锆材泵阀产品： 母液循环泵、外循环泵、脱水塔进料泵、锆球阀、锆截止阀及锆旋塞阀，广泛应用于氯碱和醋酸行业。锆合金对多种酸（例如盐酸、硝酸、硫酸和醋酸）、碱和盐具有优良的抗蚀性，更为重要的是，锆合金在300～400℃的高温、高压水蒸气中具有良好的耐蚀性。

（1）化学活性大，易氧化。

锆合金在空气中易形成氧化层，氧化表层的强度和硬度更高，因而单位面积承受的磨削力较大。

（2）锆合金粘性很大，磨削时容易堵塞砂轮。锆合金比我们熟知的难磨削材质钛合金粘性还要大。

（3）磨削力大，磨削温度高，容易引起烧伤缺陷。锆合金的导热率和比热都特别小，不到钛合金的0.5倍。钛的比热为29J/（kg·K），而锆的比热为0.50J/（kg·K）。切削热集中在砂轮和工件的摩擦部位上，升温很快，再加上锆合金粉末燃点低，极易烧伤工件，在磨削后的已加工表面产生微裂纹缺陷。

（1）表面粗糙度质量不好。

因锆合金燃点低、比热小，表面易烧伤，以致烧伤积累，表面粗糙度达不到要求，有时有鱼鳞状缺陷。

（2）外圆面容易产生多棱形缺陷。因锆合金磨削时粘性大，极易使砂轮钝化，导致中心孔变形。

（3）轴类零件中心孔易烧伤变形。因锆合金燃点低，磨削力大，磨削若润滑不及时，则会导致中心孔烧伤、咬合拉伤及变形，形位公差超差。

（4）锆合金磨削表面容易发乌。因锆合金极易氧化，磨削后表面容易发乌，亮度不好。

针对锆合金磨削存在的问题，进行了研究、分析和试验，力求在实践应用中解决问题。

（1）多种砂轮磨料择优试验。① 单晶刚玉： 呈淡黄或白色，单颗粒球状晶体，强度和韧性均比棕刚玉、白刚玉高，具有良好的多棱多角切削刃，切削能力较强，适用于易变形、易烧伤工件和低表面粗糙度值磨削。②锆刚玉：呈灰褐色，具有较高韧性和耐磨性，是Al2O3和ZrO2复合氧化物，适用于耐热合金、钛合金等难磨材料的磨削。③绿碳化硅：呈绿色，具有较高硬度和脆性，导热性好，棱角锋利，自锐性能好。适用于粘附材质，以减少与工件的砂轮粘附。④立方氮化硼砂轮：特点是磨削力小，磨削温度低，磨削效率高，耐磨性好，磨削比（金属切除量/砂轮消耗量）约为普通砂轮的近百倍（磨耗小）。

（2）选择合适的砂轮粒度。

由于砂轮粒度粗一些的排热性好，适用于粘性材质，同时考虑到表面粗糙度要求，采用46#、60#砂轮粒度进行试验。

（3）采用陶瓷结合剂。其自锐性能好，会降低磨削表面粗糙度值，且耐热性好。

（4）砂轮组织号5～8，以中等疏松、疏松组织为宜，利于排热。

（5）根据锆合金材料特性，选取砂轮硬度为中软1（K硬度等级）。

（6）磨削液选用合成脂极压切削液，必须具有优良的润滑性、良好的冷却和可冲洗性。

选用3号高负荷磨削液，具体配方为： 硫化油酸30%、三乙醇胺 23.3%、非离子型表面活性剂16.7%、硼酸盐5%、水25%。

消泡剂（有机硅）另加，比例为2.5/1 000。

（ 7 ） 磨削深度要小于0.01mm，以提高表面质量。

（ 1 ） 砂轮的平衡必须调整好， 做到砂轮不平衡量值＜0.1g。

（2）磨之前，用硬质合金顶尖修磨粗加工中可能受损的中心孔。磨削中间根据需要增加几次中心孔修磨，确保中心孔接触良好。必须对修磨后的中心孔进行严格检测，以保证修磨到位。中心孔锥面的表面粗糙度要符合要求，工件转速不能过大。

（3）轴磨削时必须分粗、精磨，反复调头。磨削时，粗、精磨之间要有时间间隔，必要时去应力退火。

（4）砂轮磨钝后及时修磨。

（1）为了减少中心孔和顶尖的摩擦，必须在磨削过程中适时加润滑油润滑，以防咬合拉伤引起中心孔烧伤变形。

（2）磨削过程中发现中心孔烧伤变形时，必须及时修磨中心孔至合格后，方可进行下道工序。

（3）粗磨后，对特殊长轴增加一道去应力退火工序，减小磨削力。

（1）树脂砂轮：磨削时发热大，有塑料燃烧的味道，有白烟，试验工件表面烧伤较严重，表面发黑，螺旋线烧伤。

（2）单晶刚玉砂轮：磨削时发热大，试验工件表面质量好，但烧伤比树脂砂轮严重，螺旋线烧伤。工件转速高时比转速低时烧伤程度轻一些，但烧伤问题还是没有解决。磨削过程需要多次修砂轮。

（3）白刚玉砂轮：磨削时有发热，试验工件表面有可见轻微点烧伤。砂轮极易磨钝，磨削过程需要多次修砂轮。

（4）立方氮化硼砂轮：磨削工件时有发热，磨削表面质量不好，砂轮和锆合金软硬度不相适应，存在粘结烧伤，表面粗糙度值Ra=3.2μm。同时因为立方氮化硼砂轮硬度高，易在磨削表面产生残余拉应力，且成本高（价格为普通砂轮的10倍）。

（ 5 ） 绿碳化硅砂轮： 磨削时工件表面质量尚可， 在工件转速低于6.5m/s时有轻微鱼鳞面缺陷， 在控制好工件和砂轮转速后， 表面粗糙度值可达Ra=0.8μm。

综上所述，磨削锆合金的砂轮最适合、最经济的是绿碳化硅砂轮。

在确定采用绿碳化硅砂轮磨削后，对磨削参数进行了多次配对试验，最终确定结果如附表所示。

此次试验成功解决了锆合金磨削中遇到的几大难题。特别强调的是在磨削轴类零件时，为防止中心孔咬合变形烧伤，要及时加黄油润滑；发现中心孔有烧伤变形时，要及时修磨中心孔；磨削细长轴时，在粗磨后，必要时应增加去应力退火工序。

磨削试验成果很快在公司的锆产品中推广应用，产生了很大的经济效益。该磨削试验的成功，对新产品研发具有较强的指导意义，也形成了研究、试验和实践的良好循环体系，为以后此类问题的解决提供了借鉴。