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文档简介

涂附磨具1目录一、涂附磨具基本知识1.涂附磨具的定义和结构2.涂附磨具的分类及属性2.1基材2.2磨料2.3粘结剂二、涂附磨具的选择三、涂附产品的标志特征四、涂附磨具行业产业链分析五、2013年我国涂附磨具生产经营和进出口统计六、国际及中国涂附磨具领先行业2一、涂附磨具基本知识

1.涂附磨具的定义和结构

涂附磨具:用粘结剂将磨料粘附在可绕曲的基材上制成的磨具。涂附磨具的结构,如图1。磨料磨具具有“工业牙齿”之称,而其中的CoatedAbrasives涂附磨具则被誉为“工业美容师”。3涂附磨具的结构(三要素)涂附磨具的三要素:基材、磨料、粘结剂,如表1。基材:磨料和粘结剂的承载体。磨料:磨具产生磨削和抛光作用的主体粘结剂:起粘结磨料和基材的作用,使磨具具有一定的外形和强度。涂附磨具九大特性因素:基材、基材处理、磨料、粒度、植砂密度、粘结剂、粘结强度、外形、尺寸。42.涂附磨具的分类及属性5涂附磨具产品形态6涂附磨具的分类方法根据基材、磨料和粘结剂的不同,涂附磨具可分为众多的品种,具有不同的性能和不同的用途。科学公道的涂附磨具的分类方法是选择涂附磨具时重要依据。(1)根据基材和使用方法分类

涂附磨具分为干磨砂布、耐水砂布、干磨砂纸、耐水砂纸

(2)根据粘结剂和基材处理分类

涂附磨具分为动物胶粘结涂附磨具(G/G),半树脂粘结涂附磨具(R/G),全树脂粘结涂附磨具(R/R),耐水涂附磨(WP)具四大类。

(3)根据磨料材质、粒度分类:

磨料材质表示磨料的种类和性能,磨料粒度表示磨粒的大小和分布状态。不同的磨料材质和粒度可分为不同的涂附磨具品种。另外,干磨砂布和耐水砂纸还有一种代号,针对不同粒度,目前市场上还有使用的。

(4)根据植砂密度分类:

表示涂附磨具表面磨粒的密度。涂附磨具的植砂密度分为密植砂(CL)疏植砂(OP)。

(5)根据产品外形分类:

涂附磨具根据产品外形可分为:页状、卷状、带状、盘状、异型品。7(1)根据基体和使用方法不同分类根据基体和使用方法不同我国将涂附磨具分为四大类,见下表:

涂附磨具代号

8(2)根据粘结剂和基体处理方法分类在国际上普遍根据粘结剂和基体处理的不同方法,把涂附磨具分为四大类,见下表。根据基本处理方式和粘结剂种类分类的涂附磨具名称和代号9(3)根据磨料材质、粒度分类

磨料材质表示磨料的种类和性能,磨料粒度是表示磨料的粗细大小,以磨料的材质分类见下表。按磨料材质分类的涂附磨具名称和代号10(4)根据植砂密度分类

根据植砂密度将组织分两大类:

密型或密组织(CloseCoated)标记“CLK”

疏型或疏组织(OpenCoated)标记“OPK”植砂密度不同用途也不同,一般分类见下表:

植砂密度分类11(5)根据磨具的形状分类122.1基材基材是涂附磨具中磨料和粘结剂的承载体。是涂附磨具具有可挠曲性的主导因素,也是区别于其它磨具的主要特征。

基材的种类主要有纸、布、钢纸、复合基、无纺布等五大类。

1.纸:涂附磨具用纸是由特别结实而富有韧性的纤维制成的,按照不同的需要制成不同品质和规格的品种。纸的价格较便宜,一般不需要进行基材处理,用量很大。

在涂附磨具使用中,纸的型号是用定量来划分的,如表2。

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纸基产品的性能与用途

纸:按定量分为A、B、C、D、E、F、H等,其性能与用途如表

表纸基产品的性能与用途

14布基2.布:用纤维为原料,通过纺织构成一定组织而形成的织物。布在涂附磨具的基材中应用最广,柔性好,强度高,但需要进行严格的基材处理;布由于组织的不同形成不同的类型,涂附磨具用布在目前主要有棉布、混纺布、聚酯布等。布由于组织的不同形成不同的类型,涂附磨具用布的组织目前主要有1/1、2/1、3/1、4/1等,不同的涂附磨具选用不同组织的布。

在涂附磨具使用中,同纸一样,布是用重量来划分的。目前布的重量没有一个通用的标准,其分类如表3。(J型布软布softcloth;X型布硬布stiffcloth;Y型布超硬布extrastiffcloth;PES(PE)型布聚酯布polyestercloth)表3涂附磨具用布的分类15布基产品的性能与用途布:按单重分为L、F、J、X、Y等,其产品的性能与用途如表表布基产品的性能与用途

16钢纸、复合基、无纺布3.钢纸:是由多层棉纤维融合而成的、强度很高的基材。能承受特别高的机械负荷,强度高,伸长小,耐热性好,主要用于钢纸砂盘、异型制品的生产,根据涂附磨具的要求,以厚度选择。钢纸:按厚度分为0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm等。

0.6mm、0.8mm、1.0mm的钢纸用于不同直径直的钢纸砂盘;

0.8mm、1.0mm、1.2mm等的钢纸用于钹形页轮。

4.复合基:由纸和布复合而成,综合了纸和布的优点,强度高,伸长极小,主要用来制作高速重负荷砂带,多接头砂带,少量制作砂盘。一般根据布基的型号人为轻型复合基、重型复合基二类。

5.无纺布:将一种或数种纤维采用粘结或机械等方法,使之不经编织过程而具有布匹的外貌和性能,主要用来制作松软的抛光磨具。172.2磨料磨料:是涂附磨具产生磨削和抛光作用的主体。磨料必须具备这些基本性质:一定的硬度,一定的强度,适当的破碎性,一定的可加工性以及高温稳定性和化学稳定性。磨料可分为自然磨料和人造磨料两大类。自然磨料有火石,石榴石,自然刚玉等,人造磨料分锆刚玉,棕刚玉等刚玉类磨料,黑、绿碳化硅等碳化硅类磨料及金刚石、立方氮化硼等超硬材料磨料等。随着科学技术的发展,人造磨料的品种已达几十种之多,天然磨料由于自身的缺陷,已被越来越多的人造磨料所取代,目前除了天然金刚石、石榴石外,其它种类的天然磨料用量甚微。磨料的要求:硬度;锋利度;韧度(强度);适当的破碎性。182.2.1磨料必须具备的基本特性磨料是一种具有高硬度和一定机械强度的颗粒材料,是用于制造磨具或直接用于研磨和抛光。作为一种磨料必须具备的基本特性,一般来说,应满足以下五个方面的要求:1.较高的硬度磨料的硬度必须高于被加工对象的硬度,而且要有良好的耐磨蚀性能。一般来说,在其他条件相同的情况下,磨料硬度越高,其耐磨性能就越好,切削性能也会越好。2.强度(韧度):适度的抗破碎性及自锐性

磨料要有适当的抗破碎性及自锐性,在磨削过程中,磨粒承受着抗压、抗折、抗冲击等应力,如其抗破碎性太低,磨削时磨粒很快破裂,难以进行有效的磨削:反之,磨粒变钝后也不破碎,不能出现新刃,使磨削无法继续进行,因此,要求磨粒磨钝后,在磨削应力的作用下,自行破碎,露出新的锋利刀刃,使磨削过程持续进行。193.高温稳定性磨料应能耐高温,具有高温稳定性。在磨削时,磨料与被加工工件的接触区域会产生大量的热,尤其是高速磨削和重负荷磨削,局部温度可高达1500℃。因此,所用的磨料在磨削高温下,应当能保持其固有的硬度和强度。例如碳化硼,虽然硬度比碳化硅要高,但是高温时容易被氧化,因此不适宜做磨具使用,只能做研磨膏,它的磨削用途受到极大的限制。例如,金刚石的常温硬度最高,但超过800℃就会碳化变为石墨,其硬度和强度急剧下降,这就在一定程度上,限制了金刚石的应用。4.化学稳定性磨料应具有化学稳定性,在磨削加工过程中不与工件、结合剂、冷却液发生化学反应。长期的实践表明,磨削并不是单纯的机械过程,其中存在一定的化学反应。例如用碳化硅磨料加工钢材时,会发生下列反应:SiC(固)+4Fe(液)→FeSi(固)+Fe3C(固)由于磨料与被加工对象发生化学反应,使磨料固有的机械性能发生变化,从而影响了磨削效果。5.可加工性磨料应具有可加工制粒性,能制成尺寸范围广泛、形状均匀、尺寸整齐的颗粒。对磨削而言,为了获得要求的加工精度和效率,磨料必须被制粒加工成具有一定粒度的形状均匀整齐的颗粒。因此,难于被加工制成颗粒形状的材料就不适宜选作磨料,例如硬质合金,虽然它的硬度很高,但它的韧性也相当高,难以加工制粒,因此不适合做磨料。20

2.2.2磨料的种类

磨料可以分为天然磨料和人造磨料两大类。一、天然磨料

自然界一切可以用于磨削或研磨的材料统称为天然磨料。常用的天然磨料有以下几种:1.金刚石

金刚石是目前已知最硬的物质,其显微硬度为98.59Gpa。金刚石是碳的同素异型体,主要成份是碳,另外还含有0.02~4.8%的杂质,比重为3.15~3.53g/cm3。其产地非常有限,不但价格昂贵,而且极为缺乏。金刚石因含杂质的不同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等,脆性较大,易沿结晶面裂开,结晶越大抵抗外力的作用越强,金刚石的计量单位是克拉,1克拉=0.2g。天然金刚石作为磨料主要用途有两个方面:(1)用于修整砂轮;(2)磨削和研磨难加工材料(如硬质合金、宝石、玻璃、石料等)。

21天然磨料2.天然刚玉天然刚玉的化学成分为氧化铝,主要产地南非,用它抛光和研磨首饰、玻璃。

天然刚玉的主要矿物成份为α——Al2O3,其显微硬度为20.58Gpa,比重为3.93~4.00g/cm3。自然界存在的天然刚玉主要有以下三种:(1)优质刚玉(俗称宝石)有蓝宝石(含钛)、红宝石(含铬)等;(2)普通刚玉,呈黑色或棕红色;(3)金刚砂,可分为绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂,它是一种集合晶体,硬度较低。一般说来,它不如刚玉纯,主要产地希腊、土耳其,多用来制砂布或砂纸。

后二种可以作为磨料,用来制造砂轮、油石、砂纸、砂布或微粉、研磨膏等。3.石榴石

石榴石的晶形较好,显微硬度为13.33Gpa。属于石榴石的矿物种类很多,但适合于作磨料的仅有铁铝石榴石一种,其矿物组成这:3FeO.Al2O3.3SiO2,含量不低于85~90%。石榴石用于制造涂附磨具,多应用在木材、皮革工业方面。

4.石英石英的化学成份为SiO2,常夹杂有Al2O3、Fe2O3、CaOMgOFe2O3等。显微硬度为8.04Gpa,可用作磨料的石英矿有脉石英、石英岩及石英砂等。石英是最早的砂轮用料,至今仍有用于制造刀具和加工玻璃。22人造磨料

人造磨料分刚玉系列、碳化物系列、超硬系列等几大类。现将各类磨料的简要制造方法、特性及磨削对象分别叙述如下。

1.刚玉系列人造磨料属于刚玉系的人造磨料有棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚玉、镨钕刚玉、黑刚玉及矾土烧结刚玉等。(1)棕刚玉(A)

棕刚玉是以铝矾土、无烟煤和铁屑为原料,在电弧炉内经高温冶炼而成。在冶炼过程中,无烟煤中的碳将矾土中的氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属,为些金属结合在一起成为铁合金,由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底与刚玉熔液分离。仅有少量的杂质夹杂在刚玉熔快中。棕刚玉的主要矿物成份为AL2O3物理刚玉,三方晶系,少量的矿物杂质有:硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石(又称莫来石)、钛化物、玻璃体及少量铁合金等棕刚玉的硬度中等、韧性大、颗粒锋锐、抗破碎能力较强,抗氧化、抗腐蚀,具有良好的化学稳定性,是一种用途广泛的磨料。价格比较低廉,适用于磨削抗张强度高的金属材料,如普通碳素钢、硬青铜、合金钢的细磨和精磨,磨加工螺纹和齿轮等,微晶刚玉磨料和黑刚玉磨料都是其派生品种。(2)白刚玉(WA)白刚玉是以优质铝氧化粉为原料,白刚玉经电熔提炼结晶而成。白刚玉硬度略高于棕刚玉,韧性稍低,磨削时易切入工件,纯度高、自锐性好、磨削能力强、发热量小、效率高、耐酸碱腐蚀、耐高温、热稳定性好。用白刚玉粒度砂制成磨具,适用于磨削高碳钢、高速钢及不锈钢等细粒度磨料,白刚玉还可以用于精密铸造和高级耐火材料。白刚玉段砂:0-1mm1-3mm3-5mm5-8mm

理化指标:Al2O3≥99%Na2O≤0.5%CaO≤0.4%

磁性物≤0.003%。铬刚玉磨料是其派生品种。

(3)铬刚玉(PA)

铬刚玉的冶炼工艺与白刚玉相同,只是在冶炼过程中加入一定量的氧化铬,呈浅紫色或玫瑰色。铬刚玉中由于引入Cr3+改善了磨料的韧性,其韧性较白刚玉高,而硬度与白刚玉相近,用于加工韧性较大的材料时,其加工效率比白刚玉高,并且工件表面的光洁度也较好,铬刚玉适应于加工韧性高的淬火钢、合金钢、精密量具及仪表零件等光洁度要求较高的工件。23人造磨料(4)微晶刚玉(MA)微晶刚玉所采用的原材料及冶炼方法与棕刚玉基本相同,在停炉后立即把熔液通过流放或倾倒的方法倒入枝模子内急速冷却(一般在30分钏以内),因而得到微细结晶的集合体。

微晶刚玉在冶炼过程中,杂质的还原程度较差,Al2O3含量为94~96%,晶体尺寸一般在80~300微米,晶体占57~85%,最大晶体尺寸不超过400~600微米。它具有强度高,韧性较大的特点。适用于重负荷磨削,可以磨削不锈钢、碳素钢、轴承钢以及特种球墨铸铁等材料,由于磨粒在磨削过程中呈微刃破碎状态,也被用于精密磨削甚至镜面磨削。(5)单晶刚玉(SA)

单晶刚玉是以矾土、无烟煤、铁屑和黄铁矿为原材料,在电弧炉内共熔,矾土中的氧化铁、二氧化硅和氧化钛先后被还原并组成铁合金从熔液中沉降至炉底。一小部分氧化铝与碳、硫化亚铁起复分解反应,生成少量的硫化铝填充在单晶颗粒之间,当熔块冷却后放入水中时,硫化铝被溶解,而被硫化铝隔开的单晶刚玉即可分散开成为自然粒度的磨料。单晶刚玉呈灰白色,其颗粒形状多为等积形,晶体内不含杂质,具有多棱角的切削刃,在同样的磨削力作用下,所形成的力矩小于其它磨料,因此它不易折碎,机械强度较高,单颗粒抗压强度为22~38kg,而棕刚玉仅为10~20kg。单晶刚玉由于有较高的硬度和韧性,所以切削能力较强,可用来加工工具钢、合金钢、不锈钢、高钡钢等韧性大、硬度高的难磨材料。

(6)锆刚玉(ZA)锆刚玉是以铝氧粉和锆英石为原料,在电弧炉内经高温冶炼而成,整个过程基本上是一个熔化再结晶的过程。它是一种由α——Al2O3,与ZrO2组成的共晶集合体,在冶炼过程中应尽可能使两种结晶相互交错构成微晶型晶体。锆刚玉适用于高速重负荷磨削,可荒磨铸铁、铸钢、合金钢和高速钢等,特别适合于钛合金、耐热合金、高钒钢、不锈钢的磨加工。24人造磨料(7)镨钕刚玉(NA)镨钕刚玉的制造工艺与白刚玉相似,其差异是在冶炼过程中加入约0.175%的镨钕富集物(氧化镨、氧化钕、氧化镧)。大量的磨削试验证明其磨削性能优于白刚玉,适用磨削不锈钢、高速钢、球磨铸铁、高锰铸钢及某些耐热合金等。(8)黑刚玉(BA)黑刚玉的冶炼方法与棕刚玉相同,是以三水铝矾土为原料,加少量还原剂,经溶炼而成,其耗电量约为棕刚玉的三分之二。呈黑色,主要化学成分:Al2O3不低于77%,SiO2含量为10~12%,Fe2O3含量为7~10%,TiO2约为3%,比重不小于3.61.黑刚玉具有很好的自锐性,磨削时发热量少,加工件的光洁度较好,适用于零件电镀前底面抛光,铝制品和不锈钢的抛光,也可用于抛光光学玻璃、加工木材等。由于它的亲水性好,可用在制造砂纸、砂布和树脂磨具,还可以作研磨膏和抛光粉。黑刚玉由于铁含量高,因而不宜用于制造陶瓷磨具。(9)矾土烧结刚玉矾土烧结刚玉是唯一不用电炉冶炼的刚玉,它是用优质熟矾土(Al2O3含量85%以上)经湿法球磨至3微米的微粒料浆(球磨时应加粘结剂),再经压滤成型为各种几何形状的磨粒,在1500℃下烧结。矾土烧结刚玉的主要化学成份是:Al2O3(85~88%)、SiO2(3~4%)、TiO2(3.5~4.5%)、Fe2O3(5.6~6.5%)。它具有α——Al2O3微晶结构,韧性高,可承受较大的磨削压力而不至于破碎,并能切削较厚的金属层,横向进给可高达6mm以上。磨料的形状可制成各种柱形体,这是所有磨料中唯一的特例,适用于重负荷荒磨。25碳化物系列人造磨料

2.碳化物系列人造磨料(1)碳化桂

碳化硅是一种具有超强硬度的坚硬、锋利的磨料。但是,由于它的脆性,它在重载荷下比氧化铝断裂得更快。

黑碳化硅是一种半脆性、中密度磨料。它用于制造树脂和陶瓷刀刃以及砂轮,并用于磨削硬质或脆性材料,例如铸钢、陶瓷和玻璃。它还用于磨削具有低抗拉强度的韧性有色金属。

绿碳化硅是最高纯度的碳化硅。它是一种脆性,中密度磨料,用于陶瓷和粘结刀刃以及砂轮。它得到最广泛的应用,用于磨削硬质,脆性材料,例如硬质合金这种需要快速、冷切削的应用场合。碳化硅是以石英、石油焦炭为主料,水粉、食盐为辅料按一定比例混匀后装入电阻炉内,通过高温冶炼而制成的人造磨料。碳化硅分黑绿两种:黑碳化硅呈黑色或蓝黑色,绿碳化硅呈绿色或蓝绿色。在制造过程中,生产绿色碳化硅的特点在于采用较纯的原材料,炉料中加入食盐,它可促进产品呈绿色。绿色碳化硅的纯度要高于黑色碳化硅。碳化硅不与任何酸起反应,但碱性氧化物的熔体能促使碳化硅的分解。黑色碳化硅与刚玉系人造磨料相比,硬度较高、脆性较大,适用于加工抗张强度较低的金属及非金属材料,如灰铸铁、黄铜、铅等有色金属,以及陶瓷、玻璃厂料等硬质脆性材料。绿色碳化硅与黑色碳化硅相比,其纯度、硬度、脆性稍大,适用于加工硬而脆的材料,如硬质合金、玻璃、玛瑙等,也广泛用于量具、刃具、模具的精磨及飞机、汽车、船舶等发动机气缸的珩磨。随着工业的发展和科学技术的进步,碳化硅的非磨削用途在不断扩大,在耐炎材料方面用于制作各种高级耐炎制品,如垫板、出铁槽、坩锅熔池等;在冶金工业上作为炼钢脱氧剂,可以节电,缩短冶炼时间,改善操作环境;在电气工业方面利用碳化硅导电、导热及抗氧化性来制造发热元件——硅碳棒。碳化硅的烧结制品可作固定电阻器,在工程上还可作防滑防腐蚀剂。碳化硅与环氧树脂混合可涂在耐酸容器中、蜗轮机叶片上起防腐耐磨作用。26碳化物系列人造磨料(2)铈碳化硅(CC)铈碳化硅是在碳化硅的炉料内不加食盐而添加微量的氧化铈(CeO2)冶炼出来的,其外观和绿碳化硅相似,显微硬度为36.29Gpa。与绿碳化硅相比,其铈碳化硅的显微硬度、单颗粒抗压强度、韧性等均比绿碳化硅高。由于铈碳化硅的物理性能有所改弯,因此,其磨削效果也得到了一定的改善。试验证明磨钛合金时,铈碳化硅与绿碳化硅相比,切削效率提高近一倍,并且火花较小;磨铸铁时,当进刀量为0.01mm时,铈碳化硅的耐用度比绿碳化硅砂轮提高18.9%,磨削比提高9.6%,当进刀量为0.02mm时,其耐用度提高27.4%,磨削比提高74.1%。由此可见,用铈碳化硅磨削铸铁进刀量时,其效果比绿碳化硅提高的更显著。磨硬质合金的效果与绿碳化硅相近,磨削CO5SiM5Al5F-6等难磨高速钢,其效果与单晶刚玉相似。(3)碳化硼(BC)碳化硼(B4C)是以硼酸(H3BO3)和炭素材料为原料,在电弧炉内经1700~2300℃的高温冶炼,由碳直接还原熔融的硼酐(B2O3)而制得。

碳化硼是一种具有金属光泽的灰黑色粉末,是一种超硬材料。在空气中加热至500℃时,碳化硼开始氧化当温度达到800~900℃时,其氧化作用更为显著。碳化硼曾用来代替金刚石研磨硬质合金刀具。其烧结制品可以代替金刚石作为砂轮的修整工具,适用于精磨碳钨合金、碳钛合金、烧结刚玉、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料制品。(4)碳硅硼碳硅硼是以硼酸、石英砂、石墨为原料,在电弧炉内经高温冶炼而成,呈灰黑色,其硬度次于氮化硼高于碳化硼,脆性大,适用于硬质合金、半导师体、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料的加工。27超硬系列人造磨料

3.超硬系列人造磨料(1)金刚石(JR)

金刚石是以石墨为原料金属或合金为触媒,在高温(1000~2000℃)、高压(557~608Mpa)下,使石墨结构转变为金刚石结构而成。金刚石是已知的最硬物质,具有较高的抗压强度、良好的导热性、化学稳定性、耐磨性,以及较强的切削能力。金刚石可分为JR1、JR2、JR3、JR4、JR5五个牌号,其特点和用途如下:1.JR1型:晶体多为针片状,晶面粗糙,用于制造树脂结合剂金刚石磨具,主要用于硬质合金、陶瓷、玻璃及难磨材料的精磨工序,加工效果好,表面光漫无边际度高,有时也用于半精磨,但不适于重负荷磨削。2.JR2型:晶体大部分为等积形,适于制造金属结合剂及陶瓷结合剂金刚石磨具。它可承受较大的负荷,用于粗磨、半精磨硬质合金及非金属材料,也可切割光学玻璃、宝石、高硬岩石等。3.JR3型:晶体较完整,晶面光滑,抗压强度高,用于制造金属结合剂地质钻头、修整工具和切割工具等。4.JR4型:晶体完整,抗压强度高于JR3,用于制造地质钻头、修整工具和切割工具等。5.JR5型:颗粒为浅黄或淡黄绿色,多为透明无杂质的完整八面晶体,强度高,适于制造切割锯片,钻头及修整工具等,用于加工硬脆非金属材料。28超硬系列人造磨料(2)立方氮化硼立方氮化硼是以六方氮化硼为原料,减金属或碱土金属或它们的氮化物作触媒,在高压高温下转变为立方晶体的氮化硼。这一转变与石墨转变为金刚石相似。立方氮化硼是一种新型的超硬磨料,其硬度仅次于金刚石,而热稳定性、化学稳定性均优于金刚石,特别是对铁族金属的化学惰性好,不易与钢材起反应,磨既硬又韧的钢材时具有独特的优点,耐磨性比普通磨料高30~40倍,在加工高速钢、合金钢、耐热钢时,其工作能力在大超过金刚石磨具的工作能力。亦可作为磨加工硬质合金及非金属材料使用。

29常用的磨料品种涂附磨具常用的磨料品种主要有:

棕刚玉(A):主要成分是α-AI2O3,外观呈棕色或棕褐色,硬度较高韧性好,能承受很大的压力,具有耐高温、抗腐蚀、化学稳定性好等特点,应用非常广泛。白刚玉(WA):主要成分是α-AI2O3,外观呈白色,硬度高于棕刚玉,性脆,韧性比棕刚玉低,磨料易碎裂,锋利性好。黑碳化硅(C):主要成分是SIC,外观呈玄色,硬度高性,性脆,磨料的锋利性好。

锆刚玉(ZA):主要成分是α-AI2O3和AI2O3-Zr共晶体,外观呈灰白色或灰褐色,具有很好的韧性和耐磨性,适于高速重负荷磨削和难磨金属材料的加工。

另外,还有陶瓷磨料、玻璃砂、石榴石等。

涂附磨具对磨料的化学成分、粒度、颗粒外形、堆积密度、亲水性等专门的要求,涂附磨具所用的磨料要使用涂附磨具专用磨料,即P磨料。302.2.3磨料的应用范围

31常用磨料特征及用途322.2.4磨料的物理性质磨料的粒度磨料可按其颗粒尺寸的大小分为磨粒、磨粉、微粉和超微粉四组。其中,磨粒和磨粉这两组磨料的粒度号数用每一英寸筛网长度上的网眼数目表示,其标志是在粒度号数的数字右上角加“#”符号。比如240#,是指每一英寸筛网长度上有240个孔,粒度号的数值越大,表明磨粒越细小。而微粉和超微粉这两组磨料的粒度号数是以颗粒的实际尺寸来表示的,其标志是在颗粒尺寸数字的前面加一个字母“W”。有时也可将其折合成筛孔号。例如W20,是表示磨料颗粒的实际尺寸在20μm~14μm之间,这和筛孔号为500#。在各种磨料的粒度中又有粗、中、细不同的颗粒。中粒是研磨粉中的基本粒度,是决定磨料研磨能力的主要因素,在粒度组成中占有较大的比例。实践证明:经过离心分选后的研磨粉其研磨能力将比分选前提高20%。细粒在研磨中起很小的磨削作用,粒度除对研磨工件的质量不利外,而且还会降低研磨效率,应在粒度组成中尽量减少它们的数量。因此,从研磨的效率和工作的质量来说,都要求磨料的颗粒均匀。粒度在12#~80#的磨粒组,颗粒尺寸较大,不适用于作研磨加工的磨料。磨料的硬度(耐磨性,切削能力)磨料的硬度指的是磨料表面抵抗局部外作用的能力,而磨具(如油石)的硬度则是粘结剂粘结磨料在受外力时的牢固程度,它是磨料的基本特性之一。研磨的加工就是利用磨料与被研工件的硬度差来实现的,磨料的硬度越高,它的切削能力越强。磨料的强度(韧性,康破碎性)磨料的强度指的是磨料本身的牢固程度。也就是当磨粒锋刃还相当尖锐时,能承受外加压力而不被破碎的能力。强度差的磨料,它的磨粒粉碎的快,切削能力低,使用寿命短。这就要求磨粒除了具有较高的硬度外,还应具有足够的强度,才能更好地进行研磨加工。332.2.5磨料粒度的选择:磨料粒度的选择是决定磨削效率和加工效果的关键因素。

使用粗粒度磨料磨削时,磨削量大,磨削效率高,被加工材料表面的粗糙度大;使用细粒度磨料磨削时,被加工材料表面的粗糙度低,磨削效率低,其关系如下表。在满足被加工材料表面粗糙度的要求下,应尽可能选择粗粒度磨料,以保证具有较高的磨削效率。

磨料粒度的选择也与工件的材质、磨削条件有较大的关系。

涂附磨具磨料粒度与表面粗糙度关系参考表34P粒度35型号和对应目数0/6号=320目0/5号=280目0/4号=240目0/3号=180目0/2号=150目0号=120目

1号=100目

1号半=80目=1-1/22号=60目

2号半=46目=2-1/23号=36目

4号=24目

362.2.6植砂密度植砂密度:对涂附磨具的质量和使用性能也是一个重要因素,它表示单位面积基体上磨料的疏密程度。

目前分为:密型(CL)和疏型(OP)。

CoatingDensity(植砂密度):结合国内外,分成三个等级;Open(疏)、Semi-Open(中)、Closed(密);一般来说,疏植砂产品不易堵塞,适应木材、橡胶、软质金属、油漆面加工等。对于疏植砂产品也不能解决的题目,可用超涂层产品。

372.3粘结剂粘结剂的分类:粘结剂是起粘结磨料和基材的作用,使磨具具有一定的外形和强度。涂附磨具中的粘结剂一般由基材处理剂、底胶、复胶等构成。基材处理剂的作用主要是为了改善基材的物理机械性能,保证良好的涂胶植砂质量,赋予产品良好的使用性能。根据产品不同的使用要求,基材处理分非耐水处理和耐水处理,基材处理剂应与之相适应。

底胶是将磨料粘结在基材上的涂层,起粘结和固定磨料的作用。

复胶是在已固定的磨粒上再涂一层粘结剂,把磨料包围信从而进一步加强磨粒与基材的粘结强度,保证磨粒在磨削过程中能经受磨削力的挤压和冲击而不易脱落的作用。

影响涂附磨具粘结强度的主要因素是粘结剂的种类和数目。

涂附磨具所使用的粘结剂主要有:动物胶、合成树脂等。例皮胶、脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂、醇酸树脂等。

动物胶:粘结性能好,使用方便,但不耐水,易受潮。

脲醛树脂:制造简单,本钱低廉,粘结性能、防潮抗霉性优于动物胶。

酚醛树脂:粘结强度高,耐水、抗酸、耐候性好,尤其是水溶性酚醛树脂的使用,使之成为涂附磨具产业的最主要的粘结剂之一。

环氧树脂、醇酸树脂:粘结性能好,耐水性好,但需使用有机溶剂,多于耐水砂纸的生产。

38粘结剂的种类BondingAgent(粘结剂):ResinOverResin(全树脂)、ResinOverGlue(半树脂)、GlueOverGlue(动物胶)和Waterproof(耐水);根据粘结剂和基材处理分类可分为动物粘结涂附磨具,树脂粘结涂附磨具,全树脂粘结涂附磨具,耐水涂附磨具四大类。

动物胶粘结涂附磨具:代号为G/G底、复胶均采用动物胶,低档的基材处理剂,耐热性、耐潮性差,但粘结剂为水溶性,价廉、制作简单、使用方便。

半树脂粘结涂附磨具:代号为R/G,底胶是动物胶,复胶是合成树脂粘结剂,中低档的基材处理剂,特性介于动物胶和全树脂产品之间。

全树脂粘结涂附磨具:代号为R/R,底、复胶均采用合面树脂,高档的基材处理剂(不耐水或具有防水性),粘结强度高,耐磨性好,耐热,主要应用于机械磨削。

耐水涂附磨具:代号WP,基材预先要进行耐水或耐油处理,底、复胶采用合成树脂或油漆,适用于在水质冷却液中使用。

39粘结剂和基材的性能表4粘结剂和基材的性能40二、涂附磨具的选择涂附磨具磨料的选择原则(根据其三要素性能及用途进行选择)根据被加工材料选择涂附磨具在实际生活中,大多数情况是使用涂附磨具的客户的设备及加工工件都已确定,由我们帮助客户选择一种更合适的涂附磨具品种。根据下表的组合,我们就比较轻易进行确认。(根据被加工材料选择涂附磨具组合表)涂附磨具的选择是一个比较复杂的题目,科学的选择是建立在细致、繁锁和大量试验的基础上。目前我国几乎还没有企业往这么做,因此涂附磨具的选择要靠经验的方法,可能要进行多次试用才能确定比较合适的产品。4142三、涂附产品的标志特征

产品的标志特征1.页状砂布砂纸产品形状、名称、尺寸(宽×长)、磨料材质、粒度如:YBG230×280AP802.筒形砂套产品代号:尺寸(内径d×宽度L)、磨料、粒度、标准号如:TB100×50AP60ZBJ43(ZBJ43003—标准)3.砂带(1)产品名称及代号干磨布砂带DBG耐水布砂带DBN干磨纸砂带DZG耐水纸砂带DZN(2)标记:产品名称、尺寸(宽×周长)、磨料材质、粒度DBN50×2000WAP604.研磨页轮研磨页轮分为:带轴研磨页轮和卡盘研磨页轮研磨页轮的代号:研磨页轮YL带轴砂布页轮YLHZ带轴砂布页轮YLHB卡盘砂纸页轮YLPZ卡盘砂布页轮YLPB标记:名称(包括形式、基体)、尺寸、磨料材质、粒度带轴研磨页轮:外径D×宽度L—轴长×轴径金刚石卡盘研磨页轮:外径D×宽度L—卡盘孔径金刚石如:YLHB60×20—40×6.3AP80YLPZ150×50—32WAP12043涂附磨具的特征标记44四、涂附模具行业产业链分析涂附磨具的上游有作为磨料的刚玉、碳化硅和玻璃砂等,作为粘结剂的皮胶、骨胶、干酪素胶和合成树脂等,以及给基材提供原料的造纸行业、纺织行业等。涂附磨具应用广泛,下游行业有板材、汽车、家具、钢铁和陶瓷等。45五、2013年我国涂附磨具生产经营和进出口统计生产经营统计

根据涂附磨具分会规模以上企业统计,2013年的涂附磨具产品销售收入达到

55.02亿元,与2012年同比增长6.09

%;出口交货值达到

6.99亿元,与2012年同期同比增长5.2

%。见表1。表1

涂附磨具2013年经济技术指标

单位:万元2013年涂附磨具产量达到

4.71

亿平方米,与2012年同比增长

1.81

%;产值达到

58.93

亿元,与2012年同比增长5.71%;每平方米单价达到12.51元,与2012年同期同比增长4.81%,见表2和表3。46表2

涂附磨具2013年产量和产值表3

涂附磨具2013年产量和产值组成

47

2013年的统计结果:

涂附磨具年销售收入:超过5000万元的为25家。超过1亿元的为17家,这17家的涂附磨具销售收入合计达452081.63万元,占全部统计涂附磨具销售收入的82.08%

。前三名是:江苏三菱磨料磨具有限公司、湖北玉立砂带集团股份有限公司、江苏锋芒复合材料科技集团有限公司。

涂附磨具年产量:超过100万平方米的达36家。超过1000万平方米的为15家,这15家的合计产量达到39938.10万平方米,占全部统计产量的84.80%。前三名是:湖北玉立砂带集团股份有限公司、江苏锋芒复合材料科技集团有限公司、江苏三菱磨料磨具有限公司。

涂附磨具年产值:超过5000万元的为24家。超过1亿元的为15家,这15家的合计产值达到471272.69万元,占全部统计产值的79.97%。前三名是:湖北玉立砂带集团股份有限公司、江苏三菱磨料磨具有限公司、江苏锋芒复合材料科技集团有限公司。

砂页年产量:超过1,000万平方米的达9家,合计产量达到20343.05万平方米,占砂页全部统计产量的86.22%,前三名是:湖北玉立砂带集团股份有限公司、淄博四砂泰山砂布砂纸有限公司、江苏锋芒复合材料科技集团有限公司。

砂页年产值:超过10,000万元的7家,合计产值达到111472.26万元,占砂页全部统计产值的74.75%。前三名为:湖北玉立砂带集团股份有限公司、淄博四砂泰山砂布砂纸有限公司、常州金牛研磨有限公司。482013年的统计结果砂卷年产量:超过1,000万平方米的6家,合计产量达到

13253.12万平方米,占砂卷全部统计产量的70.58%。前三名为:江苏三菱磨料磨具有限公司、江苏锋芒复合材料科技集团有限公司、湖北玉立砂带集团股份有限公司。

年产值:超过10,000万元的7家,合计产值达到

235681.68万元,占砂卷全部统计产值的77.42%。前三名是:江苏三菱磨料磨具有限公司、江苏锋芒复合材料科技集团有限公司、湖北玉立砂带集团股份有限公司。

砂带、砂盘、异型品及其它产品年产量:超过400万平方米的有4家,合计产量达到2799.43万平方米,占砂带、砂盘、异型品及其它产品全部统计产量的59.26%。它们是:四川省三台县固锐实业有限责任公司、湖北省通城县宝塔砂布厂、广东小太阳砂磨材料有限公司、临沂三超磨具有限公司。

年产值:超过10,000万元的有2家,合计产值达到

60449.60万元,占砂带、砂盘、异型品及其它产品全部统计产值的44.53%。它们是:四川省三台县固锐实业有限责任公司、湖北省通城县宝塔砂布厂。浙江一达?492013年进出口统计

进出口统计据海关统计,2013年中国涂附磨具进出口总额达到49963.6万美元,比2012年同期增长-0.16%。

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