碳化矽 (SiC) 是一種非常重要且常見的磨料，用於製造砂輪和切割片。其獨特的物理和化學性質使其在某些應用中具有不可替代的作用。本文將重點放在兩個主要面向：碳化矽的使用原因及其生產流程。 1
. 為什麼選擇碳化矽作為磨料？
碳化矽是一種人造高硬度材料，莫氏硬度為 9.5，僅次於鑽石和立方氮化硼 (CBN)。它具有多種關鍵特性，使其成為理想的磨料工具：
高硬度和鋒利度：碳化矽顆粒極為堅硬且鋒利，能有效去除材料。
脆性：與剛玉（氧化鋁）磨料相比，碳化矽的脆性更高。這在磨削過程中是一個優勢，因為鈍化的顆粒會斷裂，露出新的鋒利邊緣和棱角，從而產生「自銳化」效應，保持持續的切削力。
良好的導熱性：這有助於消散研磨過程中產生的熱量。
化學穩定性：它特別適合加工高硬度和低抗拉強度的材料，因為它不會與這些材料反應。
主要應用類別：
黑碳化矽 (SiC)：純度較低，約 98.5% 或更高。它具有優異的導熱性和韌性，主要用於加工抗拉強度較低的材料，例如：
玻璃、陶瓷、石材等非金屬材料
鑄鐵、有色金屬（如銅、鋁和黃銅）
橡膠和皮革
耐火材料
綠碳化矽 (SiC)：純度較高（>99%），硬度較高，脆性較高。主要用於加工硬脆材料，例如：
硬質合金（鎢鋼）刀具
光學玻璃、玉石、瑪瑙
鈦合金
矽、鍺等半導體材料
1. 原料準備及混合
這是最關鍵的一步，決定了砂輪的性能（例如硬度、粒度和結構）。
磨料顆粒：根據加工材料選擇合適的碳化矽類型（黑色或綠色）和粒徑（例如 46、60、120 等）。粒徑越大，顆粒越細，表面光潔度越高，但研磨效率也會降低。
黏合劑：它的作用類似於“膠水”，將磨粒黏合在一起。常見的黏合劑類型包括：
樹脂結合劑：最常用的一種，通常由酚醛樹脂製成。製成的砂輪具有優異的彈性、強度和耐高速性，非常適合切割、研磨和粗磨。大多數切割片都使用樹脂結合劑。
陶瓷結合劑：由黏土和長石等陶瓷材料製成。製成的砂輪堅硬、耐熱，且形狀保持性好，但相對較脆。主要用於精密磨削，較少用於切割片。
其他黏合劑，例如橡膠和金屬黏合劑，用於專門的用途。
填料：在研磨過程中添加冰晶石、黃鐵礦等功能性材料，起潤滑、冷卻或改善研磨性能的功能。
將精確比例的碳化矽磨料、黏合劑粉末和填料放入攪拌機中，經過長時間均勻混合。
2.成型將
混合好的材料放入特定尺寸和形狀的模具中。
在大型壓力機上進行冷壓，施加巨大的壓力（從幾十噸到幾千噸不等）將鬆散的混合物壓實成緻密的、最初堅固的砂輪毛坯。
將芯棒置於模具中心，直接形成砂輪的安裝孔。
3. 固化：
這是賦予砂輪最終強度的過程。具體方法取決於所使用的結合劑：
對於樹脂結合劑砂輪：將壓製好的砂輪毛坯放入大型烘箱（淬火爐）中，在嚴格控制的溫度（如180℃～200℃）和時間（數十小時）下加熱。樹脂熔化並發生交聯反應，最終固化，將磨粒牢固地黏結在一起。
陶瓷結合劑砂輪：將毛坯放入高溫窯中，在超過1000°C的溫度下燒結。陶瓷結合劑將磨粒玻璃化並牢固地結合。
4.加工與檢驗
加工：砂輪毛坯固化後，經過車削與靜平衡，以確保孔徑準確、外徑同心度高、運轉平穩無振動。
檢查：這是確保安全的關鍵步驟。每個砂輪都經過嚴格的測試，包括：
旋轉試驗：以超過其最大工作速度（例如1.5倍）的速度旋轉，以測試其結構完整性並防止在使用過程中出現開裂。
檢查外觀、硬度和平衡性。
最後，將合格的切割輪貼標、包裝，等待出貨。