涂附磨具磨料及粒度详谈.doc

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1、涂附磨具磨料及粒度杂谈--赵新立加入收藏　字号：大　中　小 【打印】2011-05-26 来源：《中国涂附磨具》2010第1期随着中国经济的高速发展，涂附磨具在我国的发展是迅猛的。从手工使用的、品种单一的张页式砂布砂纸，到现在使用的纸、布、复合基、钢纸、无纺布等基材，到砂页、砂卷、砂带、异型制品的砂盘、砂页盘、砂页轮等等，众多的品种构成现代的、完善齐全的涂附磨具加工体系。这一发展过程仅仅用了不到三十年的时间，特别是近十几年来，涂附磨具生产企业更是蓬勃发展，在市场强劲需求的带动下，现在用于转换为砂带的全

2、树脂涂附磨具产品的产量已经超过三千万平方米。涂附磨具的高速发展形势是客观的，在涂附磨具的磨削主体——磨料上也进入了新的发展时期。过去涂附磨具常用的磨料如棕刚玉、白刚玉、黑碳化硅等“焕发青春”，新品种磨料层出不穷，如锆刚玉、陶瓷刚玉、煅烧刚玉、半脆刚玉乃至CBN、人造金刚石等，还有空心球磨料、堆积磨料、软木磨料、混合磨料等新的组合，等等这些，都为涂附磨具注入新的活力。可以这样讲，磨料是涂附磨具的灵魂。回顾涂附磨具的定义：涂附磨具是用粘结剂将磨料粘附在可挠曲的基材上制成的磨具。从涂附磨具的定义就可以确定涂

3、附磨具的结构：由图看出，涂附磨具在绝大多数情况下是一种单层磨料的磨具，其性能是由各个部分综合决定的。现代涂附磨具生产工艺除了对于磨料、植砂密度的要求外，对基材、粘结剂的要求是极为严格的。从涂附磨具的结构上得出：涂附磨具可以理解为具有众多磨粒构成的多刀多刃的刀具。涂附磨具的磨粒是均匀的分布在基材表面的，基本上是单层分布。涂附磨具表面的磨粒有很好的等高排列，特别是现代化的涂附磨具生产采用静电植砂工艺，保证了磨料的尖角朝外，磨料定向排列。涂附磨具表面磨粒的定向排列和等高性，是涂附磨具保持磨削的高效率和冷态磨

4、削的重要因素。涂附磨具的磨削具有弹性的、高效的、冷切削的磨削特点，广泛应用于：①大型的平面厚、薄板材，包括金属带材的加工；②大批量生产的各种金属、非金属工件的加工；③复杂型面工件的成型磨削与抛光；④各种直径的金属管、棒、辊材的外圆磨削、弯曲面磨削、内圆磨削等；⑤利用页轮或筒型砂套可以替代抛光轮的抛光；⑥盘状产品用于大型壳体、箱体、船体、桥梁等的磨焊缝、去毛刺、大面积除锈等方面，高效、方便、安全。针对涂附磨具使用的广泛性和发展的趋势，下面我们对涂附磨具用磨料及粒度组成进行一些探讨。——棕刚玉我们知道固定

5、炉冶炼的棕刚玉适用于涂附磨具，α-Al2O3晶体粗大，适用于涂附磨具，而倾倒炉生产的棕刚玉适用于固结磨具，α-Al2O3晶体细小，适用于固结磨具。传统观念认为固定炉冶炼的磨料用于涂附磨具，倾倒炉冶炼的磨料用于固结磨具较好。根据对不同晶体大小和结构在不同应用中的研究，固定炉生产的棕刚玉冷却缓慢，棕刚玉晶体大，得到多为球状晶体，晶体尺寸大约为1000—2000μm；倾倒炉生产的棕刚玉快速冷却，晶体小，得到微晶化的晶体，晶体尺寸大约为300—500μm。对于过去的经验和认识，我们总结如下：固定炉冶炼的棕刚玉

6、晶体大，坚固而难以压碎，更适合于涂附磨具，因为寿命相对更长；同理，固定炉冶炼的棕刚玉更适合于粗砂，因为它可以抗更高的磨削压力。倾倒炉生产的棕刚玉晶体细化，更适合于生产固结磨具，易于破碎自锐；适合于做细砂，因为容易破碎，避免刮痕。随着我们对涂附磨具磨削过程的深入认识，我们认识到轻型涂附磨具多使用晶型大的磨料，磨料的自锐性不突出，产品耐用；而重负荷涂附磨具则恰恰相反，磨料易于微晶处破碎自锐，形成微脱落，磨削效率高，产品寿命长，不易烧伤工件。涂附磨具使用的棕刚玉主要成分是α—Al2O3，还含有TiO2、Mg

7、O、SiO2、Fe2O3等成分，外观呈棕色或棕褐色，硬度较高，韧性好。但是棕刚玉中的TiO2存在显得尤为关键，TiO2能使晶型细化，增加磨料韧性，一般用途的涂附磨具其磨料中TiO2含量为1.5~1.7%，而重负荷涂附磨具所使用磨料其TiO2含量为2.5~3.0%。TiO2含量可以在棕刚玉煅烧后进行粗略判断。TiO2在1100℃以下是棕色，而在1200℃以上是兰色，通过煅烧后颜色来判断TiO2含量：浅兰色为1.5%左右，一般兰色为2.2~2.4%，深兰色为2.7%以上。——煅烧磨料现在在涂附磨具用磨料上

8、有一个发展是煅烧处理。磨料的煅烧处理是将磨料放置在窑炉内，以一定温度加热适当的时间，以达到提高磨料的机械物理性能的过程。温度一般为800——1300℃，温度如超过1300℃，强度反而会降低。煅烧处理对刚玉磨料有较明显效果。煅烧处理的目的是：消除磨料颗粒存在的微裂纹和磨料的反常膨胀，煅烧温度500~600℃；清除磨料中的杂质；消除磨料颗粒在加工过程中产生的静电感应，煅烧温度1000℃以下；使磨料晶型细化，要求温度1200℃左右。煅烧处理的作用之一是消除磨料