有磨損就有耐磨涂層

摩擦磨損是自然界的一種普遍現(xiàn)象。摩擦是兩配合表面之間由于微區(qū)接觸而產(chǎn)生的原子或分子間的相互作用所引起的阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象；而磨損是指兩配合表面的物質(zhì)由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而不斷損失的現(xiàn)象。只要存在物體表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就必然會(huì)出現(xiàn)摩擦，有摩擦就必然伴隨著磨損，可產(chǎn)生磨損的工作條件包括滑動(dòng)、微振、沖擊、擦傷、侵蝕等。但由于磨損原因的復(fù)雜性和磨損類型的不確定性，在進(jìn)行耐磨涂層選擇時(shí)，必須分析清楚零部件的工作環(huán)境。采用熱噴涂技術(shù)可以增大軟基體或已經(jīng)發(fā)生磨損的基體的耐磨損性能。 

圖（1）采用火焰熱噴涂碳化鎢耐磨涂層，在閥門內(nèi)壁

一般來(lái)說(shuō)，與同類材料的鑄造或鍛造結(jié)構(gòu)相比，熱噴涂涂層結(jié)構(gòu)具有更高的耐磨性能。這是由于在熱噴涂過(guò)程中粒子經(jīng)受高速淬火以后，形成了具有一定孔隙的特殊結(jié)構(gòu)，在金屬涂層中，變形粒子周圍還會(huì)形成少量氧化物。涂層所具有的微觀孔隙結(jié)構(gòu)不僅有利于零件表面潤(rùn)滑膜的保持，而且能夠容納磨損產(chǎn)生的碎屑，對(duì)提高零件表面的耐磨性能有利。 

圖（2）采用等離子噴涂陶瓷耐磨涂層

磨損的分類

根據(jù)摩擦表面的磨損過(guò)程及其破壞機(jī)理，可將磨損分為磨料磨損、粘著磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損、微動(dòng)磨損、沖蝕磨損和高溫磨損，高溫磨損實(shí)質(zhì)上是粘著磨損和磨料磨損的綜合。各類磨損的特點(diǎn)及其對(duì)涂層材料的性能要求見(jiàn)表所示。 

磨損種類、特點(diǎn)及其對(duì)涂層性能的要求

磨損類型	在磨損中所占比例	磨損表面特征	涂層性能要求
磨料磨損	50%	擦痕、刮傷、犁溝	較高的加工硬化能力，表面硬度要接近甚至超過(guò)磨料硬度
粘著磨損	15%	擦痕、麻點(diǎn)狀魚鱗、錐坑、溝槽	摩擦副材料相容性差，溶解度低，表面能小，不易發(fā)生原子遷移，抗熱軟化能力強(qiáng)
腐蝕磨損	5%	有腐蝕產(chǎn)物（膜或顆粒）	具有耐腐蝕和磨損的綜合性能
疲勞磨損	8%	裂紋、麻點(diǎn)、剝落	高韌性，硬度適中，裂紋傾向小，不含硬質(zhì)非金屬夾雜物
沖蝕磨損	8%	蜂窩狀蝕坑	小角度沖蝕要求高硬度，大角度沖蝕要求韌性好
微動(dòng)磨損	8%	裂紋、麻點(diǎn)	較高的抗頻繁低幅振蕩磨損能力，能形成軟磨削，且與配對(duì)面不相容
高溫磨損	5%	粘著、結(jié)瘤、剝落、蝕坑	一定的高溫硬度，能形成致密且韌性好的硬質(zhì)氧化膜，導(dǎo)熱性好，能迅速使熱擴(kuò)散

1．耐磨涂層性能要求

對(duì)耐磨涂層的要求取決于耐磨涂層與基體材料的力學(xué)匹配性、化學(xué)匹配性、施加載荷的方向和大小以及涂層本身的性能。根據(jù)耐磨涂層的應(yīng)用不同，涂層硬度、化學(xué)穩(wěn)定性、涂層屈服強(qiáng)度、抗裂紋生核與長(zhǎng)大的能力等因素都影響涂層的耐磨性能。 

圖（3）采用鎳鉻合金涂層用于煤粉分配轉(zhuǎn)子上

（1）涂層結(jié)合強(qiáng)度要求

對(duì)耐磨涂層的首要要求就是確保涂層與基體有足夠的結(jié)合強(qiáng)度，為此，基體材料與涂層材料的選擇與設(shè)計(jì)應(yīng)以確保涂層牢固結(jié)合為前提。 
1）基體應(yīng)無(wú)變形。當(dāng)耐磨涂層用于高負(fù)荷工況時(shí)，基體應(yīng)有足夠的硬度和屈服強(qiáng)度，以支承涂層不發(fā)生變形。 
2）涂層與基體材料的彈性模量匹配性? 在彈性應(yīng)變情況下，如果涂層與基體的彈性模量不匹配，在負(fù)載時(shí)就會(huì)在涂層與基體的界面處產(chǎn)生陡變式的應(yīng)力。若涂層的剛性大于基體，涂層中的應(yīng)力就會(huì)增大。隨著載荷和涂層與基體的彈性模量差別增大，應(yīng)力增大。 
表列出了高速鋼與碳化物的彈性模量。 
高速鋼與碳化物的彈性模量

材料	高速鋼	ZrC	VC	TiC	HfC	NbC	TaC	WC＋  12.2％Co	WC＋  5.5％Co	WC	金剛石
彈性模量/x106MPa	0.2	0.41	0.43	0.45	0.46	0.51	0.54	0.57	0.61	0.62	0.79

3）涂層與基體材料的剛性匹配。要使硬質(zhì)耐磨涂層具有較長(zhǎng)的使用壽命，涂層與基體材料的剛性應(yīng)有合理的匹配。如果在剛性小的基體材料上沉積剛性高的涂層。由于剛性不匹配，就會(huì)使涂層中的拉應(yīng)力增大，導(dǎo)致在涂層中形成裂紋并波及到基體，從而引起涂層發(fā)生早期破壞。 
4）熱膨脹系數(shù)的匹配性。如果涂層與基體材料的熱膨脹系數(shù)不匹配，就會(huì)因體積變化而產(chǎn)生應(yīng)力。通常，涂層與基體相比是很薄的，因此，基體的熱膨脹基本上不受涂層熱膨脹的影響，而涂層的熱膨脹則強(qiáng)烈的受到基體熱膨脹的影響。涂層與基體由于熱膨脹不匹配而產(chǎn)生的熱應(yīng)力基本上都集中在涂層中。熱膨脹系數(shù)差別越大，涂層中的應(yīng)力就會(huì)越大，產(chǎn)生裂紋甚至剝落的傾向性就越大。這就是許多耐磨涂層尚未遭受嚴(yán)重磨損就發(fā)生過(guò)早剝落失效的主要原因之一。 
表列出了一些碳化物、氮化物涂層材料與鋼的熱膨脹系數(shù)。 

碳化物、氮化物涂層材料與鋼的熱膨脹系數(shù)

材 料	碳 化 物				氮 化 物			金屬陶瓷		鋼
	Cr3C2	TiC	TaC	WC	TiN	ZrN	TaN	WC＋  5.5％Co	WC＋  12％Co	低合金鋼	高速鋼
熱膨脹  系數(shù)/x10-6K-1	10.3	7.4	6.3	4.2-5.0	10.1	7.24	3.6	5.4	6.1	15	12

當(dāng)基體的熱膨脹系數(shù)大于涂層的熱膨脹系數(shù)時(shí)，在升高溫度時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力為拉應(yīng)力；反之，若涂層的熱膨脹系數(shù)大于基體時(shí)，則為壓應(yīng)力。由表可以看出，大多數(shù)碳化物、氮化物及金屬陶瓷涂層的熱膨脹系數(shù)均小于鋼，只有TiN、NbN和Cr3C2的熱膨脹系數(shù)比較接近于高速鋼的熱膨脹系數(shù)，但差別仍不小。 
5）涂層與基體材料之間的親和力。涂層與基體之間的親和力即化學(xué)結(jié)合能力直接影響涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度。通常，一種化合物在另一種化合物中的固溶度低時(shí)，它們之間的結(jié)合強(qiáng)度也弱。只有當(dāng)涂層與基體之間具有最大的化學(xué)親和力而又不會(huì)產(chǎn)生脆性界面相時(shí)，涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度才最大，才能充分發(fā)揮耐磨涂層的作用。 

（2) 涂層耐磨性要求。

在前述必須確保涂層與基體有足夠牢固的結(jié)合條件下，才能進(jìn)一步提出對(duì)涂層耐磨性的要求，這主要包括如下一些內(nèi)容。 
1）涂層硬度。提高涂層硬度，有利于增大涂層的屈服強(qiáng)度，防止發(fā)生變形；涂層硬度增高，抗磨料磨損性能增強(qiáng)，涂層的磨料磨損速率與涂層硬度成反比。若涂層硬度超過(guò)磨料顆粒的硬度，磨料磨損速率急劇下降。因此，在磨料磨損的工況下，涂層硬度應(yīng)盡可能的高。而在滑動(dòng)磨損情況下，應(yīng)考慮使用韌性強(qiáng)的具有單相結(jié)構(gòu)的軟涂層，但不能有第二相硬質(zhì)顆粒存在，否則將引起嚴(yán)重的磨料磨損。 
2）耐高溫磨損性能。當(dāng)硬質(zhì)涂層用作耐高溫磨損涂層時(shí)，不僅要求具有良好的高溫紅硬性，即具有高的高溫硬度，而且涂層與對(duì)偶摩擦材料之間的化學(xué)溶解度要小。 
3）耐腐蝕磨損性能。耐磨涂層在腐蝕性介質(zhì)中的耐磨性能還取決于涂層在化學(xué)介質(zhì)中的耐蝕性能。許多硬質(zhì)涂層都具有優(yōu)異的耐蝕性，特別是氧化物和碳化物等陶瓷涂層是很好的耐腐蝕磨損涂層材料。 
4）涂層顆粒之間的結(jié)合強(qiáng)度高。硬質(zhì)涂層顆粒之間應(yīng)具有高的結(jié)合強(qiáng)度。例如，WC-Co金屬陶瓷涂層是很著名的耐磨涂層材料，鈷對(duì)碳化鎢等硬質(zhì)顆粒的潤(rùn)濕性極好，因而使碳化鎢顆粒能牢固的粘結(jié)在一起，不會(huì)發(fā)生剝落，在這種前提條件下，才能充分發(fā)揮碳化鎢硬質(zhì)相的高耐磨特性。 
顯然，耐磨涂層的成功應(yīng)用既取決于涂層本身的耐摩擦磨損特性，還取決于涂層與基體之間性能的合理匹配。

2．耐磨涂層噴涂材料選擇 

在某些情況下，要求涂層既具有良好的耐磨損性能也要具有非常優(yōu)良的耐腐蝕特性，例如，在石油、化工、海洋性氣氛等環(huán)境介質(zhì)中工作的零部件，如果將涂層耐磨損性能及耐腐蝕性能分為十個(gè)等級(jí)進(jìn)行定性評(píng)價(jià)的話，其結(jié)果如表所示。其中，1級(jí)表示該涂層的耐磨損性能或耐腐蝕性能最差，10級(jí)表示該涂層的耐磨損性能或耐腐蝕性能最優(yōu)。 

 耐磨涂層噴涂材料選擇表

粉末成分	粉末牌號(hào)	涂層  硬度  (Rc)	結(jié)合  強(qiáng)度  (PSI)	耐磨  等級(jí)  (1-10)	耐蝕  等級(jí)  (1-10)	韌性等級(jí) (1-10)	沉積效率 (%)	噴涂  速率  (lbs/hr)
WCrC-CoCr	W-121	69	10,000	7	6	6	60	8-20
CrWC-CoCr	W-124	67	10,000	8	6	6	55	8-20
CrWC-NiCr	W-129	68	10,000	7	7	6	50	8-20
WC-12Co	1342VM	70	10,000	9	2	2	40	8-20
WC-17Co	1343VM	69	10,000	8	5	4	40	8-20
WC-Co-Cr	1350VM	69	10,000	9	6	4	40	8-20
WC-Cr-Ni	1356VM	68	10,000	8	6	2	30	8-15
CrC-25NiCr	1375VM	57	10,000	7	8	5	30	8-10
NiCrBSiFe	1275H	52	9,000+	6	7	5	45	8-20
CrC-30NiCr	CRC-410-1	64	10,000	7	8	7	50	8-15
CrC-40NiCr	CRC-425-1	60	10,000	6	7	7	50	8-15
CrC-65NiCr	CRC-415-1	55	10,000	4	8	7	50	8-15
Stellite 6	CO-106-1	49	9,000+	5	7	7	40	8-20
NiCrB+WC	1334F	63	10,000	7	5	6	45	8-20
WC-10Ni	1310VM	60	10,000	7	6	6	45	8-15

依據(jù)耐磨涂層使用環(huán)境的差異，應(yīng)選擇不同的噴涂材料及噴涂工藝，例如： 

（1）軟支承用涂層

這類涂層允許磨粒嵌入，也允許變形以調(diào)整軸承表面。噴涂材料多為有色金屬，如鋁青銅、磷青銅、巴氏合金和錫涂層等。具體應(yīng)用零件如：巴氏合金軸承、水壓機(jī)軸套、止推軸承瓦、壓縮機(jī)十字滑塊等。 

（2）硬支承用涂層

硬支承表面通常在高載荷和低速度工況條件下工作，該類支承一般用于可嵌入性和自動(dòng)調(diào)整性不重要的部位，以及潤(rùn)滑受限的部位。噴涂材料可選用鎳基、鐵基自熔合金、氧化物和碳化物陶瓷（如Al2O3-TiO2，Co-WC等）、難熔金屬M(fèi)o以及Mo加自熔合金等。具體應(yīng)用零件如：沖床減震器曲軸、防擦傷軸套、方向舵軸承、渦輪軸、主動(dòng)齒輪軸頸和活塞環(huán)燃料泵轉(zhuǎn)子等。 

（3）耐磨粒磨損涂層

當(dāng)使用溫度低于540℃時(shí)，涂層要能經(jīng)受外來(lái)磨料顆粒的切削和犁溝作用，涂層硬度應(yīng)超過(guò)磨粒硬度；涂層材料可選用自熔合金加Mo或Ni/Al混合粉、高鉻不銹鋼、Ni/Al絲、T8鋼以及自熔合金加Co/WC混合粉。具體應(yīng)用零件如：泥漿泵活塞桿、拋光桿襯套、混凝土攪拌機(jī)的螺旋輸送器、煙草磨碎錘、芯軸、磨光拋光夾具等。 
當(dāng)耐磨粒磨損涂層的使用溫度在538-843℃之間時(shí)，涂層要求在高溫下有超過(guò)磨粒的硬度，還必須要有良好的抗氧化性，可采用鐵基、鎳基、鈷基噴涂材料(如鈷基Cr，Ni，W合金粉，Ni/Al絲，奧氏體低碳不銹鋼，鎳、鈷自熔合金等)以及Cr3C2金屬陶瓷粉；在受沖擊或振動(dòng)負(fù)荷時(shí)，若溫度低于760℃，自熔合金最好；而當(dāng)侵蝕嚴(yán)重時(shí)，最好采用Cr3C2；如主要用于抗氧化，則可采用鐵、鎳、鈷基涂層。 

（4）耐硬面磨損涂層

當(dāng)使用溫度小于538℃時(shí)，磨損是由于硬面在較軟表面上滑動(dòng)時(shí)，硬的凸出部分使軟表面開槽而導(dǎo)致刮出碎屑，此碎屑具有同磨粒一樣的作用，這種情況下要求涂層要比配對(duì)表面硬，可采用某些鐵基、鎳基、鉆基噴涂材料、自熔合金、有色金屬(例如加鐵鋁青銅)、氧化物陶瓷、碳化鎢及某些難熔金屬涂層材料。具體應(yīng)用零件如拉絲絞盤、制動(dòng)器套筒、撥叉、塞規(guī)、軋管定徑穿孔器、擠壓膜、導(dǎo)向桿、漿刀、滾筒、刀片軋碎機(jī)、纖維導(dǎo)向裝置、成型工具和泵密封圈等。 

圖（4）采用碳化鎢耐磨涂層用于硅粉輸送彎頭內(nèi)壁

當(dāng)耐硬面磨損涂層的使用溫度在540-815℃時(shí)，雖基本情況與以上相同，但由于磨損在高溫下會(huì)加劇進(jìn)行；所以，須采用鉆基自熔合金、Ni/Ai及碳化鉻涂層材料。當(dāng)溫度低于760℃且有沖擊負(fù)荷時(shí)，宜選用自熔合金；溫度更高時(shí)宜選用Cr3C2涂層；以抗氧化為主則選Ni/Al等。具體應(yīng)用零件如：鍛造工具、熱破碎輥、熱成型模具等。 

（5）耐微振磨損涂層

由于磨損通常是由不可預(yù)計(jì)的微振引起的，所以當(dāng)使用溫度小于540℃時(shí)，應(yīng)選韌性較好的涂層，如自熔合金、氧化物、碳化物金屬陶瓷、某些Ni，F(xiàn)e，Co基噴涂材料和有色金屬等。具體應(yīng)用零件如，伺服馬達(dá)樞軸、凸輪隨動(dòng)件、搖臂、汽缸襯套、防氣圈、導(dǎo)葉、螺旋槳加強(qiáng)桿等。 
當(dāng)耐微振磨損涂層的工作溫度在538-843℃時(shí)，由于工作溫度較高，可采用特定的鐵基、鎳基、鈷基材料及金屬碳化鉻陶瓷材料。具體應(yīng)用零件如：噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)氣密圈、氣密環(huán)、氣密墊圈和渦輪葉片等。 

（6）耐氣蝕涂層

因涂層要承受液體流中的氣體沖擊，故要求涂層具有良好的韌性、高的耐磨性、耐流體腐蝕、無(wú)脆性�？捎肗i基自熔合金、含Al9.5%、Fe1%的銅合金、含Ni38%的銅合金、自熔合金加Ni/Al混合粉、316型不銹鋼、超細(xì)的Al2O3及純Cr2O3等，且所有的涂層都應(yīng)該經(jīng)過(guò)密封處理。具體應(yīng)用零件如：水輪機(jī)葉片、耐磨環(huán)、噴頭和柴油機(jī)氣缸襯套等。 

圖（5）復(fù)合陶瓷涂層采用人工涂抹，施工簡(jiǎn)單，可以應(yīng)用于風(fēng)機(jī)葉片這種磨損惡劣的工況

（7）耐沖蝕磨損涂層

這些涂層要能經(jīng)受尖銳的、硬顆粒引起的磨損�？刹捎脦追NNi基自熔合金粉、自熔合金加細(xì)銅混合粉、高Cr不銹鋼粉、超細(xì)Al2O3粉、純Cr2O3粉、Al2O387%+TiO2l3%復(fù)合粉和Co/WC復(fù)合粉。具體應(yīng)用零件如：抽風(fēng)機(jī)、水電閥和旋風(fēng)除塵器等。

3．耐磨涂層噴涂參數(shù)設(shè)置 

采用美國(guó)Praxair公司生產(chǎn)的KN-75型超音速火焰噴涂設(shè)備噴涂耐磨涂層時(shí)，其參數(shù)設(shè)置如表所示。 
KN-75噴涂各種耐磨涂層參數(shù)選擇表

粉末牌號(hào)	粉末名稱	粒度  分布  (μm)	氧氣  流量(SCFH)		煤油  流量  (LPH)	載氣  (SCFH)	送粉量(RPM)	槍管長(zhǎng)度  (in)	噴涂距離  (mm)
1278F	NiCrFeNbTaMoTi (Atomized)	-53/+20	2000		21.95	9.9	5	4	355
1166F	Ni(Atomized)	-53/+20	1800		19.30	9.9	5	4	355
1234F	FeCr(Atom)	-53/+20	1800		19.30	9.4	5	4	355
1236F	FeCrNiMo(Atom)	-53/+20	1800		19.30	9.4	5	4	355
1245F	CoCrNiW(Atom)	-53/+20	1700		18.93	10.8	5	6	381
1248T-D	CoMoCrSi(Atom)	-53/+20	1950		21.20	10.8	5	6	355
1256F	CoCrWSiC(Atom)	-53/+20	1850		20.06	11.8	5	6	381
1260F	Ni-50Cr(Atom)	-53/+20	2025		21.95	11.8	5	8	381
1262F-D	Ni-20Cr(Atom)	-53/+20	1950		20.82	11.3	5	4	381
1265F	NiCrMoNb(Atom)	-53/+20	1850		22.71	11.8	5	6	381
1269F-D	NiCrMoW(Atom)	-53/+20	1850		26.50	9.9	5	6	305
1274H	NiCrSiFeB(Atom)	-63/+20	1950		21.95	12.2	5	4	381
1275H	NiCrBSiFe(Atom)	-53/+20	1950		21.95	12.2	5	4	381
CO210-24	CoNiCrAlY(Atom)	-45/+20	2000	18.17		12.2	5	4	254
1375VM	Cr3C2-25NiCr (Agg-Sintered)	-45/+15	1850	22.71		9.9	5	6	355
1376T	Cr3C2-25NiCr (Densified)	-53/+20	1850	22.71		9.9	9	8	355
1356VM	WC-CrC-Ni (Agg-Sintered)	-45/+15	1900	22.71		10.8	5	4	330
1350VM	WC-Co-Cr (Agg-Sintered)	-45/+15	1850	22.71		10.8	5	4	381
1343VM	WC-17Co (Agg-Sintered)	-45/+15	2000	22.71		10.8	5	4	381
1343VF	WC-17Co	-38/+10	1050	14.0		12.3	5	4	178
1342VF	WC-12Co	-38/+10	1050	14.0		12.3	5	4	152
1342VM	WC-12Co (Agg-Sintered)	-45/+15	2000	22.71		10.8	5	4	381
1334F	WC-12Co+50Ni SF (Blended)	-53/+13	1800	24.60		10.8	5	6	355
1310VM	WC-10Ni (Agg-Sintered)	-45/+15	1900	19.30		10.8	5	6	381
1310VF	WC-10Ni (Agg-Sintered)	-38/+10	1900	19.30		10.8	5	4	381

圖（7）耐磨涂層各種原材料，有納米陶瓷粉體、有納米級(jí)合金粉體，北京耐默公司可以根據(jù)要求配制各種粉體。

由于超音速火焰噴涂有其自身的特點(diǎn)，在實(shí)際噴涂過(guò)程中要注意以下兩點(diǎn)：①因?yàn)槌�音速火焰噴涂輸入到基體的熱量較大，一定要嚴(yán)格控制冷卻措施，以免發(fā)生基體過(guò)熱、變形等導(dǎo)致工件報(bào)廢的現(xiàn)象；②要特別注意不噴涂部位的遮蔽保護(hù)，由于在超音速火焰噴涂工藝中，噴涂粒子并未加熱至完全熔化狀態(tài)，粒子具有一定的剛性，且飛行速度較高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)等離子噴涂工藝中的粒子飛行速度，采用常用的防粘涂料及防遮蔽膠帶方法已不能滿足遮蔽要求，而必須采用薄鐵皮或薄銅皮捆扎遮蔽法。 

4．耐磨涂層后加工

對(duì)于耐磨涂層來(lái)講，磨削是唯一切實(shí)可行的精加工方法。由于涂層顆粒之間的結(jié)合主要依靠機(jī)械鑲嵌結(jié)合，且含有一定的孔隙，從磨削的觀點(diǎn)看，熱的轉(zhuǎn)移比較緩慢，常規(guī)致密材料的磨削加工方法并不適用于涂層材料的磨削加工。如果磨削壓力過(guò)大或速度過(guò)快，可能造成涂層表面顆粒發(fā)生轉(zhuǎn)移或被移動(dòng)，從而導(dǎo)致涂層內(nèi)部顆粒發(fā)生脫落，甚至導(dǎo)致整個(gè)涂層從基體剝離。決定磨削加工工藝方法的因素包括：涂層類型、工件形狀、要求光潔度和公差等。 

圖（8）耐磨涂層磨加工后符合工業(yè)設(shè)計(jì)要求

一般來(lái)講，噴涂粉末越細(xì)、涂層孔隙率越低、涂層越均勻，磨削加工后的光潔度越好。 
選擇砂輪時(shí)應(yīng)考慮涂層種類、硬度、工件大小與形狀、磨削量、表面光潔度要求、磨床類型等因素。一般遵循以下原則： 

（1）盡可能選用最銳利的砂輪，這種砂輪切削速度快，不易過(guò)熱。砂輪銳利程度與砂輪所用磨粒的類型及粒度有關(guān)。對(duì)于磨削耐磨涂層的砂輪來(lái)講，常用的磨粒是碳化硅和金剛石。這是因?yàn)樘蓟�硅磨粒在磨削時(shí)發(fā)生破裂后會(huì)呈現(xiàn)新的銳利的切削刃，而金剛石磨粒具有良好的耐久性，能干凈地磨削各種硬質(zhì)耐磨涂層。當(dāng)磨粒粒度較小時(shí)，不僅具有較小的表面積，而且切削刃較銳利，比粗磨粒更容易陷入涂層內(nèi)部，從而獲得較高的光潔度。一般來(lái)講，用于耐磨涂層粗磨的磨粒粒度在125-150目，用于細(xì)磨的粒度在380-400目。 

圖（9）采用細(xì)砂紙拋磨陶瓷耐磨涂層表面，拋磨后表面粗糙度降低，但沒(méi)有光潔度。

（2）所選砂輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其硬度級(jí)別要能夠提供自由磨削的效果。砂輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)是指砂輪內(nèi)部各個(gè)磨粒之間的間距，具有多孔結(jié)構(gòu)的砂輪，其磨削效果更佳，這是由于顆粒間造成的間隙能夠提供更大的存屑空隙造成的。砂輪硬度不同也會(huì)影響耐磨涂層磨削效果，較硬砂輪比較軟砂輪具有更長(zhǎng)的使用壽命。當(dāng)磨削應(yīng)力較小、接觸面積較大及磨削速度較高時(shí)，推薦采用較軟的砂輪；當(dāng)磨削應(yīng)力較大、光潔度要求較高、接觸面積較小及砂輪較窄時(shí)，推薦采用較硬砂輪。 
(3）選擇最適合的砂輪粘結(jié)類型。常用砂輪粘結(jié)劑有兩種，即陶瓷粘結(jié)劑和樹脂粘結(jié)劑。采用陶瓷粘結(jié)劑的砂輪能夠承受較高的磨削速度和精確的配合公差，且不受水、酸、油及溫度變化的影響，但要求磨床轉(zhuǎn)速要小于砂輪的安全操作速度，一般小于33米/秒。而采用樹脂粘結(jié)劑的砂輪，可用于更高的磨削速度，并產(chǎn)生更高的光潔度。 
針對(duì)KN-75噴涂的WC類耐磨涂層，推薦磨削工藝如下： 
1) 采用精密、高質(zhì)量的磨削設(shè)備； 
2) 選用水溶性冷卻介質(zhì)淋洗； 
3) 選用樹脂粘結(jié)金剛石砂輪，當(dāng)工件外徑小于50mm時(shí)，選用φ500的砂輪；當(dāng)工件外徑大于50mm時(shí)，選用φ762的砂輪； 
4) 采用兩步法進(jìn)行磨削，第一步：進(jìn)行粗磨，其磨削參數(shù)為：磨粒粒度125-150目；砂輪轉(zhuǎn)速25-30m/s；工件轉(zhuǎn)速0.3m/s；磨削深度<0.01mm；移動(dòng)速度0.2-0.3m/min，縱向進(jìn)磨量0.025-0.05mm；第二步：進(jìn)行細(xì)磨，其磨削參數(shù)為：磨粒粒度380-400目；砂輪轉(zhuǎn)速25-30m/s；工件轉(zhuǎn)速0.5m/s；磨削深度<0.005mm；移動(dòng)速度0.05-0.1m/s，縱向進(jìn)磨量0.025~0.05mm。 
在磨削過(guò)程中，砂輪磨削面的狀況會(huì)發(fā)生變化，使用一段時(shí)間后，不是發(fā)生砂輪面的砂粒被磨損掉，使得磨粒的高度與粘結(jié)劑高度相等，就是發(fā)生砂輪面被磨削材料所填充，這兩種情況都會(huì)削弱砂輪的磨損能力，導(dǎo)致摩擦（擦光）多于磨削，此時(shí)，應(yīng)對(duì)砂輪進(jìn)行修整或更換新的砂輪。當(dāng)采用金剛石工具修整砂輪時(shí)，工具經(jīng)過(guò)砂輪表面的橫移速度影響砂輪的最終切削作用，快速橫移能打開砂輪面，使磨粒重新變鋒利，從而提高砂輪磨削能力；與此相反，當(dāng)橫移較慢時(shí)，會(huì)導(dǎo)致砂輪面封閉，使磨粒鈍化并引起砂輪變硬，對(duì)熱噴涂耐磨涂層，不推薦使用慢速修整法。所以，在使用金剛石砂輪磨削耐磨涂層時(shí)，保持砂輪鋒利非常重要，有利于獲得較高的表面光潔度。 
對(duì)耐磨涂層的磨削一般推薦采用濕式磨削，如果采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，也可采用干磨削。但是，濕磨削的優(yōu)點(diǎn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于干磨削。濕磨削時(shí)，可以使用較硬的砂輪，且不會(huì)增加爆皮或熱裂的發(fā)生率，使表面顆粒的脫出減至最少，并且得到的表面光潔度較好，砂輪不會(huì)很快被填塞，需要的修整次數(shù)也會(huì)少。此外，濕磨削還有助于沖洗掉磨屑?xì)堅(jiān)�。磨削液的過(guò)濾和合適的濃度對(duì)表面光潔度也有影響。 
總之，只要在磨削加工過(guò)程中仔細(xì)操作，就可以獲得具有良好光潔度的耐磨涂層表面。下面是確定耐磨涂層磨削工藝時(shí)需要考慮的一些因素。
1）使用較軟的、自由磨削的砂輪，可大大減少擦光和磨粒脫出的機(jī)會(huì)； 
2）保持砂輪面清潔、鋒利； 
3）采用正確的砂輪修整工藝； 
4）進(jìn)行粗磨時(shí)盡量選用粗粒度砂輪，進(jìn)行精磨時(shí)要選用細(xì)粒度砂輪，如果想用粗砂輪來(lái)獲得好的表面光潔度，可能導(dǎo)致磨粒脫出、污染或燒焦； 
5）使用輕磨削。耐磨涂層通常較薄，過(guò)大的磨削壓力可能引起涂層表面分層或表面顆粒脫出； 
6）進(jìn)行最后一道磨削工序時(shí)應(yīng)采用無(wú)火花磨削，否則會(huì)導(dǎo)致砂輪面鈍化或釉光； 
7）始終保持涂層受壓，通過(guò)噴涂面向基體下切才能使分層和顆粒脫出限制到最小； 
8）磨削工藝優(yōu)化處理。磨削參數(shù)變化對(duì)磨削速度和光潔度有較大影響，耐磨涂層表面光潔度在很大程度上取決于所選用的磨削工藝。當(dāng)給定砂輪存在問(wèn)題時(shí)，應(yīng)進(jìn)行砂輪速度、進(jìn)給速度、工件速度及修整工藝。