[科普中国]-单晶刚玉

单晶刚玉，指的是单晶电熔氧化铝，是一种用于干磨和易变形易烧伤工件的磨削加工的材料。利用这种磨料磨削淬火钢、工具钢及其他合金钢时，均能获得良好的磨削效果。这种磨料因为环境问题，现已基本停产。

相关介绍单晶电熔氧化铝(又名32A)磨料，即单晶刚玉磨料，是刚玉系磨料中的一个品种，它是以矾土、黄铁矿、无烟煤、铁屑为原料，在电弧炉中冶炼而成。在冶炼过程中，矾土中的杂质除了被无烟煤的碳素还原成金属结合成铁合金沉于炉底之外，有一部分杂质则与黄铁矿中的硫起反应，生成硫化氢气体排出炉外，矾土中的一部分铝与硫化合成硫化铝夹杂在物理刚玉之间。由于硫化铝能溶于水，所以将冷却结晶好的熔块水解后，就能得到大多数是由单个刚玉晶体组成的各种粒度的磨粒，其氧化铝含量在98%以上，颗粒形状多为等积状，而且是完整的晶体，具有良好的多角多棱切削刃，并有较高的硬度和韧性，因此这种磨料在磨削时不易破碎，切削能力强而寿命长。单晶刚玉磨料适于加工较硬的或难磨的金属材料，如高矾高速钢、耐热合金钢、钴基或镍基合金钢、不锈钢等。尤其是含钒2-3%的高钒钢，其可磨性很差，用一般普通磨料很难磨削，而单晶刚玉则能适用。此外，这种磨料磨削淬火钢、工具钢及其他合金钢时，均能获得良好的磨削效果。1

单晶刚玉各项理化指标：

化学成份: Al2O3 99%--99.72% (GB10174-88标准)

粒度组成: 24#--240#(GB2477-83标准)

抗压强度: 30.7N 模压法: 69.25%--82.57%

韧 性: 64.9% 颗粒密度: 3.96-3.99 g/cm2

磁 性 物: 94.6%

基本停止生产虽然单晶刚玉磨料具有优良的磨削性能，但是，由于在制造过程中有H2S和SO2气体及废水产生，严重地污染环境，这种磨料一直在国内未能大量的生产。原第四砂轮厂是单晶刚玉磨料的主要生产厂，由于该厂处于山东省淄博市，基于环保问题，早在上个世纪九十年代就已停止生产，随后单晶刚玉磨料的主要生产厂转移到处于比较偏僻的河南省西峡县，其中主要生产厂西峡县正弘单晶刚玉厂也于2004年以后停止了生产，至此为止，在国内单晶刚玉磨料已基本停止生产。在世界范围内，随着对环境保护的日益重视，这种磨料在上个世纪九十年代末，国外也已基本停止生产。1

单晶刚玉磨料的一些认识误区自单晶刚玉磨料停止生产后，国内磨料的生产厂家经过研制，又开发出了一种新的刚玉磨料品种（据称为国外的MA88），在某些性能上可以替代单晶刚玉磨料，这种刚玉磨料在国内也已经能批量生产，并供应磨具生产厂的需要。但是，在国内这种刚玉磨料的生产厂家在向磨具生产厂提供这种磨料时，仍然称为是单晶刚玉磨料。不过，这种磨料不能说就是单晶刚玉磨料，原因有二：一是单晶刚玉磨料是以矾土、硫化物为主要原料，经电弧炉熔炼，颗粒由水解制成，多为等积状的单晶体，Al2O3含量不少于98%，而这种新研发的刚玉磨料国内也没有正式的权威的制造资料或鉴定资料可供查看，据了解是以铝氧粉为主要原料，经电弧炉熔炼而成，颗粒是由机械破碎的方法获得，从制造工艺的不同可以看出，新的刚玉磨料不能说就是以前的单晶刚玉磨料；二是在磨料的使用性能方面，据了解新的刚玉磨料也不能完全代替原来的单晶刚玉磨料。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所