【解決方案】超硬+鋼材混合工件的研磨問題分析以及合適砂輪推薦，Seya生堯砥研有限公司

本文針對一般鋼鐵材與超硬合金的來做介紹，並對磨料進一步分析與推薦!

為了延長模具的壽命及提高生產精度，有些模具的設計上會使用不同硬度的材質放在同一個模具上。比如說鎢鋼+鋼，超硬合金+SKD等等。然而，這樣的設計卻讓磨削作業面臨到下列幾項挑戰。

■使用鎢鋼+鋼材的常見模具之一馬達鐵芯模具。

平面度不易達成因為兩種工件材質的硬度差距大，以鎢鋼與SKD熱處理後的鋼材相比，兩者硬度差距接近3倍。因此，當砂輪研磨到較軟材質時，能夠去除較多的材料，但研磨到較硬工件時，只能去除較少的材料，當磨削進行一段時間後，工件就會形成段差高低不同的情況，也就無法達到良好的平面度。

■面粗度不佳

在砂輪設計上，如果研磨較硬工件時，通常會將砂輪硬度調軟一些，這是因為磨硬工件時，磨料的損耗會比較大，需要讓砂輪的自銳作用提昇，讓新的磨料加速露出以維持砂輪的切削力。若是研磨較軟工件時，就正好相反，會將砂輪的硬度調硬一些。

■主要解決辦法

提昇磨料硬度—TDCS人造金鋼石

不論任何磨削問題，如何提昇砂輪的切削力是優先需要考慮的問題。切削力的評價可以分為很多面向，在這次探討中，我們可以發現，影響砂輪切削力的一項主要因素—磨料硬度，扮演了很重要的角色。如上所提，超硬合金+鋼料的研磨問題之一是因為兩種材質的硬度及性質不相同。磨料在磨削軟弱的材質時，磨料損耗較少，但工件被去除較多，但磨削較硬的材質時，磨料損耗較多，材料去除較少造成的結果。

■混合磨料TDM

雖然TDCS的硬度在金鋼石中僅次於天然金鋼石，但是不論哪一種金鋼石，都會與鐵產生化學反應，提高磨料的消耗速度。所以如果被磨削的工件，鋼材的比例較高的話，若只有金鋼石磨料的話，反而沒辦法發揮金鋼石硬度高的特性。

所以在這種情況下，我們可以在磨料層中，加入CBN磨料。CBN磨料磨削鋼材的話，能夠發揮比金鋼石更好的效果。但是磨削超硬合金的話，CBN磨料硬度比金鋼石軟，所以損耗會很快。此時，可以籍由金鋼石的硬度優勢來得到好的磨削效果。

■輔助解決辦法—陶瓷內盤以及在磨料層中放入氣孔

一般的超磨料砂輪內盤是金屬材質，這會造成磨削時因熱能的累積，內盤熱膨脹造成過度進刀的問題，過度進刀會使得軟硬材質磨削不均的問題惡化。所以，我們建議更改以陶瓷內盤做為砂輪的內盤以避免這樣的問題發生。另外，一般超磨料砂輪的磨料層中並沒有氣孔的設計，磨削後的工件碎屑沒有地方可以躲藏，會造成工件的刮傷，特別是對於較軟工件造成面粗度不佳的問題。所以，我們建議將磨料層中放入氣孔，以改善這樣的狀況。