球磨機由金屬筒體和球組成，其工作原理是當筒體旋轉(zhuǎn)時，裝在筒體內(nèi)的研磨體（球）和被研磨物（物料）在摩擦力和離心力的作用下，隨筒體旋轉(zhuǎn)到一定的高度，會自動落下并對筒體內(nèi)的物料進行沖擊和研磨，從而對物料進行研磨，再加上球的攪拌，使物料得到均勻的混合。

影響球磨效率的因素，除球磨機的結(jié)構(gòu)外，主要有球磨機的轉(zhuǎn)速、研磨體的大小及數(shù)量、研磨物的體積、研磨介質(zhì)及研磨時間等。

球磨機旋轉(zhuǎn)時，球在筒體內(nèi)的運動有三種狀態(tài)（圖8-1）。

當磨筒轉(zhuǎn)速不大時，裝球量較少，會出現(xiàn)滑動狀態(tài)a，稱為斜行式，此時球?qū)ξ锪蠠o攪拌作用，僅對物料有摩擦作用，因此混合研磨效率極低。

當轉(zhuǎn)速較高，裝球量較大時，球在離心力作用下形成滴狀，開始滾動研磨，此時球與物料之間既有翻動作用，又有相互摩擦作用（研磨作用），因此混合研磨效率高。

當磨筒轉(zhuǎn)速高于某一轉(zhuǎn)速（臨界轉(zhuǎn)速）時，由于離心力很大，球體不貼在筒壁上，不能自由下落，此時物料既不受攪拌，也不破碎。

顯然，在b狀態(tài)下球形運動更令人滿意。當球相對唐圓柱旋轉(zhuǎn)時，最小速度稱為臨界速度，臨界速度n可按下式計算：

其中D為磨筒直徑（米）。設(shè)D=0.5米，則

這是目前硬質(zhì)合金生產(chǎn)中使用的180升濕磨機的臨界轉(zhuǎn)速。

為了使球處于b狀態(tài)，球磨機的實際轉(zhuǎn)速通常為36rpm。

要使球處于滾動狀態(tài)，除取決于磨筒的轉(zhuǎn)速外，還取決于裝球量和磨體與筒壁之間的摩擦力。目前，雖然理論上可以推導出極限裝球量的計算公式，但由于摩擦系數(shù)難以測量，因此裝球量往往依靠經(jīng)驗來確定。

根據(jù)經(jīng)驗，臨界裝載量約為磨筒容積的40%至50%。

球的體積與滾筒體積之比稱為填充系數(shù)。填充系數(shù)小于30%時，球體易處于滑動狀態(tài)，磨礦效率低。填充系數(shù)大于50%時，球在旋轉(zhuǎn)中心附近的轉(zhuǎn)動慣量太小，磨礦效率降低。合理的填充系數(shù)為40-50%，此時磨礦效率最大。

研磨是通過球體表面與粉料接觸而發(fā)生的。因此，在滾動球磨機中，球徑越小，研磨效率越高。實踐證明，用直徑為.mm的小球可獲得最高的研磨效率。但球徑太小，磨損太快，而且由于球隙小，也難以排出。因此，濕磨混合物時使用的球不宜過小或過大。在硬質(zhì)合金生產(chǎn)中，直徑5-10的球多用于研磨WC-Co材料，直徑12-18mm的球多用于研磨WC-TiC-Co材料。使用硬質(zhì)合金球可提高球的質(zhì)量，并減少雜質(zhì)對濕磨料的污染。用小圓柱代替球作為磨料體，研磨效率更高。

裝料量通常用球料比(球料重料比)來表示，球料比越大，研磨效率越高。但球料比過高也是無益的。因為在填充率一定的情況下，裝料量減少，勢必會降低機組的生產(chǎn)率，有時還會降低合金性能(圖8-2)。球料比通常選取2：1～5：1，有些情況下也采用較大的球料比，如濕磨碳化鈦基硬質(zhì)合金棒材可取6：1，因為此時混合料體積較大。似乎用球料體積比來表示裝料量會更合適。理論上講，當物料剛好填滿球料的空隙時，研磨效率和生產(chǎn)效率都是比較理想的。

作為濕磨介質(zhì)必須具備以下條件：不與混合料發(fā)生化學反應(yīng)、不含有害雜質(zhì)、沸點低、在100℃左右即可揮發(fā)去除、表面張力小、不發(fā)生粉體團聚、無毒性、操作安全、價格低廉也是要考慮的條件之一。

作為濕磨介質(zhì)的有酒精、丙酮、汽油、四氯化碳、苯、己烷等，生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是酒精，其次是丙酮、己烷等。

濕磨介質(zhì)的主要作用是將粉體團聚體分散，有利于混合均勻，另外它還可能吸附在粉體顆粒的缺陷處，使粉體顆粒的強度降低，從而利于破碎。

濕磨介質(zhì)的加入量通常用液固比來表示，即每公斤混合物加入液體的毫升數(shù)。

實踐證明，隨著濕磨時間的增加，粉末的粒度變細，但同時粒度組成范圍變寬，使粉末的不均勻性增大&不會引起燒結(jié)后合金的晶粒長大，燒結(jié)均勻性提高。

對于雙相WC-TiC-Co合金，合金的晶粒尺寸和性能明顯依賴于濕磨時間（圖8-4），在這種情況下，更容易選擇最佳的濕磨時間。然而，對于其他一些合金，如圖8-5所示，經(jīng)過一定的球磨時間后，合金的平均晶粒尺寸不再明顯減小。

濕磨時間對YT15、YT5合金性能的影響列于表8-2，可以看出，經(jīng)過三天的球磨，合金的強度略有下降，硬度和矯頑力、切削系數(shù)略有上升，變化量一般在測量誤差范圍內(nèi)，因此，球磨時間過長是沒有必要的。

綜上所述，目前還不能從理論上計算出不同混合料的磨削時間，而必須根據(jù)合金的要求通過實驗來確定。