从1970年代起,已大量生产人造磨料,其中主要的有碳化矽和氧化铝两种。碳化矽俗称金刚砂,将纯矽石砂与焦炭混合加入少量木屑后,放入电炉中,在2,200~2,480℃焙烧约36小时而制得。氧化铝俗称刚玉,工业上常用电弧炉加热熔化铝矾土制成,雪白透明的用作热敏金属的磨料,黑色的用于加工铸件和钢材。人造金刚石砂轮是硬度高的磨具,为硬质合金刀具的刃磨所必需。人造金刚石还可制成各种形状和大小的工具,以适用于切割玻璃和陶瓷。碳化硼的硬度碳化矽,不适用于制作砂轮,在抛光硬质材料时可用它代替价格昂贵的金刚石。立方碳化硼的硬度是碳化矽的两倍,氧化铝的2.5倍,用它磨削某些工具钢很有效。
金刚石
的硬度,颗粒外形尖锐锋利,对于不同硬度的材料都具有很好的磨削作用,对于存在软硬相差悬殊的不同相的合金试样抛光效果较好。此外,金刚石抛光磨料磨削寿命长,切削能力高,因而磨料消耗少,同时还可以使试样表面基本不产生形变扰乱层。
氧化铁
可以获得极光亮的表面,但同时容易产生变形扰乱层,且会将非金属夹杂物从试样金属基体中曳出,使用很少。
氧化镁
硬度较低,颗粒极细,具有尖锐的外形和良好的磨削刃口。它比较适用于铝、镁及其他非铁金属及合金试样的终抛光。它对钢铁试样中的非金属夹杂物曳出作用小,因此特别适合于夹杂物检验和铸铁石墨试样的抛光特别有利。
磨料的生产技术已有显著的进步。金刚石砂轮的效率较14年前已提高4倍;轧钢厂用的氧化锆-氧化铝砂轮的总成本只为1948年的25%,速度提高了7倍。当前的问题是有关磨削作用的基础理论尚未清楚,有待于研究;制品的规格复杂,品种繁多,不易简化。
磨料的粒度指的是磨料的颗粒尺寸。磨料可按其颗粒尺寸的大小分为磨粒、磨粉、微粉和超微粉四组。其中,磨粒和磨粉这两组磨料的粒度号数用每一英寸筛网长度上的网眼数目表示,其标志是在粒度号数的数字右上角加“#”符号。比如240#,是指每一英寸筛网长度上有240个孔,粒度号的数值越大,表明磨粒越细小。而微粉和超微粉这两组磨料的粒度号数是以颗粒的实际尺寸来表示的,其标志是在颗粒尺寸数字的前面加一个字母“W”。有时也可将其折合成筛孔号。例如W20,是表示磨料颗粒的实际尺寸在20μm~14μm之间,这和筛孔号为500#。
在各种磨料的粒度中又有粗、中、细不同的颗粒。中粒是研磨粉中的基本粒度,是决定磨料研磨能力的主要因素,在粒度组成中占有较大的比例。实践证明:经过离心分选后的研磨粉其研磨能力将比分选前提高20%。细粒在研磨中起很小的磨削作用,粒度除对研磨工件的质量不利外,而且还会降低研磨效率,应在粒度组成中尽量减少它们的数量。因此,从研磨的效率和工作的质量来说,都要求磨料的颗粒均匀。粒度在12#~80#的磨粒组,颗粒尺寸较大,不适用于作研磨加工的磨料。
磨料的主要用途是研磨应用。大多数磨料被制成研磨用磨料。由于该磨料具有较高的硬度和耐热性,因此在加工速度、切削深度和工件表面粗糙度方面具有的性能。此外,磨料也可直接用于磨削,如研磨膏、喷砂切割、喷砂清理等。随着冶金、化工、建材、电气、航空航天、交通运输等新兴行业的发展,对材料性能的要求不断提高。除了研磨应用,更多的人造普通磨料用于非研磨目的。如今,用于耐火材料、钢脱氧剂和碳化硅棒的碳化硅量已经超过了研磨量。碳化硅增强金属材料具有的抗热蠕变和抗热震性。它已成为航天和火箭发动机外壳的基本材料。刚玉和碳化硅制成的耐火材料和工程陶瓷具有良好的抗氧化性、抗冲击性和导热性。它们将成为21世纪汽轮机、发动机和热交换器的关键部件。