喷砂磨料的化学成分是反映喷砂磨料质量好性能的主要指标,它是决定喷砂磨料物理性能的内在因素。过急对刚玉喷砂磨料化学成分的规定见下表:
品种 | 粒度范围 | Al2O3 | Na2O | Cr2O3 | TiO2 | Fe2O3 | 备注 |
棕刚玉 |
F4~F90 F100~F180 F220~F240 |
94.50~97.00 ≥93.50 ≥92.50 |
1.50~3.80 | GB/T2478-1996 | |||
白刚玉 |
F12~F90 F100~F240 F230~F800 F1000~F1200 |
≥98.50 ≥98.50 ≥98.00 ≥97.00 |
≤0.50 ≤0.70 ≤0.80 ≤0.80 |
GB/T2479-1996 | |||
铬刚玉 |
F12~F90 F100~F240 |
≥98.50 ≥98.00 |
0.15~0.40 | JB/T7986-2001 | |||
微晶刚玉 |
F4~F90 F100~F240 |
94.00~96.50 93.00~96.00 |
2.20~3.80 | JB/T7987-2001 | |||
单晶刚玉 |
F24~F90 F100~F240 |
≥98.50 ≥98.00 |
JB/T7996-1999 | ||||
黑刚玉 |
F220及更粗 细于F220 |
≥77.0 ≥62.0 |
≥5.0 ≥5.0 |
JB/T3629-1999 |
刚玉喷砂磨料的氧化铝含量是主要的化学成分指标。这是由于氧化铝是刚玉成分的绝大部分,并决定了刚玉喷砂磨料的磨削性能和理化性质。此外,棕刚玉喷砂磨料标准海底TiO2含量作了规定。TiO2含量不仅影响刚玉喷砂磨料的机械性能,还影响喷砂磨料的色泽。棕刚玉中TiO2含量低于1%~1.3%时,喷砂磨料呈灰白色。白刚玉中的Na2O能与Al2O3形成高铝酸钠(Na2O·11Al2O3),消耗刚玉中的Al2O3,使α-Al2O3含量减少,所以国标对白刚玉喷砂磨料中的Na2O含量有严格控制。
微晶刚玉的化学成分与棕刚玉基本相同。单晶刚玉的Al2O3含量为98.00%以上,与白刚玉相近。因单晶刚玉以铝矾土喷砂磨料为主要原料,所以喷砂磨料中还含有一定数量的TiO2和少量杂质(MgO,CaO等)。铬刚玉的生成机理与白刚玉大体相似,所以铬刚玉的Al2O3含量为98.00%以上,与白刚玉相近。所不同的是在冶炼时加入了0.5%~3%的Cr2O3.氧化铬与Al2O3之间形成连续的固溶体。在刚与众Cr2O3以置换固溶体状态存在于刚玉晶体之间。铬以Cr3+(69pm)取代Al3+(51pm),使晶格产生某些变化,从而增加了晶体的抗冲击能力,改善了刚玉的物理机械性能,特别是Cr2O3在2%~3%时能显著地提高其磨削能力和韧性。氧化铬的加入还使刚玉的晶格常数d发生变化,晶体中晶面间距增大。
喷砂磨料的化学成分随喷砂磨料粒度的变化略有波动。喷砂磨料粒度越细,纯度越低。也就是说,喷砂磨料的主要化学成分含量随粒度变化而减少,杂质含量相应地增加。