石特别对铁族金属化学惰性好易与钢材起反应磨既硬又韧钢材时具有独特优点耐磨性比普通磨料高30~40倍加工高速钢、合金钢、耐热钢时其工作能力大超过金刚石磨具工作能力亦作磨加工硬质合金及非金属材料使用
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