1、重負(fù)荷砂輪的發(fā)展
        重負(fù)荷砂輪主要使用樹脂結(jié)合劑，樹脂重負(fù)荷的磨削效率居其它各種磨具之首。它主要用于鋼鐵工業(yè)中對(duì)鋼錠、鋼坯、鋼板的修磨以及各種鑄件的表面清理等。故又把這種砂輪稱之為荒磨砂輪或磨鋼坯砂輪，它的發(fā)展依賴于鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，以及相應(yīng)的高效磨床的發(fā)展。
        從前，上述鋼坯修磨作業(yè)采用陶瓷結(jié)合劑砂輪和樹脂結(jié)合劑砂輪。由于陶瓷結(jié)合劑砂輪回轉(zhuǎn)強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度都不如樹脂結(jié)合劑砂輪高，故后來逐步由樹脂結(jié)合劑砂輪代替了陶瓷結(jié)合劑砂輪。
        板坯修磨機(jī)是冶金企業(yè)對(duì)不銹鋼連鑄坯進(jìn)行表面加工的設(shè)備,經(jīng)過砂輪對(duì)鋼坯表面的磨削,去除氧化層和表面缺陷,是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。影響該工序成本的重要因素是金屬去除率和磨削比。金屬去除率用單位時(shí)間內(nèi)磨掉的金屬重量來評(píng)價(jià),磨削比是指磨掉的金屬重量與消耗的砂輪重量之比。根據(jù)磨削動(dòng)力學(xué)原理,要達(dá)到大的金屬去除率,主要的方法是提高砂輪的線速度和增大磨削壓力。但是,提高磨削壓力和砂輪線速度會(huì)影響砂輪使用壽命,因此,必須尋求最佳加工工藝。
        我國(guó)鋼坯修磨，原來多采用懸掛式修磨機(jī)。這種修磨機(jī)的缺點(diǎn)是磨削壓力?。ㄓ萌耸┘訅毫?，一般壓力為10～40Kg、速度30～40M/S）磨削效率低、修磨質(zhì)量差，難以實(shí)現(xiàn)鋼坯的“全扒皮”作業(yè)，另外，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作環(huán)境條件惡劣，影響工人的人身健康等。這種磨削工藝落后。已不能適應(yīng)我國(guó)鋼鐵工業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)。目前我國(guó)對(duì)鋼坯修磨作業(yè)也非常重視，不斷地進(jìn)行研究，自己設(shè)計(jì)和從國(guó)外引進(jìn)了一定數(shù)量的現(xiàn)代化磨鋼坯機(jī)，并相應(yīng)地進(jìn)行磨鋼坯砂輪的研究，來滿足我國(guó)鋼鐵工業(yè)日益發(fā)展的需要。國(guó)外從60年代起對(duì)重負(fù)荷磨削進(jìn)行大力研究，為解決鋼坯修磨的機(jī)械化問題、磨削效率問題，2000年創(chuàng)造了高速重負(fù)荷磨削工藝。這種磨削工藝的特點(diǎn)是對(duì)修磨機(jī)來講需要使用大馬力的修磨機(jī)，它磨削負(fù)荷大，操作已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，因而磨削效率大大提高，每小時(shí)磨除金屬量可高達(dá)500～800Kg：從砂輪制造來講，對(duì)砂輪提出了更高的要求，砂輪用磨料要采用特殊磨料（粗粒度），要能夠承受高的磨削壓力，砂輪使用速度要達(dá)到80米/秒以上，硬度要達(dá)到超硬級(jí)，才能滿足重負(fù)荷磨削工藝的苛刻要求。目前國(guó)外已制造和使用了能承受磨削壓力1000Kg，砂輪使用速度達(dá)90米/秒的樹脂高速重負(fù)荷砂輪。目前國(guó)外對(duì)砂輪的研究方向是：砂輪使用速度100米/秒以上，負(fù)荷壓力為1000～1500Kg，磨削效率即金屬磨除量每小時(shí)達(dá)到800～1000Kg，磨削比達(dá)到200～250，這樣磨削鋼坯成本會(huì)大大降低，為原來的五分之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鋼鐵部門所使用的砂輪中，樹脂磨具占85％，這85％的樹脂磨具中，重負(fù)荷磨具占45％，中負(fù)荷磨具占30％，低負(fù)荷磨具占10％。另樹脂重負(fù)荷和中負(fù)荷磨具與國(guó)家粗鋼產(chǎn)量、特別是特殊鋼產(chǎn)量的關(guān)系也極為密切。
        重負(fù)荷荒磨的技術(shù)特點(diǎn)包括:(1)磨削壓力、砂輪速度和金屬磨除率高、磨削功率大，要求機(jī)床具有足夠的剛度和強(qiáng)度;(2)使用高強(qiáng)度、高硬度和粗粒度的重負(fù)荷荒磨砂輪。一般均采用樹脂結(jié)合劑和棕剛玉、微晶剛玉、燒結(jié)剛玉和鋯剛玉等高韌性磨料，超硬級(jí)硬度，且砂輪不需要修整;(3)采用干式磨削方式。
        2、重負(fù)荷砂輪使用的磨料：
        重負(fù)荷砂輪的特點(diǎn)是工作速度高，磨削壓力大、磨削效率高。所以對(duì)砂輪的機(jī)械強(qiáng)度要求很高。而砂輪的機(jī)械強(qiáng)度取決于它的結(jié)構(gòu)。砂輪的結(jié)構(gòu)由磨粒、結(jié)合劑、氣孔三者之間的比值和它們的分布情況而定。想要得到較為密實(shí)結(jié)構(gòu)的砂輪，那就必須增大砂輪的成型壓力，成型壓力的大小又要由磨料的脆性和強(qiáng)度決定。重負(fù)荷砂輪使用的磨料大致有以下主要幾種：
         ⑴棕剛玉磨料。起初重負(fù)荷砂輪用的磨料都采用棕剛玉磨料。這種磨料韌性高，抗破碎性能強(qiáng)。一般用來制造低負(fù)荷或中負(fù)荷的重磨削砂輪。      
        ⑵燒結(jié)剛玉磨料。燒結(jié)剛玉又分為礬土燒結(jié)剛玉、氧化鋁燒結(jié)剛玉以及燒結(jié)鋯剛玉磨料等。這些燒結(jié)剛玉磨料適用于制造重負(fù)荷砂輪。
        ⑶鋯剛玉磨料。這是一種高效磨削磨料，目前國(guó)外重負(fù)荷砂輪制造多采用這種磨料。一般要求ZrO2在剛玉中的含量在25～40％范圍內(nèi)，晶體尺寸為20微米，最大不超過40微米。常用于制造重負(fù)荷砂輪的為含ZrO225％的鋯剛玉。
        ⑷重負(fù)荷砂輪使用的磨料粒度。為提高磨削效率，重負(fù)荷砂輪多采用粗粒度。目前國(guó)外、國(guó)內(nèi)常用的磨料粒度為6＃、8＃、14＃、16＃、20＃、24＃、30＃、36＃等等。 

        3、重負(fù)荷砂輪使用的結(jié)合劑：
        結(jié)合劑是砂輪的關(guān)鍵組成之一，其功能是將磨料顆粒接固成一體形成砂輪，以幫助其實(shí)現(xiàn)磨削功能。重負(fù)荷砂輪使用的結(jié)合劑目前主要是酚醛樹脂。酚醛樹脂的品種很多，選擇使用時(shí)，要選用耐熱性能好，同磨粒的結(jié)合力大，本身的機(jī)械性能即抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、硬度、撓曲強(qiáng)度等高的樹脂。國(guó)外目前采用的樹脂粉大都經(jīng)過改性的。酚醛樹脂又分為液體的和粉狀的，現(xiàn)在國(guó)外、國(guó)內(nèi)制造重負(fù)荷砂輪都選用粉狀酚醛樹脂。這樣雖然磨具的彈性好，但還是不能解決高溫時(shí)樹脂的碳化問題，而使用無機(jī)高分子結(jié)合劑系列生產(chǎn)的磨具，能很好的解決這一系列問題，并使磨具的性能進(jìn)一步提高。
        4、重負(fù)荷砂輪使用的填充料：
        重負(fù)荷砂輪的強(qiáng)度提高，只依靠磨料的高強(qiáng)度和結(jié)合劑的強(qiáng)度還是不夠的。為提高砂輪的強(qiáng)度和增加砂輪的某種性能，需要增加填充材料加以彌補(bǔ)。重負(fù)荷砂輪使用的填充材料很多。但使用最多的有：冰晶石、氟化鈣、碳酸鈣、硫鐵礦、硫化鉛等金屬硫化物的粉末。另外還有礦物短纖維（玻璃纖維、渣棉、陶瓷纖維、石棉）等等。使用無機(jī)高分子結(jié)合劑系列生產(chǎn)磨具則一般情況下不需要填料的加入。
         5、重負(fù)荷砂輪結(jié)構(gòu)和補(bǔ)強(qiáng)方法：
        重負(fù)荷砂輪要在很高的負(fù)荷壓力下工作，來實(shí)現(xiàn)高速高效磨削，這就要求大幅度提高砂輪的機(jī)械強(qiáng)度。然而重負(fù)荷砂輪多采用粗粒度磨料制造，這樣要提高砂輪的機(jī)械強(qiáng)度確有一定限度和困難。因此，就需要采取其它補(bǔ)強(qiáng)方法來改進(jìn)砂輪結(jié)構(gòu)提高砂輪的機(jī)械強(qiáng)度。傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方法主要有4種：
        （1）玻璃纖維和玻璃絲網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)方法：
        玻璃絲網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)方法。這種方法是將過去鈸波形砂輪制造所用的補(bǔ)強(qiáng)方法試用到高速重負(fù)荷砂輪制造上來，但是玻璃絲網(wǎng)和結(jié)合劑樹脂粘結(jié)未必充分，而且砂輪磨削時(shí)在砂輪的表面易產(chǎn)生平行裂紋，因此在實(shí)際應(yīng)用上存在一定問題。故有的不采用玻璃絲網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)。而采用玻璃纖維。玻璃纖維的使用長(zhǎng)度一般為0.5～10mm，在成型料中的添加量不能超過10％。
        （2）細(xì)粒度磨料補(bǔ)強(qiáng)方法：
        大家都知道，砂輪在磨削過程中應(yīng)力最集中的地方就是砂輪孔周圍，故一般砂輪破裂首先從孔處開始。基于此種情況對(duì)重負(fù)荷砂輪的非磨削部分（孔周圍）用細(xì)粒度磨粒來制造，這樣可相對(duì)提高砂輪的機(jī)械強(qiáng)度。砂輪的磨削部分采用混合磨料。一般是鋯剛玉和棕剛玉混合。實(shí)驗(yàn)表明用混合磨料的砂輪其抗折強(qiáng)度可提高10～15％，耐磨性可提高40～85％。這時(shí)使用的棕剛玉不僅可代替部分鋯剛玉，而且從某種意義講，它起著填充料的作用，會(huì)使結(jié)合劑的顯微結(jié)構(gòu)有所改變。
        （3）用鋼環(huán)補(bǔ)強(qiáng)的方法：
        是一種提高砂輪孔處機(jī)械強(qiáng)度的方法，目前制造重負(fù)荷砂輪都在孔周圍埋設(shè)鋼環(huán)，其鋼環(huán)直徑視砂輪孔徑大小而定。一般鋼環(huán)用圓鋼的直徑不超過10mm。
        （4）形狀改進(jìn)的方法：
        國(guó)內(nèi)外有的為了提高高速重負(fù)荷砂輪的機(jī)械強(qiáng)度，制成無中心孔的砂輪來提高砂輪機(jī)械強(qiáng)度。有的把重負(fù)荷砂輪制成中間稍厚一點(diǎn)，外周薄一點(diǎn)，這實(shí)際也是加強(qiáng)砂輪孔周圍的機(jī)械強(qiáng)度。以上這些補(bǔ)強(qiáng)方法可單用或同時(shí)并用。