陶瓷微晶剛玉近期一直是我國磨料磨具、涂附磨具行業(yè)的熱門話題，其優(yōu)異的性能也受到了行業(yè)人士們的廣泛討論，更被寄予了助力普通涂附磨具、固結(jié)磨具升級換代的厚望。針對“陶瓷微晶磨料”這項產(chǎn)品，我們從“陶瓷微晶剛玉”的“性能及檢測”、“技術(shù)路線”、“質(zhì)量的簡易判定方法”、“行業(yè)現(xiàn)狀分析”、“應(yīng)用方向”、“新技術(shù)方向”等方面分享了自己的看法與見解。陶瓷微晶剛玉又稱為SG磨料，是目前剛玉系中最先進(jìn)的磨料，其主要的成分是ɑ氧化鋁。不同的生產(chǎn)廠家有不同的商品代碼，比如國內(nèi)的CA、BCA、SG-S以及國外的Cubitrion、HTB、CB等等。其定義是指使用溶膠凝膠工藝生產(chǎn)的剛玉磨料，微觀晶粒尺寸50-500納米，具有很好的自銳性。常見的外觀有藍(lán)色和白色兩種。顆粒的形狀有自然顆粒、圓條狀、三角條、三角片等等。具體見下表所示：????????????????? 
對于SG磨料，其在磨削過程中的機(jī)理與常規(guī)剛玉磨料不同，核心的原理是在磨削力的作用下，顆粒以非常細(xì)微（納米級）的方式剝落并不斷露出新的磨削刃，剝落的磨料能帶走磨削時產(chǎn)生的熱量，從而能夠達(dá)到高效率長壽命的磨削效果。具體如下圖所示：
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SG磨料微破碎的這種特性，特別適用于航空航天用合金、工具鋼、淬火工件、硬鉻、硬鑄鐵等的磨削。用SG磨料可以制成各種固結(jié)和涂附磨具，它們的性能都明顯優(yōu)于同類普通剛玉磨具，由于SG磨料制造成本較高，工業(yè)上常用其和普通磨料混合制造磨具。各個廠家生產(chǎn)的SG磨料由于采用的配方體系以及生產(chǎn)工藝各有不同，在磨料的物理特性指標(biāo)上顯示出差異性。
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各個性能指標(biāo)高低對磨削的影響各有不同，如下表格列出了大致的原則；這僅僅是從SG磨料的角度總結(jié)的一般性原則，具體的應(yīng)用還有參考磨具的其他要素進(jìn)行匹配。
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在磨料的應(yīng)用中主要考慮三個方面：硬度、自銳性和韌性；SG磨料是能保持較高硬度的同時兼顧自銳性和韌性的磨料。見下圖各種磨料的特性對比。
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應(yīng)當(dāng)注意實際的磨具的應(yīng)用效果，需要考慮磨具的應(yīng)用要求、配方選型、結(jié)合劑強(qiáng)度等等其他要素；磨料只是其中的一個影響因素。
自從上世紀(jì)80年3M和圣戈班生產(chǎn)陶瓷剛玉磨料開始，陶瓷剛玉磨料存在兩種工藝路線；一種是圣戈班開發(fā)的球型堆積晶型的，以白色為主；一種是3M開發(fā)的層片堆積的晶型，以藍(lán)色為主。具體見下圖。
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兩種晶型的生產(chǎn)工藝大致類似，都是使用博姆石作為原料的溶膠凝膠法制備的氧化鋁燒結(jié)工藝。見下圖
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兩種晶型的區(qū)別就在于添加劑的的種類和數(shù)量不同。具體如下表所示：
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晶型特性僅是兩種之間對比（不是與其他磨料對比），具體使用中可以根據(jù)磨削的應(yīng)用來選用不同體系的磨料。其余廠家生產(chǎn)的SG磨料，各有細(xì)微的區(qū)別但是都是模仿的這兩種晶型。在磨料市場上有一種以顏色來區(qū)分磨料的誤區(qū)，比如“白料”，”藍(lán)料”等；這一點需要認(rèn)清，磨料內(nèi)部的晶型體系和性能表現(xiàn)與顏色無關(guān)，基礎(chǔ)的磨料都是白色的。藍(lán)色的磨料是在制造過程中加了氧化鈷作為染色劑，鈷對磨料的性能沒有影響。這個是沿用3M初始的藍(lán)色磨料方案而已，圣戈班則一直未添加染色劑。目前市場上有白色的層片堆積晶型磨料，也有藍(lán)色的球裝堆積晶型磨料。
一般的磨具廠家，僅僅能夠檢測磨料的外觀形貌、粒度分布、松裝密度等常規(guī)性能。針對磨料的核心質(zhì)量特性沒有檢測的能力。而磨料的核心質(zhì)量恰恰是影響磨削的最重要的因素。下面列舉幾種核心質(zhì)量特性和簡易的觀測方法及其原理
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自從上世紀(jì)80年3M和圣戈班生產(chǎn)SG磨料開始，一直到2000年在歐美市場才開始有批量化的應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)含SG磨料的磨具產(chǎn)品已經(jīng)占有大約21%的市場份額。國內(nèi)在2010年開發(fā)出SG磨料，一直到2017年才開始有批量化的市場應(yīng)用推廣，目前國內(nèi)SG磨具的占到總的磨具的份額大約4%，其中48%以上還是進(jìn)口磨具產(chǎn)品。這個SG磨料這個細(xì)分領(lǐng)域，一直是技術(shù)領(lǐng)先于市場。市場的接受程度受制于高價格，一直進(jìn)展緩慢。當(dāng)前全球主要的生產(chǎn)廠家分布及產(chǎn)能如下表所示（截止2019年9月）：
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SG磨料目前主要的使用者在歐美和日韓，各個地區(qū)預(yù)估的消耗量如下表所示：
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從目前來看供應(yīng)大于需求，產(chǎn)生目前狀態(tài)的原因是中國的生產(chǎn)廠家2018年從5家增加到10家，產(chǎn)能翻倍。并且已經(jīng)開始低價惡性競爭。全球主要應(yīng)用方向以及預(yù)估的消耗比例，如下表所示：
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在中國SG磨料目前主要應(yīng)用于固結(jié)砂輪（齒輪磨和軋輥磨），涂覆磨具有廠家開始嘗試，由于技術(shù)問題和市場接受度低，沒有大規(guī)模使用。切割打磨領(lǐng)域在中國市場僅有國外的高端品牌使用SG磨料。國內(nèi)廠家僅僅是在做技術(shù)嘗試。目前中國SG磨料廠家盡管數(shù)量多，但是產(chǎn)能分散并且技術(shù)積累不夠。還是靠低質(zhì)量低價格競爭。國內(nèi)的市場容量不足，主要的業(yè)務(wù)還是出口到國外。未來3-5年中國由于機(jī)加工行業(yè)集中度增加，人工成本上漲等因素; SG磨料的需求會有所增長，但由于相應(yīng)的磨具制造技術(shù)積累不夠，加上部分磨削應(yīng)用已經(jīng)切換到超硬磨具，所以SG磨料的供大于求的狀態(tài)還會維持很長一段時間。
