三和研磨告訴你砂帶、砂紙的結(jié)構(gòu)要素
2022/11/25 9:17:39點(diǎn)擊：
砂帶是砂紙砂帶砂布卷的一個(gè)很重要的大品種,作為一條砂帶,一般由四大要素組成,即基體、粘結(jié)劑、磨料和結(jié)構(gòu)形成。這些基本要素的互相搭配以及各種不同的形式和不同的加工對象，形成了數(shù)以千計(jì)的砂帶品種。
砂帶的基本要素:
基體—布、紙、復(fù)合基
磨料—天然磨料—天然剛玉、石榴石
人造磨料—白剛玉、棕剛玉、碳化硅、鋯剛玉、
人造金剛石、立方氮化硼
砂帶 粘結(jié)劑—動物膠、半樹脂、全樹脂、耐水產(chǎn)品
結(jié)構(gòu)形式—無接頭砂帶
接頭砂帶—單接頭、多接頭、嵌接法對接、
�。ù罱樱� 螺旋形對接砂帶
�。▽樱�
以下按上述三個(gè)基本要素分別加以說明。
1. 基體:
基體是作為粘結(jié)劑和磨料的承載體,也是磨削過程的力支撐體,是砂帶的基礎(chǔ)部分.因?yàn)樽鳛樯皫У幕w必須具備一定的拉伸強(qiáng)度,很好的可撓性,較小的延伸性,在砂帶制作時(shí)一些要求必須有一些工藝特性以及砂帶在使用時(shí)其一些特殊要求.由于砂帶朝著高速、重負(fù)荷、高效率方向發(fā)展，對基體方面開展了許多科學(xué)技術(shù)要求，以加強(qiáng)現(xiàn)有各種基體的研究，適應(yīng)磨削的需要.
常用砂帶的基體有如下幾種:
(1) 布:布基體以所用的原材料分類,有天然纖維、合成纖維、改性纖維等類.以布的組織結(jié)構(gòu)分,有平紋組織、斜紋組織和緞紋組織，以布的重量單位（g/m2）有重型布、中型布、和輕型布之分.對于布的不同分類,各個(gè)國家與各個(gè)大型公司各有各的分類的具體指標(biāo)和規(guī)定,這些指標(biāo)一般在砂帶的技術(shù)指標(biāo)中均有明確的規(guī)定,在選用時(shí)我們必須注意有關(guān)的規(guī)定.如通常使用的砂帶,不論是加工金屬材料或者是木材等非金屬,大多采用中型布或輕型布基砂帶.如果需要多接頭的闊型砂帶,則選用棉纖維緞紋組織的中型或重型布的基體.用以重型磨削(負(fù)荷重的磨削),則采用重型布或聚脂纖維的砂帶,大部分木質(zhì)的各類板材的習(xí)慣采用重型布或聚脂纖維的基體.需要延伸率特別小的砂帶,往往需要用麻纖維作基體材料.布基體砂帶一般情況下使用在金屬加工方面較多.近十年來大力發(fā)展合成纖維的聚脂布,而聚脂布經(jīng)處理后的徑向斷裂強(qiáng)度高,適用于大面積的磨削或強(qiáng)力磨削.因此合成纖維的聚脂布基是成為砂紙砂帶砂布卷的發(fā)展趨勢.聚脂布分100%短纖維聚脂布基和65%短纖維聚脂纖維和35%棉混合布兩種,織法有紡織和針織.紡織布基強(qiáng)度是靠緯砂和經(jīng)砂上下交替穿棱產(chǎn)生,微觀看基材是彎曲的而針織是徑在砂與緯相互編縫的編縫的方法較多,所以能達(dá)到強(qiáng)度高延伸率低的效果.
通常純棉布和聚脂布的機(jī)械強(qiáng)度和延伸率如下
棉布與聚脂布的機(jī)械強(qiáng)度
測定項(xiàng)目 棉布(未作原布處理) 聚脂纖維
(經(jīng)原布處理)
輕型布 中型布 重型布
斷裂強(qiáng)度(N/scm) 徑向 >80-120 >100-120 >120-140 >3500
緯向 >16-80 >80 >80 ≧600
斷裂伸長(100%) 徑向 <12-18 <18 <18 <1-5
緯向 <12 <12 <12 <1-3
注:處理過的棉布比聚脂布的機(jī)械強(qiáng)度低一倍以上.
(2) 紙:
紙基體一般以重量來分類,即每平方米的重量(克)來表示,其單位為克/米2.按目前世界上比較通用的標(biāo)準(zhǔn)來分類,一般分六個(gè)等級,即A、B、C、D、E、F六類.
原紙每平方米的重量
項(xiàng)目 每 平 方 米 的 重 量
A B C D E F
等級標(biāo)準(zhǔn) 80 100 120 160 225 280
A、B、C這三種紙單重小強(qiáng)度低，一般不作砂帶用，只用作卷狀或頁狀產(chǎn)品，C級有時(shí)只用作超涂層砂帶用于儀器儀表、手風(fēng)琴的漆面拋光；D、E、F這三種紙單重大強(qiáng)度高，可作砂帶用紙，而E級（單重225克/米2）的紙是最常用的紙種，D級紙一般用以輕型磨削。砂帶用紙基的另一個(gè)特點(diǎn)，是采用耐水紙。而往往有紙基稱“耐水”不是真正意義上的耐水，不是說這種紙基可以在水中進(jìn)行磨削，而是這種紙具有很好的耐潮性，在環(huán)境濕度變化時(shí)，不會使砂帶吸潮而發(fā)生變形影響使用。真正在以水作冷卻劑或砂帶在水中磨削時(shí)，所用紙砂帶的原紙要作耐水處理，以期真正達(dá)到在水冷卻或在水中磨削的耐水作用。
另外紙砂帶對紙基體的厚度的均勻性要求很高，因?yàn)檫@是影響粘結(jié)劑涂層厚度的直接因素。上前我國砂帶用紙基體大部分依賴進(jìn)口，國產(chǎn)紙的強(qiáng)度、均勻性、耐水性等均達(dá)不到砂帶生產(chǎn)的要求。紙砂帶一般用于木材加工的寬砂帶較多。
(3) 復(fù)合基
所謂復(fù)合基是指紙和布用粘合的辦法復(fù)合在一起組成的特殊基體。復(fù)合形式有兩種：一種是紙布的復(fù)合，用的紙一般為D級或E級紙，布則采用輕型而柔軟的平紋布，一般在布面上涂膠植砂適用于粗粒度的產(chǎn)品，另一種是紙-布-紙復(fù)合，即三層復(fù)合，也通過粘合的辦法把三者復(fù)合在一起，這種基體一般適用于中等粒度產(chǎn)品使用。上前大量使用的是紙布復(fù)合前一種復(fù)合和方法，而三層復(fù)合使用較少。復(fù)合基砂帶綜合了布與紙的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度大、延伸率小、變形小、耐皺折，磁砂帶耐用度高，磨削效率高，磨削質(zhì)量好等特點(diǎn)。如加工中密度纖維板，用一條復(fù)合基砂帶，可連續(xù)使用一周左右時(shí)間，這是我國上前耐用度最高的一種砂帶。當(dāng)前這種砂帶制作較為復(fù)雜，接頭要求高，要采用專用結(jié)構(gòu)的設(shè)備來制作這種砂帶。
復(fù)合基砂帶以木材加工為主。
(4) 無紡布
無紡布又稱不紡布,西方國家稱纖維.它是用棉質(zhì)纖維或合成纖維經(jīng)梳理而成,無紡布幾乎沒有什么拉力強(qiáng)度,所以不能單獨(dú)制作砂帶,而是與其它基體復(fù)合在一起制成砂帶,所以這又是另外形式的復(fù)合砂帶.用無紡布作砂帶時(shí),是在無紡布上浸以磨料和粘結(jié)劑,經(jīng)干燥固化后制成“無紡研磨布”，再將“無紡研磨布”用粘結(jié)劑粘貼在布基或紙基上，然后制成砂帶。這種砂帶的表面彈性好，具有很好的拋光特性，故常用以金屬表面的研磨和拋光，可以獲得極高的光潔度。國外成卷的不銹鋼板的連續(xù)拋光即用此法。
以上紙、布或復(fù)合基等基材是砂帶最用的基材，除了高效強(qiáng)力砂帶磨削拓寬用途之外，砂紙砂帶砂布卷還朝專用、精密方向發(fā)展，因此輕型柔軟基材和聚脂透明薄膜基材已相繼問世，特別是適用于汽車、航空、內(nèi)燃機(jī)、機(jī)器加工等行業(yè)的精密加工，這類產(chǎn)品在中國市場被美國3M公司幾乎全部壟斷。
2. 磨料
磨料是砂帶四大基本要素之一，是砂帶在磨削中的主體。砂帶用磨料從材質(zhì)上來說與固結(jié)磨具是一樣的，在選則磨料時(shí)具有與固結(jié)磨具同樣的規(guī)律與原則。但由于砂帶與固結(jié)磨具的砂輪組織上的不一樣和砂輪磨削與砂帶磨削在機(jī)理上的差異，所以對磨料的某些物理性能方面有著不同的要求，歸納起來有如下的不同點(diǎn)：
（1） 磨料粒度系列不一樣：
砂紙砂帶砂布卷用磨料采用P-系列標(biāo)準(zhǔn)，即粒度號前加一個(gè)“P”字母。而固結(jié)磨具用F-系列標(biāo)準(zhǔn)，是不一樣的。
�。�2） 粒度號的設(shè)置不一樣：
砂紙砂帶砂布卷P-系列磨料設(shè)了30個(gè)粒度號：即P8 、P10 、P12 、P14 、P16 、P20 、P24 、P30 、P36 、P40 、P50 、P60 、P70 、P80 、P100 、P120 、P150 、P180 、P220 及微粉設(shè)P240 、P280 、P320 、P400 、P600 、P800 、P1000 、P1200 、P1500 、P2000 、P2500等
固結(jié)磨具F-系列標(biāo)準(zhǔn)設(shè)了35個(gè)粒度號：即4#、5#、6#、7#、8#、10#、12#、14#、16#、20#、22#、24#、30#、36#、40#、46#、54#、60#
、70#、80#、90#、100#、120#、150#、180#、220#.另設(shè)微粉有230至1200號等.
(3)粒度組成不一樣
一是砂紙砂帶砂布卷用磨料P-系列磨料中各號基本粒含量高,二是粒度群的分布較寬. 以8#磨料為例來說明上述兩個(gè)不同點(diǎn):
粒度組成
含量
類別 粗粒
(不能過7#網(wǎng)) 基本粒
(不能過8#網(wǎng)) 混合粒
(不能過10#網(wǎng)) 細(xì)粒
(不能過10#網(wǎng))
砂紙砂帶砂布卷
固結(jié)磨具 42±8
20 86±6
45 98
70 2
12
此外,在砂紙砂帶砂布卷的專門用途上,在制造砂紙砂帶砂布卷要進(jìn)行磨料的處理.詳見本篇二、（一）、（B）、7
3. 粘結(jié)劑
粘結(jié)劑是磨料與基體之間的橋梁，是把磨料緊緊粘著于基體上的一種特殊物質(zhì)，所以它即要考慮與基體的附著力，又要保持對磨料的較好把持力，能抵抗在磨削過程來自各方面的沖擊力，保證有極高的磨削比.
砂帶常用的粘結(jié)劑從其性質(zhì)來分有兩類,一種是天然的,如動物膠,包括皮膠、明膠和骨膠.另一種是合成樹脂,最常用的是水溶性酚醛樹脂.這種粘結(jié)劑常使用在底膠、復(fù)膠和超涂層的過程中。
粘結(jié)劑的組成比較復(fù)雜，除了主料以外，還有許多輔料，以改善主料的某些性能，如填料、固化劑、促進(jìn)劑、著色劑、表面活性劑以及溶解劑等.根據(jù)不同的用途,不同的樹脂,不同的要求選擇以上這些輔料,使砂帶達(dá)到預(yù)計(jì)的質(zhì)量要求.按照不同粘結(jié)劑的互相搭配,就形成目前砂帶四種類的粘結(jié)劑產(chǎn)品.
(1) 全動物膠產(chǎn)品:代號為G/G.
底膠及復(fù)膠全部采用動物膠.這種產(chǎn)品的成本低,制造簡單.但由于動物膠粘結(jié)性差,不耐熱,不耐潮,是一種檔次比較低的產(chǎn)品,常用于一般的木器和輕金屬的研磨和拋光以及半手工的加工方式.
(2)半樹脂粘結(jié)劑產(chǎn)品:代號:R/G.
以動物膠為底膠,樹脂膠為復(fù)膠的一種產(chǎn)品,改進(jìn)了動物膠產(chǎn)品粘結(jié)性差不耐熱不耐潮的缺點(diǎn).因而一方面保持了價(jià)格低廉(比動物膠略貴)和性能柔軟的特點(diǎn),另一方面又提高了抗潮和耐磨的性能.這種產(chǎn)品主要用于卷輥式機(jī)械磨削加工,更多的是制成各種砂帶在木材加工中使用,也用于皮革、塑料、橡膠等非金屬材料的拋光和精磨.國外有些復(fù)合基砂帶,也是用半樹脂粘結(jié)劑制作的,半樹脂砂帶在國外占有很大的比重,它是一種物美價(jià)廉而又比較通用的產(chǎn)品。
(3)全樹脂粘結(jié)劑產(chǎn)品:代號為R/R
此類產(chǎn)品的底膠與復(fù)膠全是樹脂粘結(jié)劑制成的,常用的是水溶性酚醛樹脂,它的粘結(jié)性和耐熱性較好,是目前砂帶制造過程中常用的一種粘結(jié)劑,用中型布和重型布基可制成性能極好的砂帶,對難加工材料、強(qiáng)力磨削和重負(fù)荷磨削是一種理想的選擇，例如國外采用鋯剛玉為磨料，磨削不銹鋼鑄件的強(qiáng)力磨砂帶就是用全樹脂制成的。全樹脂砂帶是一種高檔產(chǎn)品，它對木材、難加工金屬材料均有較好的磨削效果，是一種用途較廣的砂帶.這里特別指出這類產(chǎn)品雖然是標(biāo)明是耐水的,但仍只限于干磨或者在油類配制的冷卻劑中磨削,因?yàn)殡m然有一定的耐水性,但這種產(chǎn)品都未進(jìn)行特殊防水處理,所以一旦在有水的條件下長期作業(yè),會因?yàn)槲蛎浂鴮?dǎo)致產(chǎn)品的磨削性能下降,因此這種產(chǎn)品雖然具有抗潮的能力,而不能作為耐水產(chǎn)品來對待.全樹脂產(chǎn)品要比動物膠、半樹脂產(chǎn)品抗潮性要好。
(4)耐水產(chǎn)品,代號為WP.
這種產(chǎn)品除了底膠與復(fù)膠均用耐水的合成樹脂外,基體也必須經(jīng)過耐水處理.即所用的原布處理膠有較好的耐水性,便砂帶在水中或者在乳化液中仍能保持良好的磨削性能和較小的砂帶變形.與全樹脂砂帶相比,耐水砂帶更有獨(dú)到的耐水性能,所以全樹脂產(chǎn)品不一定是耐水的,而耐水產(chǎn)品必須是耐水的,除了底膠和復(fù)膠采用耐水樹脂以外,原布處理的膠也必須是耐水的,這是真正意義上的全樹脂耐水產(chǎn)品.這種產(chǎn)品應(yīng)用于難加工材料及機(jī)械零件上的磨削和拋光.
4. 砂帶的結(jié)構(gòu)形式
以材料力學(xué)機(jī)理上分析,一個(gè)物件的整體機(jī)械強(qiáng)度是均質(zhì)的,理化性能應(yīng)該是相似的,而從材質(zhì)相同由二個(gè)以上單位所組成的物體,其機(jī)械強(qiáng)度要不小于整體的機(jī)械強(qiáng)度.對于一條砂也是這樣,接頭部位是砂帶在外力作用下最薄弱的環(huán)節(jié).在生產(chǎn)工藝上砂帶的接頭是工藝技術(shù)工作的重點(diǎn),因?yàn)樗苯雨P(guān)系到砂帶的使用.因?yàn)橐挚紤]到砂帶接頭處的柔性,而且要考慮到接頭處的接頭強(qiáng)度,主要是接頭抗拉強(qiáng)度,即在接頭處在接觸輪或壓板上所受到的沖擊,便工件留下周期性的磨削振動而產(chǎn)生的振紋,直至發(fā)生斷裂.在接頭時(shí)所所采用的接頭膠粘結(jié)不牢或因熱對介質(zhì)產(chǎn)生的敏感,也可能因此失效而斷裂.因此砂帶接頭必須具備如下性能:
抗斷裂性.即抗拉強(qiáng)度和抗剪切強(qiáng)度;
高的耐熱性和耐介質(zhì)的浸濁能力;
接頭處的厚度與非接頭處的相差不大,或有負(fù)公差時(shí)(接頭處比非接頭處低)保持必須的機(jī)械強(qiáng)度.特別是細(xì)粒度砂帶更應(yīng)注意它的機(jī)械強(qiáng)度.
對接頭質(zhì)量的評價(jià)主要用兩項(xiàng)指標(biāo),即強(qiáng)度和厚度.接頭強(qiáng)度主要取決于接頭膠的質(zhì)量及接頭工藝,同時(shí)基體本身的強(qiáng)度也有一定的影響.接頭厚度與接頭厚度的允差必須視膠的質(zhì)量與基材的質(zhì)量而定,特別是有負(fù)公差要求時(shí)更應(yīng)慎重.接頭的形式?jīng)Q定了砂帶的結(jié)構(gòu)形式.砂帶的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種.
(1) 無接頭砂帶
無接頭砂帶是采用筒布為基體,經(jīng)過原布處理、涂膠、植砂、固化等一系列工序后，所制成的一種沒接頭的砂帶。
這種砂帶是早期產(chǎn)品，時(shí)到今日，只有在日本及我國（包括臺灣在內(nèi)）仍保留著這種產(chǎn)品，有少量的產(chǎn)品.由于這種砂帶所用筒布基體,生產(chǎn)設(shè)備與工藝的限制,不能滿足當(dāng)前市場上眾多規(guī)格,特別是寬砂帶的要求,而且生產(chǎn)效率較底,工藝復(fù)雜,所以在近代砂帶生產(chǎn)展中被淘汰,而被有接頭的砂帶所取代.
(2) 接頭砂帶
在控國內(nèi)外砂帶標(biāo)準(zhǔn)中“砂帶”一詞，實(shí)際上是指接頭砂帶。
有接頭砂帶又分搭接接頭和對接接頭兩大類，從過去的搭接為主轉(zhuǎn)為對接為主的接頭。歐美砂帶對接占75%以上，對接砂帶的最大優(yōu)點(diǎn)是避免搭接砂帶使用時(shí)規(guī)定的方向性.
1/.搭接法砂帶:
搭接法是兩個(gè)接頭處,根據(jù)確定的寬度要求,分別磨成傾斜邊涂以接頭膠后,互相疊合壓合而成.疊合后的厚度即接頭厚度不能大于非接頭厚度的0.1mm,接頭寬度根據(jù)砂帶的大小寬窄從8-15MM之間進(jìn)行調(diào)整,接頭角度在45°-85°的范圍內(nèi)調(diào)整,一般窄砂帶取用較小的接頭角,這樣可以增加搭接面積,從而提高搭接強(qiáng)度.寬砂帶一般選用較大的接頭角,便于接頭操作.這種接頭方法因前在國內(nèi)外被廣范的采用,無論是布基和紙基乃至于復(fù)合基均可采用.
2/.對接法砂帶
對接砂帶是將兩個(gè)接頭邊對拼后砂面或布基面墊以一條襯墊材料經(jīng)壓合后制成的砂帶.在接頭前,先將兩個(gè)接頭邊的正面(砂面)或背面(布面或紙面)進(jìn)行磨邊,磨去厚度與接頭墊襯的厚度相當(dāng),這樣保證接頭厚度與非接頭厚度相當(dāng),在用戶需要時(shí)接頭厚度還薄于非接頭厚度(負(fù)公差).接頭的墊襯材料是一種增強(qiáng)的聚脂薄膜,這種薄膜不但強(qiáng)度高而且延伸率極小.接頭的角度是根據(jù)聚脂薄膜中增強(qiáng)纖維的取向來定的,增強(qiáng)纖維取向角度又是根據(jù)砂帶接頭角度450-850范圍內(nèi)選定的.
對接也是一種應(yīng)用較廣泛的一種接頭方法,它比搭接法在工藝上要簡單,當(dāng)前我國對接法的高強(qiáng)度聚脂薄膜全依賴于進(jìn)口,所在在使用上受到了很大的影響.
合生生公司從美國AND公司進(jìn)口的薄膜分黃、紅、白、蘭、綠五種顏色的接頭薄膜，具有特定技術(shù)性能，該公司可以生產(chǎn)不同的取向角度，也可以生產(chǎn)和供應(yīng)不分角度的薄膜，每種色澤的薄膜標(biāo)明了各自薄膜厚度，在500N時(shí)的抗拉強(qiáng)度（N/scm）各適用范圍。
對接法又分兩種形式：一種是一般對邊對接，即兩接邊的直接拼合（合生生稱平口接），另一種是S形對接，即將兩接頭加工成S形的邊，然后兩個(gè)S形邊緣向齒輪一樣互相咬合在一起，加上墊襯聚脂薄膜后壓合成砂帶（合生生公司稱正弦對接）
合甡公司各種對接代號的說明
接頭代號 接頭代號的含義 磨 邊 工 藝 要 求
VS11 S形對接
砂帶布基接頭 將背面的布基漿料磨掉，但不能磨斷砂線，不能出現(xiàn)燒傷和玻璃狀.
VS21 S形接頭
砂帶砂面接頭 用金剛石砂輪將砂面磨去，并磨去部分粘結(jié)劑層，然后在砂面上接頭.
VS31 S形對接
砂帶砂面磨掉，
背面接頭 先磨去背面漿料應(yīng)露出布基，但不能割斷砂線，不能出現(xiàn)燒傷和玻璃狀，再磨砂面的磨料，在背面接頭.
VZ11
VZ21
VZ31 平口對接砂帶
11、21、31與VS11
、21、31含義相同 先將砂布塊切成斜邊（非S形），其余按以上11-31磨邊方式和接頭方式對接.
(3) 嵌接法:
嵌接法是對接法的另一種形式,從形式上看很相似,其不同點(diǎn)在于所用的襯墊材料的材質(zhì)和形式不一樣,另外嵌接法是適用于基體材料特別厚的砂帶,正因?yàn)榛w特別厚所以用搭接法和對接法是難以完成的.嵌接法所用的襯底材料強(qiáng)度是很高的材料、其基體基本相等的一種塑料材料,它是把襯底材料邊緣和砂帶接頭邊緣都加工成同角度的斜面,并涂以接頭膠,經(jīng)壓合嵌接成為砂帶.這種方法一般使用于特厚的砂帶如復(fù)合基砂帶.
(4) 單接頭與多接頭砂帶
單接頭砂帶:當(dāng)砂帶的寬度不超過砂布(紙)大卷的幅面寬度,則一般采用單接頭的方法,可用以上搭接和對接.
多接頭砂帶:當(dāng)砂帶的寬度超過砂布(紙)卷的幅面寬度,就需要采用多接頭的方法來制作砂帶.所謂多接頭砂帶是指一條砂帶上出現(xiàn)二個(gè)或二個(gè)以上接頭時(shí)稱多接頭砂帶.多接頭砂帶的出現(xiàn)是砂帶制作技術(shù)上的一次新的突破,便有限的砂布(紙)的幅面寬度,可以制成比砂布(紙)卷幅面寬幾倍的寬砂帶,從而解決了窄的生產(chǎn)設(shè)備制作寬砂帶的難題.
多接頭砂帶的制作程序是:第一部根據(jù)長、寬尺寸和砂布大卷的幅面寬度按照多接頭砂帶的數(shù)學(xué)計(jì)算公式，計(jì)算出應(yīng)有多少個(gè)平行四邊形塊組成砂帶和每一個(gè)平行四邊形的具體尺寸.第二步裁取平行四邊形塊。第三步在兩個(gè)平行四邊形的兩個(gè)上下邊進(jìn)行磨邊.第四步依次將若干個(gè)平行四邊形搭接成一個(gè)寬砂帶.
(5) 螺旋形接頭砂帶
螺旋形砂帶與多接頭砂帶具有同樣的功能,即把比較窄的砂帶(布和紙)幅面接成寬于寬于幅面數(shù)倍的砂帶,但與多接頭砂帶的接頭方式是有所不同的.螺旋形接頭砂帶是由兩個(gè)部分組成,即襯底和砂布組成,它是螺旋形卷繞把襯底與砂布結(jié)合在一起制成一條任意寬度的砂帶.在砂帶的表面上有一條螺旋形的接縫,所以稱為螺旋形接頭砂帶.這種砂帶由于有雙層組織,所以強(qiáng)度高,延伸率極小,具有很好的磨削性能.但這種砂帶所使用的接頭設(shè)備是比較復(fù)雜的,工藝上的難度較大,所以這種砂帶應(yīng)用起來并不普遍.
關(guān)于植砂方法與植砂密度雖然是砂帶大卷制造上很重要的一個(gè)程序,植砂采用什么方法和植砂的密度控制與磨削密切相關(guān),又是砂帶基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成的間接相關(guān)的因素,因此,此處有必要闡述一下.
植砂的方法在砂帶制造加以闡述.植砂分密植砂、半密植砂與稀植砂三種。所謂植砂系指將磨料植于砂帶上的一種工序，植砂密度是指在每平方米的砂布（紙）上植入磨料的重量。植砂密度的稀密與磨削有密切的關(guān)系.
a. 密植砂:指每平方米砂布(紙)塊上所植入的磨料很密.絕大多數(shù)磨削領(lǐng)域中均采用密植砂.除了有特殊要求處,應(yīng)盡量提高植砂密度.因?yàn)槟チ鲜窃谀ハ鬟^程中起磨削作用的主要材料,因此如不發(fā)生阻塞,應(yīng)積極延長磨料在砂帶上的壽命,這對使用者來說也地這樣想的,這樣有利于磨削加工的加工效益和經(jīng)濟(jì)效益.
b. 半密植砂:所謂半密植砂顧名思義比密植砂所植的磨料要稀,對于磨削中怕熱或一些被磨材料怕阻塞情況適用.
c. 稀植砂:是指比半密植砂所植的磨料還要少.如加工軟材料,如松香量比較高的木材、橡膠制品、鋁及鋁合金、銅及銅合金、皮革等比較適用.
用稀植砂解決磨削中的阻塞之外,還可以將砂帶磨料層上涂上一層特殊的物質(zhì),以增加在磨削過程中抗阻塞的作用,并保持良好的磨削與拋光功能.這種砂帶特別是細(xì)粒度中使用較廣,即超涂層砂帶.
(三) 砂帶的制作
制作砂帶一般包括原布處理、大卷制造、大卷的后處理和轉(zhuǎn)換等四個(gè)過程。合生生公司系砂帶精加工的轉(zhuǎn)換生產(chǎn)，前三個(gè)過程系承包方完成.現(xiàn)將這四個(gè)過程分述如下:
1. 原布處理
砂帶使用的基體有布、紙和復(fù)合基.紙除耐水紙外一般是不需要處理的,復(fù)合基是屬于紙與布的復(fù)合,有時(shí)在分供方處直接采購,或者在砂帶生產(chǎn)廠的原布處理線上或大卷制造線上完成.這里辦說明布基處理刮毛、燒毛、脫臘、染色、浸漬刮漿、拉伸、壓光等主要工序，根據(jù)不同的要求選定不同的工序
(1) 刮毛、燒毛
刮毛、燒毛是去除原布表面的棉絨、棉結(jié)、雜質(zhì)等缺陷，通過一種螺旋形的刮刀，把坯布表面刮凈，然后經(jīng)過高溫火焰燒掉坯布表面的毛絨，便坯布表面光潔平整.
(2) 退漿脫脂
退漿脫脂是除去棉紗條干上的漿料和棉纖維中的臘質(zhì),它是通過堿液的浸泡來清除的,退漿和脫脂后的棉布,易于漿料的吸收和滲透.
(3) 染色浸漬和刮漿
由于砂帶對基體色澤的要求比較低,所以染色、浸漬與刮漿合在一起進(jìn)行，即把染色用的染料直接浸漬和加入漿料之中，以達(dá)到染色的目的。耐水產(chǎn)品的處理，必須用樹脂料來浸漬，而一般非耐水產(chǎn)品，則用動物膠來浸漬.
(4) 拉伸
拉伸包括縱向和橫向拉伸向,縱向拉伸拉掉一部分的延伸率和減少成品的延伸.橫向拉伸有定型和拉幅作用,保證處理后的布幅寬度控制在一定的范圍之內(nèi).
(5) 壓光
壓光是原布處理的最后工序,目的在于使布既平整又光滑,對涂膠的均勻一致起了保證作用.
2. 大卷制造
大卷制造包括商標(biāo)印刷、涂膠、植砂、復(fù)膠、干燥等主要工序，這些工序均在一條生產(chǎn)線上完成，它是一條聯(lián)動作業(yè)的生產(chǎn)線.
(1) 商標(biāo)印刷:此工序系完成在布基或紙基背面印刷工廠商標(biāo)、磨料粒度、型號及有關(guān)工廠的規(guī)定，印刷必須清晰、清楚、美觀及便于用戶識辨產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)，例如采用搭接時(shí)的使用砂帶的方向等.
(2) 涂膠:包括涂底膠與復(fù)涂,如上涂量(底膠與復(fù)膠)植砂量在近代生產(chǎn)線上均采用自動掃描并將其信息反饋到自動調(diào)整控制裝置。以前許多大企業(yè)都采用β-射線穿透式測量，但其穩(wěn)定性、安全性和精確度差，近期一些著名的砂紙砂帶砂布卷企業(yè)里已作了較大的技術(shù)改造，成功地采用了美國NDK公司的γ-射線式線上測量，其測量精度在0.25mm測量誤差±0.25%,測量精度及穩(wěn)定性、安全性均較以前測量系統(tǒng)優(yōu)越，再配以觸摸式監(jiān)控顯示和自動反饋控制，加上干燥線上溫度自動控制，形成完整的砂紙砂帶砂布卷測量質(zhì)控系統(tǒng)，可以保證每批產(chǎn)品的穩(wěn)定質(zhì)量.
底膠和復(fù)膠在生產(chǎn)上其厚度是通過兩個(gè)對輥之間的間隙控制來實(shí)施的.
(3) 植砂:
植砂有兩種方法,一種是重力植砂,另一種是靜電植砂.重力植砂是靠磨料自身重力植砂膠層上面,所以磨料在膠層上的排列比較雜亂,沒有一定的方向性.靜電植砂是領(lǐng)先靜電磁場電力把磨料吸極化后吸引到膠層上,因而磨料的排列有序,而且磨料的棱角和尖端朝外,顯得十分有利,由于磨料的軸線方向必然與基體構(gòu)成一定的角度,基體表面磨料的取向形成鋸齒一樣的結(jié)構(gòu),因此磨料在砂帶表面能充分這一最好的效果,磨削能力必然會增強(qiáng).由于靜電植砂對粗粒度(40#以粗)并不適用,所以這部分的磨料要用重力植砂來完成.
(4) 干燥:大卷在植砂必須要進(jìn)行干燥.干燥設(shè)備有全封閉干燥和具有調(diào)濕功能的封閉干燥的特點(diǎn).全封閉干燥應(yīng)干燥溫度高、時(shí)間長，為了擴(kuò)散熱的減少和熱量循環(huán)充分使用提高熱的效率，有害廢氣的集中處理減少環(huán)境污染采用全封閉干燥的形式有利于砂帶的生產(chǎn)，而且一般都有千米以上的容量，有利于樹脂膠干燥溫度干和時(shí)間長的特點(diǎn)。帶有調(diào)濕功能的干燥設(shè)備，是使砂帶在高溫和長時(shí)間烘烤物理水分損失而導(dǎo)致砂布發(fā)脆的弊病，所在砂布的引出區(qū)域內(nèi)增加增濕裝置，使砂布的含水量與常態(tài)保持平衡，因此砂布在干燥工序上應(yīng)有這種功能的設(shè)備。
3. 大卷的后處理
砂布從干燥室卷出之后，要經(jīng)過一系列的處理后才能進(jìn)入轉(zhuǎn)換工序。大卷的后自理包括后固化、存放、增濕、柔曲等。經(jīng)過這些處理工序，砂布（紙）的性能與質(zhì)量才能達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。
（1）后固化。從干燥室轉(zhuǎn)出的大卷砂布（紙），由于干燥室中的溫度較低，時(shí)間較短，只是完成了預(yù)固化的階段磨料達(dá)到了定位，但從酚醛樹脂固化反應(yīng)來說，只是達(dá)到了B階段，如完全真正的固化，還需要更高的溫度和時(shí)間，才能變成不溶不熔的C階段的樹脂，其質(zhì)量才能得到理想的效果。
（2）存放。大卷經(jīng)過幾小時(shí)高溫固化后，酚醛樹脂粘結(jié)劑在發(fā)生固化反應(yīng)時(shí)，由于高分子鏈上形成交鏈的不對稱性，因此產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力的不平衡，形成所謂“內(nèi)反應(yīng)力”引起砂布表面變形凹凸不平或者扭曲。這種缺陷，經(jīng)過一定時(shí)間存放后，這種內(nèi)應(yīng)辦會慢慢的自行消失，砂布表面變行平整挺刮，大卷的存放最好在恒溫恒濕的倉庫中，存放效果更會好。
�。�3） 增濕。
無論是砂布卷或砂紙卷，在常態(tài)下必須含有一定的物理水份，當(dāng)這種水份損失到一定程度時(shí)，砂布或砂紙就要發(fā)脆。大卷砂布在固化爐時(shí)間的高溫烘烤，水份的損失也比較之嚴(yán)重，產(chǎn)生一定的脆性，所以通過增濕來恢復(fù)砂布中所含的水份，提高砂布的柔性和韌性。
�。�4） 柔曲
砂帶又稱柔性磨具。為要達(dá)到柔性，一是選用基體材料和粘結(jié)劑均是柔性較好的材料，則制成產(chǎn)品本身很柔軟，這種產(chǎn)品不需要進(jìn)行柔曲，這是比較困難的事情，二是進(jìn)行柔曲。為了要對付難磨材料，大磨削量加工和重負(fù)荷磨削必須選用厚度和重量較大的基體，粘結(jié)強(qiáng)度大、耐熱性高的熱固性樹脂，這樣本身的柔性就會改善，但總體上砂帶是柔軟而從微觀上仍是堅(jiān)硬的，這就是機(jī)械柔曲要完成的任務(wù)。機(jī)械柔曲的作用，簡單地說，是使砂帶表面產(chǎn)生微小的小裂紋，從而獲得整條砂帶的柔軟。
4.轉(zhuǎn)換
所謂轉(zhuǎn)換是指將砂布大卷轉(zhuǎn)換成砂帶或盤狀、頁狀以及其它形狀的產(chǎn)品的過程，單就砂帶來說，包括以下幾項(xiàng)轉(zhuǎn)換工序.
合生生公司生產(chǎn)車間對砂帶的轉(zhuǎn)換與二砂和上砂的工序相同,按以下的工序進(jìn)行,工藝流程如下頁所示:
(四) 砂帶在使用過程中易發(fā)生的問題與保管注意事項(xiàng)
砂帶在使用過程中易發(fā)生的缺陷可分為兩類：一是磨具本身質(zhì)量不好，二是使用不當(dāng)，選擇不對路或設(shè)備上的故障引起的問題.具體問題應(yīng)作具體分析，采取相應(yīng)的措施.
1. 砂帶發(fā)脆
當(dāng)加工一些型面、彎曲或凹凸的工件時(shí)，往往希望砂帶十分柔軟，以便使用.砂帶十分脆硬時(shí),容易使磨具的效果不理想.砂帶發(fā)脆的原因,除了柔曲不好,再就是氣候過于干燥.解決的辦法是,砂帶便用前,盡量不開包,避免過度干燥,有條件的話宜放在15-200C,相對濕度在50-60%的環(huán)境之中,砂帶就不太脆.若沒有上述的存放條件時(shí),在使用前短時(shí)間放在濕度較大的地方,并盡量將砂帶攤開,以增加與潮濕空氣接觸的機(jī)會,一般,一天左右即可恢復(fù)一定的柔性.如有條件的場合,還可以用柔曲的方法也可達(dá)到柔軟的目的.方法是把砂帶的布基面斜面放在鋼板上,上下往返柔搓,一個(gè)方向柔搓完,將砂帶的另一個(gè)方向用相同的方法上下柔搓完畢,也可達(dá)到柔軟的目的.當(dāng)然在生產(chǎn)砂帶大卷已進(jìn)行了機(jī)械柔曲,這種方法只是作臨時(shí)性的補(bǔ)救。
砂帶的基本要素:
基體—布、紙、復(fù)合基
磨料—天然磨料—天然剛玉、石榴石
人造磨料—白剛玉、棕剛玉、碳化硅、鋯剛玉、
人造金剛石、立方氮化硼
砂帶 粘結(jié)劑—動物膠、半樹脂、全樹脂、耐水產(chǎn)品
結(jié)構(gòu)形式—無接頭砂帶
接頭砂帶—單接頭、多接頭、嵌接法對接、
�。ù罱樱� 螺旋形對接砂帶
�。▽樱�
以下按上述三個(gè)基本要素分別加以說明。
1. 基體:
基體是作為粘結(jié)劑和磨料的承載體,也是磨削過程的力支撐體,是砂帶的基礎(chǔ)部分.因?yàn)樽鳛樯皫У幕w必須具備一定的拉伸強(qiáng)度,很好的可撓性,較小的延伸性,在砂帶制作時(shí)一些要求必須有一些工藝特性以及砂帶在使用時(shí)其一些特殊要求.由于砂帶朝著高速、重負(fù)荷、高效率方向發(fā)展，對基體方面開展了許多科學(xué)技術(shù)要求，以加強(qiáng)現(xiàn)有各種基體的研究，適應(yīng)磨削的需要.
常用砂帶的基體有如下幾種:
(1) 布:布基體以所用的原材料分類,有天然纖維、合成纖維、改性纖維等類.以布的組織結(jié)構(gòu)分,有平紋組織、斜紋組織和緞紋組織，以布的重量單位（g/m2）有重型布、中型布、和輕型布之分.對于布的不同分類,各個(gè)國家與各個(gè)大型公司各有各的分類的具體指標(biāo)和規(guī)定,這些指標(biāo)一般在砂帶的技術(shù)指標(biāo)中均有明確的規(guī)定,在選用時(shí)我們必須注意有關(guān)的規(guī)定.如通常使用的砂帶,不論是加工金屬材料或者是木材等非金屬,大多采用中型布或輕型布基砂帶.如果需要多接頭的闊型砂帶,則選用棉纖維緞紋組織的中型或重型布的基體.用以重型磨削(負(fù)荷重的磨削),則采用重型布或聚脂纖維的砂帶,大部分木質(zhì)的各類板材的習(xí)慣采用重型布或聚脂纖維的基體.需要延伸率特別小的砂帶,往往需要用麻纖維作基體材料.布基體砂帶一般情況下使用在金屬加工方面較多.近十年來大力發(fā)展合成纖維的聚脂布,而聚脂布經(jīng)處理后的徑向斷裂強(qiáng)度高,適用于大面積的磨削或強(qiáng)力磨削.因此合成纖維的聚脂布基是成為砂紙砂帶砂布卷的發(fā)展趨勢.聚脂布分100%短纖維聚脂布基和65%短纖維聚脂纖維和35%棉混合布兩種,織法有紡織和針織.紡織布基強(qiáng)度是靠緯砂和經(jīng)砂上下交替穿棱產(chǎn)生,微觀看基材是彎曲的而針織是徑在砂與緯相互編縫的編縫的方法較多,所以能達(dá)到強(qiáng)度高延伸率低的效果.
通常純棉布和聚脂布的機(jī)械強(qiáng)度和延伸率如下
棉布與聚脂布的機(jī)械強(qiáng)度
測定項(xiàng)目 棉布(未作原布處理) 聚脂纖維
(經(jīng)原布處理)
輕型布 中型布 重型布
斷裂強(qiáng)度(N/scm) 徑向 >80-120 >100-120 >120-140 >3500
緯向 >16-80 >80 >80 ≧600
斷裂伸長(100%) 徑向 <12-18 <18 <18 <1-5
緯向 <12 <12 <12 <1-3
注:處理過的棉布比聚脂布的機(jī)械強(qiáng)度低一倍以上.
(2) 紙:
紙基體一般以重量來分類,即每平方米的重量(克)來表示,其單位為克/米2.按目前世界上比較通用的標(biāo)準(zhǔn)來分類,一般分六個(gè)等級,即A、B、C、D、E、F六類.
原紙每平方米的重量
項(xiàng)目 每 平 方 米 的 重 量
A B C D E F
等級標(biāo)準(zhǔn) 80 100 120 160 225 280
A、B、C這三種紙單重小強(qiáng)度低，一般不作砂帶用，只用作卷狀或頁狀產(chǎn)品，C級有時(shí)只用作超涂層砂帶用于儀器儀表、手風(fēng)琴的漆面拋光；D、E、F這三種紙單重大強(qiáng)度高，可作砂帶用紙，而E級（單重225克/米2）的紙是最常用的紙種，D級紙一般用以輕型磨削。砂帶用紙基的另一個(gè)特點(diǎn)，是采用耐水紙。而往往有紙基稱“耐水”不是真正意義上的耐水，不是說這種紙基可以在水中進(jìn)行磨削，而是這種紙具有很好的耐潮性，在環(huán)境濕度變化時(shí)，不會使砂帶吸潮而發(fā)生變形影響使用。真正在以水作冷卻劑或砂帶在水中磨削時(shí)，所用紙砂帶的原紙要作耐水處理，以期真正達(dá)到在水冷卻或在水中磨削的耐水作用。
另外紙砂帶對紙基體的厚度的均勻性要求很高，因?yàn)檫@是影響粘結(jié)劑涂層厚度的直接因素。上前我國砂帶用紙基體大部分依賴進(jìn)口，國產(chǎn)紙的強(qiáng)度、均勻性、耐水性等均達(dá)不到砂帶生產(chǎn)的要求。紙砂帶一般用于木材加工的寬砂帶較多。
(3) 復(fù)合基
所謂復(fù)合基是指紙和布用粘合的辦法復(fù)合在一起組成的特殊基體。復(fù)合形式有兩種：一種是紙布的復(fù)合，用的紙一般為D級或E級紙，布則采用輕型而柔軟的平紋布，一般在布面上涂膠植砂適用于粗粒度的產(chǎn)品，另一種是紙-布-紙復(fù)合，即三層復(fù)合，也通過粘合的辦法把三者復(fù)合在一起，這種基體一般適用于中等粒度產(chǎn)品使用。上前大量使用的是紙布復(fù)合前一種復(fù)合和方法，而三層復(fù)合使用較少。復(fù)合基砂帶綜合了布與紙的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度大、延伸率小、變形小、耐皺折，磁砂帶耐用度高，磨削效率高，磨削質(zhì)量好等特點(diǎn)。如加工中密度纖維板，用一條復(fù)合基砂帶，可連續(xù)使用一周左右時(shí)間，這是我國上前耐用度最高的一種砂帶。當(dāng)前這種砂帶制作較為復(fù)雜，接頭要求高，要采用專用結(jié)構(gòu)的設(shè)備來制作這種砂帶。
復(fù)合基砂帶以木材加工為主。
(4) 無紡布
無紡布又稱不紡布,西方國家稱纖維.它是用棉質(zhì)纖維或合成纖維經(jīng)梳理而成,無紡布幾乎沒有什么拉力強(qiáng)度,所以不能單獨(dú)制作砂帶,而是與其它基體復(fù)合在一起制成砂帶,所以這又是另外形式的復(fù)合砂帶.用無紡布作砂帶時(shí),是在無紡布上浸以磨料和粘結(jié)劑,經(jīng)干燥固化后制成“無紡研磨布”，再將“無紡研磨布”用粘結(jié)劑粘貼在布基或紙基上，然后制成砂帶。這種砂帶的表面彈性好，具有很好的拋光特性，故常用以金屬表面的研磨和拋光，可以獲得極高的光潔度。國外成卷的不銹鋼板的連續(xù)拋光即用此法。
以上紙、布或復(fù)合基等基材是砂帶最用的基材，除了高效強(qiáng)力砂帶磨削拓寬用途之外，砂紙砂帶砂布卷還朝專用、精密方向發(fā)展，因此輕型柔軟基材和聚脂透明薄膜基材已相繼問世，特別是適用于汽車、航空、內(nèi)燃機(jī)、機(jī)器加工等行業(yè)的精密加工，這類產(chǎn)品在中國市場被美國3M公司幾乎全部壟斷。
2. 磨料
磨料是砂帶四大基本要素之一，是砂帶在磨削中的主體。砂帶用磨料從材質(zhì)上來說與固結(jié)磨具是一樣的，在選則磨料時(shí)具有與固結(jié)磨具同樣的規(guī)律與原則。但由于砂帶與固結(jié)磨具的砂輪組織上的不一樣和砂輪磨削與砂帶磨削在機(jī)理上的差異，所以對磨料的某些物理性能方面有著不同的要求，歸納起來有如下的不同點(diǎn)：
（1） 磨料粒度系列不一樣：
砂紙砂帶砂布卷用磨料采用P-系列標(biāo)準(zhǔn)，即粒度號前加一個(gè)“P”字母。而固結(jié)磨具用F-系列標(biāo)準(zhǔn)，是不一樣的。
�。�2） 粒度號的設(shè)置不一樣：
砂紙砂帶砂布卷P-系列磨料設(shè)了30個(gè)粒度號：即P8 、P10 、P12 、P14 、P16 、P20 、P24 、P30 、P36 、P40 、P50 、P60 、P70 、P80 、P100 、P120 、P150 、P180 、P220 及微粉設(shè)P240 、P280 、P320 、P400 、P600 、P800 、P1000 、P1200 、P1500 、P2000 、P2500等
固結(jié)磨具F-系列標(biāo)準(zhǔn)設(shè)了35個(gè)粒度號：即4#、5#、6#、7#、8#、10#、12#、14#、16#、20#、22#、24#、30#、36#、40#、46#、54#、60#
、70#、80#、90#、100#、120#、150#、180#、220#.另設(shè)微粉有230至1200號等.
(3)粒度組成不一樣
一是砂紙砂帶砂布卷用磨料P-系列磨料中各號基本粒含量高,二是粒度群的分布較寬. 以8#磨料為例來說明上述兩個(gè)不同點(diǎn):
粒度組成
含量
類別 粗粒
(不能過7#網(wǎng)) 基本粒
(不能過8#網(wǎng)) 混合粒
(不能過10#網(wǎng)) 細(xì)粒
(不能過10#網(wǎng))
砂紙砂帶砂布卷
固結(jié)磨具 42±8
20 86±6
45 98
70 2
12
此外,在砂紙砂帶砂布卷的專門用途上,在制造砂紙砂帶砂布卷要進(jìn)行磨料的處理.詳見本篇二、（一）、（B）、7
3. 粘結(jié)劑
粘結(jié)劑是磨料與基體之間的橋梁，是把磨料緊緊粘著于基體上的一種特殊物質(zhì)，所以它即要考慮與基體的附著力，又要保持對磨料的較好把持力，能抵抗在磨削過程來自各方面的沖擊力，保證有極高的磨削比.
砂帶常用的粘結(jié)劑從其性質(zhì)來分有兩類,一種是天然的,如動物膠,包括皮膠、明膠和骨膠.另一種是合成樹脂,最常用的是水溶性酚醛樹脂.這種粘結(jié)劑常使用在底膠、復(fù)膠和超涂層的過程中。
粘結(jié)劑的組成比較復(fù)雜，除了主料以外，還有許多輔料，以改善主料的某些性能，如填料、固化劑、促進(jìn)劑、著色劑、表面活性劑以及溶解劑等.根據(jù)不同的用途,不同的樹脂,不同的要求選擇以上這些輔料,使砂帶達(dá)到預(yù)計(jì)的質(zhì)量要求.按照不同粘結(jié)劑的互相搭配,就形成目前砂帶四種類的粘結(jié)劑產(chǎn)品.
(1) 全動物膠產(chǎn)品:代號為G/G.
底膠及復(fù)膠全部采用動物膠.這種產(chǎn)品的成本低,制造簡單.但由于動物膠粘結(jié)性差,不耐熱,不耐潮,是一種檔次比較低的產(chǎn)品,常用于一般的木器和輕金屬的研磨和拋光以及半手工的加工方式.
(2)半樹脂粘結(jié)劑產(chǎn)品:代號:R/G.
以動物膠為底膠,樹脂膠為復(fù)膠的一種產(chǎn)品,改進(jìn)了動物膠產(chǎn)品粘結(jié)性差不耐熱不耐潮的缺點(diǎn).因而一方面保持了價(jià)格低廉(比動物膠略貴)和性能柔軟的特點(diǎn),另一方面又提高了抗潮和耐磨的性能.這種產(chǎn)品主要用于卷輥式機(jī)械磨削加工,更多的是制成各種砂帶在木材加工中使用,也用于皮革、塑料、橡膠等非金屬材料的拋光和精磨.國外有些復(fù)合基砂帶,也是用半樹脂粘結(jié)劑制作的,半樹脂砂帶在國外占有很大的比重,它是一種物美價(jià)廉而又比較通用的產(chǎn)品。
(3)全樹脂粘結(jié)劑產(chǎn)品:代號為R/R
此類產(chǎn)品的底膠與復(fù)膠全是樹脂粘結(jié)劑制成的,常用的是水溶性酚醛樹脂,它的粘結(jié)性和耐熱性較好,是目前砂帶制造過程中常用的一種粘結(jié)劑,用中型布和重型布基可制成性能極好的砂帶,對難加工材料、強(qiáng)力磨削和重負(fù)荷磨削是一種理想的選擇，例如國外采用鋯剛玉為磨料，磨削不銹鋼鑄件的強(qiáng)力磨砂帶就是用全樹脂制成的。全樹脂砂帶是一種高檔產(chǎn)品，它對木材、難加工金屬材料均有較好的磨削效果，是一種用途較廣的砂帶.這里特別指出這類產(chǎn)品雖然是標(biāo)明是耐水的,但仍只限于干磨或者在油類配制的冷卻劑中磨削,因?yàn)殡m然有一定的耐水性,但這種產(chǎn)品都未進(jìn)行特殊防水處理,所以一旦在有水的條件下長期作業(yè),會因?yàn)槲蛎浂鴮?dǎo)致產(chǎn)品的磨削性能下降,因此這種產(chǎn)品雖然具有抗潮的能力,而不能作為耐水產(chǎn)品來對待.全樹脂產(chǎn)品要比動物膠、半樹脂產(chǎn)品抗潮性要好。
(4)耐水產(chǎn)品,代號為WP.
這種產(chǎn)品除了底膠與復(fù)膠均用耐水的合成樹脂外,基體也必須經(jīng)過耐水處理.即所用的原布處理膠有較好的耐水性,便砂帶在水中或者在乳化液中仍能保持良好的磨削性能和較小的砂帶變形.與全樹脂砂帶相比,耐水砂帶更有獨(dú)到的耐水性能,所以全樹脂產(chǎn)品不一定是耐水的,而耐水產(chǎn)品必須是耐水的,除了底膠和復(fù)膠采用耐水樹脂以外,原布處理的膠也必須是耐水的,這是真正意義上的全樹脂耐水產(chǎn)品.這種產(chǎn)品應(yīng)用于難加工材料及機(jī)械零件上的磨削和拋光.
4. 砂帶的結(jié)構(gòu)形式
以材料力學(xué)機(jī)理上分析,一個(gè)物件的整體機(jī)械強(qiáng)度是均質(zhì)的,理化性能應(yīng)該是相似的,而從材質(zhì)相同由二個(gè)以上單位所組成的物體,其機(jī)械強(qiáng)度要不小于整體的機(jī)械強(qiáng)度.對于一條砂也是這樣,接頭部位是砂帶在外力作用下最薄弱的環(huán)節(jié).在生產(chǎn)工藝上砂帶的接頭是工藝技術(shù)工作的重點(diǎn),因?yàn)樗苯雨P(guān)系到砂帶的使用.因?yàn)橐挚紤]到砂帶接頭處的柔性,而且要考慮到接頭處的接頭強(qiáng)度,主要是接頭抗拉強(qiáng)度,即在接頭處在接觸輪或壓板上所受到的沖擊,便工件留下周期性的磨削振動而產(chǎn)生的振紋,直至發(fā)生斷裂.在接頭時(shí)所所采用的接頭膠粘結(jié)不牢或因熱對介質(zhì)產(chǎn)生的敏感,也可能因此失效而斷裂.因此砂帶接頭必須具備如下性能:
抗斷裂性.即抗拉強(qiáng)度和抗剪切強(qiáng)度;
高的耐熱性和耐介質(zhì)的浸濁能力;
接頭處的厚度與非接頭處的相差不大,或有負(fù)公差時(shí)(接頭處比非接頭處低)保持必須的機(jī)械強(qiáng)度.特別是細(xì)粒度砂帶更應(yīng)注意它的機(jī)械強(qiáng)度.
對接頭質(zhì)量的評價(jià)主要用兩項(xiàng)指標(biāo),即強(qiáng)度和厚度.接頭強(qiáng)度主要取決于接頭膠的質(zhì)量及接頭工藝,同時(shí)基體本身的強(qiáng)度也有一定的影響.接頭厚度與接頭厚度的允差必須視膠的質(zhì)量與基材的質(zhì)量而定,特別是有負(fù)公差要求時(shí)更應(yīng)慎重.接頭的形式?jīng)Q定了砂帶的結(jié)構(gòu)形式.砂帶的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種.
(1) 無接頭砂帶
無接頭砂帶是采用筒布為基體,經(jīng)過原布處理、涂膠、植砂、固化等一系列工序后，所制成的一種沒接頭的砂帶。
這種砂帶是早期產(chǎn)品，時(shí)到今日，只有在日本及我國（包括臺灣在內(nèi)）仍保留著這種產(chǎn)品，有少量的產(chǎn)品.由于這種砂帶所用筒布基體,生產(chǎn)設(shè)備與工藝的限制,不能滿足當(dāng)前市場上眾多規(guī)格,特別是寬砂帶的要求,而且生產(chǎn)效率較底,工藝復(fù)雜,所以在近代砂帶生產(chǎn)展中被淘汰,而被有接頭的砂帶所取代.
(2) 接頭砂帶
在控國內(nèi)外砂帶標(biāo)準(zhǔn)中“砂帶”一詞，實(shí)際上是指接頭砂帶。
有接頭砂帶又分搭接接頭和對接接頭兩大類，從過去的搭接為主轉(zhuǎn)為對接為主的接頭。歐美砂帶對接占75%以上，對接砂帶的最大優(yōu)點(diǎn)是避免搭接砂帶使用時(shí)規(guī)定的方向性.
1/.搭接法砂帶:
搭接法是兩個(gè)接頭處,根據(jù)確定的寬度要求,分別磨成傾斜邊涂以接頭膠后,互相疊合壓合而成.疊合后的厚度即接頭厚度不能大于非接頭厚度的0.1mm,接頭寬度根據(jù)砂帶的大小寬窄從8-15MM之間進(jìn)行調(diào)整,接頭角度在45°-85°的范圍內(nèi)調(diào)整,一般窄砂帶取用較小的接頭角,這樣可以增加搭接面積,從而提高搭接強(qiáng)度.寬砂帶一般選用較大的接頭角,便于接頭操作.這種接頭方法因前在國內(nèi)外被廣范的采用,無論是布基和紙基乃至于復(fù)合基均可采用.
2/.對接法砂帶
對接砂帶是將兩個(gè)接頭邊對拼后砂面或布基面墊以一條襯墊材料經(jīng)壓合后制成的砂帶.在接頭前,先將兩個(gè)接頭邊的正面(砂面)或背面(布面或紙面)進(jìn)行磨邊,磨去厚度與接頭墊襯的厚度相當(dāng),這樣保證接頭厚度與非接頭厚度相當(dāng),在用戶需要時(shí)接頭厚度還薄于非接頭厚度(負(fù)公差).接頭的墊襯材料是一種增強(qiáng)的聚脂薄膜,這種薄膜不但強(qiáng)度高而且延伸率極小.接頭的角度是根據(jù)聚脂薄膜中增強(qiáng)纖維的取向來定的,增強(qiáng)纖維取向角度又是根據(jù)砂帶接頭角度450-850范圍內(nèi)選定的.
對接也是一種應(yīng)用較廣泛的一種接頭方法,它比搭接法在工藝上要簡單,當(dāng)前我國對接法的高強(qiáng)度聚脂薄膜全依賴于進(jìn)口,所在在使用上受到了很大的影響.
合生生公司從美國AND公司進(jìn)口的薄膜分黃、紅、白、蘭、綠五種顏色的接頭薄膜，具有特定技術(shù)性能，該公司可以生產(chǎn)不同的取向角度，也可以生產(chǎn)和供應(yīng)不分角度的薄膜，每種色澤的薄膜標(biāo)明了各自薄膜厚度，在500N時(shí)的抗拉強(qiáng)度（N/scm）各適用范圍。
對接法又分兩種形式：一種是一般對邊對接，即兩接邊的直接拼合（合生生稱平口接），另一種是S形對接，即將兩接頭加工成S形的邊，然后兩個(gè)S形邊緣向齒輪一樣互相咬合在一起，加上墊襯聚脂薄膜后壓合成砂帶（合生生公司稱正弦對接）
合甡公司各種對接代號的說明
接頭代號 接頭代號的含義 磨 邊 工 藝 要 求
VS11 S形對接
砂帶布基接頭 將背面的布基漿料磨掉，但不能磨斷砂線，不能出現(xiàn)燒傷和玻璃狀.
VS21 S形接頭
砂帶砂面接頭 用金剛石砂輪將砂面磨去，并磨去部分粘結(jié)劑層，然后在砂面上接頭.
VS31 S形對接
砂帶砂面磨掉，
背面接頭 先磨去背面漿料應(yīng)露出布基，但不能割斷砂線，不能出現(xiàn)燒傷和玻璃狀，再磨砂面的磨料，在背面接頭.
VZ11
VZ21
VZ31 平口對接砂帶
11、21、31與VS11
、21、31含義相同 先將砂布塊切成斜邊（非S形），其余按以上11-31磨邊方式和接頭方式對接.
(3) 嵌接法:
嵌接法是對接法的另一種形式,從形式上看很相似,其不同點(diǎn)在于所用的襯墊材料的材質(zhì)和形式不一樣,另外嵌接法是適用于基體材料特別厚的砂帶,正因?yàn)榛w特別厚所以用搭接法和對接法是難以完成的.嵌接法所用的襯底材料強(qiáng)度是很高的材料、其基體基本相等的一種塑料材料,它是把襯底材料邊緣和砂帶接頭邊緣都加工成同角度的斜面,并涂以接頭膠,經(jīng)壓合嵌接成為砂帶.這種方法一般使用于特厚的砂帶如復(fù)合基砂帶.
(4) 單接頭與多接頭砂帶
單接頭砂帶:當(dāng)砂帶的寬度不超過砂布(紙)大卷的幅面寬度,則一般采用單接頭的方法,可用以上搭接和對接.
多接頭砂帶:當(dāng)砂帶的寬度超過砂布(紙)卷的幅面寬度,就需要采用多接頭的方法來制作砂帶.所謂多接頭砂帶是指一條砂帶上出現(xiàn)二個(gè)或二個(gè)以上接頭時(shí)稱多接頭砂帶.多接頭砂帶的出現(xiàn)是砂帶制作技術(shù)上的一次新的突破,便有限的砂布(紙)的幅面寬度,可以制成比砂布(紙)卷幅面寬幾倍的寬砂帶,從而解決了窄的生產(chǎn)設(shè)備制作寬砂帶的難題.
多接頭砂帶的制作程序是:第一部根據(jù)長、寬尺寸和砂布大卷的幅面寬度按照多接頭砂帶的數(shù)學(xué)計(jì)算公式，計(jì)算出應(yīng)有多少個(gè)平行四邊形塊組成砂帶和每一個(gè)平行四邊形的具體尺寸.第二步裁取平行四邊形塊。第三步在兩個(gè)平行四邊形的兩個(gè)上下邊進(jìn)行磨邊.第四步依次將若干個(gè)平行四邊形搭接成一個(gè)寬砂帶.
(5) 螺旋形接頭砂帶
螺旋形砂帶與多接頭砂帶具有同樣的功能,即把比較窄的砂帶(布和紙)幅面接成寬于寬于幅面數(shù)倍的砂帶,但與多接頭砂帶的接頭方式是有所不同的.螺旋形接頭砂帶是由兩個(gè)部分組成,即襯底和砂布組成,它是螺旋形卷繞把襯底與砂布結(jié)合在一起制成一條任意寬度的砂帶.在砂帶的表面上有一條螺旋形的接縫,所以稱為螺旋形接頭砂帶.這種砂帶由于有雙層組織,所以強(qiáng)度高,延伸率極小,具有很好的磨削性能.但這種砂帶所使用的接頭設(shè)備是比較復(fù)雜的,工藝上的難度較大,所以這種砂帶應(yīng)用起來并不普遍.
關(guān)于植砂方法與植砂密度雖然是砂帶大卷制造上很重要的一個(gè)程序,植砂采用什么方法和植砂的密度控制與磨削密切相關(guān),又是砂帶基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成的間接相關(guān)的因素,因此,此處有必要闡述一下.
植砂的方法在砂帶制造加以闡述.植砂分密植砂、半密植砂與稀植砂三種。所謂植砂系指將磨料植于砂帶上的一種工序，植砂密度是指在每平方米的砂布（紙）上植入磨料的重量。植砂密度的稀密與磨削有密切的關(guān)系.
a. 密植砂:指每平方米砂布(紙)塊上所植入的磨料很密.絕大多數(shù)磨削領(lǐng)域中均采用密植砂.除了有特殊要求處,應(yīng)盡量提高植砂密度.因?yàn)槟チ鲜窃谀ハ鬟^程中起磨削作用的主要材料,因此如不發(fā)生阻塞,應(yīng)積極延長磨料在砂帶上的壽命,這對使用者來說也地這樣想的,這樣有利于磨削加工的加工效益和經(jīng)濟(jì)效益.
b. 半密植砂:所謂半密植砂顧名思義比密植砂所植的磨料要稀,對于磨削中怕熱或一些被磨材料怕阻塞情況適用.
c. 稀植砂:是指比半密植砂所植的磨料還要少.如加工軟材料,如松香量比較高的木材、橡膠制品、鋁及鋁合金、銅及銅合金、皮革等比較適用.
用稀植砂解決磨削中的阻塞之外,還可以將砂帶磨料層上涂上一層特殊的物質(zhì),以增加在磨削過程中抗阻塞的作用,并保持良好的磨削與拋光功能.這種砂帶特別是細(xì)粒度中使用較廣,即超涂層砂帶.
(三) 砂帶的制作
制作砂帶一般包括原布處理、大卷制造、大卷的后處理和轉(zhuǎn)換等四個(gè)過程。合生生公司系砂帶精加工的轉(zhuǎn)換生產(chǎn)，前三個(gè)過程系承包方完成.現(xiàn)將這四個(gè)過程分述如下:
1. 原布處理
砂帶使用的基體有布、紙和復(fù)合基.紙除耐水紙外一般是不需要處理的,復(fù)合基是屬于紙與布的復(fù)合,有時(shí)在分供方處直接采購,或者在砂帶生產(chǎn)廠的原布處理線上或大卷制造線上完成.這里辦說明布基處理刮毛、燒毛、脫臘、染色、浸漬刮漿、拉伸、壓光等主要工序，根據(jù)不同的要求選定不同的工序
(1) 刮毛、燒毛
刮毛、燒毛是去除原布表面的棉絨、棉結(jié)、雜質(zhì)等缺陷，通過一種螺旋形的刮刀，把坯布表面刮凈，然后經(jīng)過高溫火焰燒掉坯布表面的毛絨，便坯布表面光潔平整.
(2) 退漿脫脂
退漿脫脂是除去棉紗條干上的漿料和棉纖維中的臘質(zhì),它是通過堿液的浸泡來清除的,退漿和脫脂后的棉布,易于漿料的吸收和滲透.
(3) 染色浸漬和刮漿
由于砂帶對基體色澤的要求比較低,所以染色、浸漬與刮漿合在一起進(jìn)行，即把染色用的染料直接浸漬和加入漿料之中，以達(dá)到染色的目的。耐水產(chǎn)品的處理，必須用樹脂料來浸漬，而一般非耐水產(chǎn)品，則用動物膠來浸漬.
(4) 拉伸
拉伸包括縱向和橫向拉伸向,縱向拉伸拉掉一部分的延伸率和減少成品的延伸.橫向拉伸有定型和拉幅作用,保證處理后的布幅寬度控制在一定的范圍之內(nèi).
(5) 壓光
壓光是原布處理的最后工序,目的在于使布既平整又光滑,對涂膠的均勻一致起了保證作用.
2. 大卷制造
大卷制造包括商標(biāo)印刷、涂膠、植砂、復(fù)膠、干燥等主要工序，這些工序均在一條生產(chǎn)線上完成，它是一條聯(lián)動作業(yè)的生產(chǎn)線.
(1) 商標(biāo)印刷:此工序系完成在布基或紙基背面印刷工廠商標(biāo)、磨料粒度、型號及有關(guān)工廠的規(guī)定，印刷必須清晰、清楚、美觀及便于用戶識辨產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)，例如采用搭接時(shí)的使用砂帶的方向等.
(2) 涂膠:包括涂底膠與復(fù)涂,如上涂量(底膠與復(fù)膠)植砂量在近代生產(chǎn)線上均采用自動掃描并將其信息反饋到自動調(diào)整控制裝置。以前許多大企業(yè)都采用β-射線穿透式測量，但其穩(wěn)定性、安全性和精確度差，近期一些著名的砂紙砂帶砂布卷企業(yè)里已作了較大的技術(shù)改造，成功地采用了美國NDK公司的γ-射線式線上測量，其測量精度在0.25mm測量誤差±0.25%,測量精度及穩(wěn)定性、安全性均較以前測量系統(tǒng)優(yōu)越，再配以觸摸式監(jiān)控顯示和自動反饋控制，加上干燥線上溫度自動控制，形成完整的砂紙砂帶砂布卷測量質(zhì)控系統(tǒng)，可以保證每批產(chǎn)品的穩(wěn)定質(zhì)量.
底膠和復(fù)膠在生產(chǎn)上其厚度是通過兩個(gè)對輥之間的間隙控制來實(shí)施的.
(3) 植砂:
植砂有兩種方法,一種是重力植砂,另一種是靜電植砂.重力植砂是靠磨料自身重力植砂膠層上面,所以磨料在膠層上的排列比較雜亂,沒有一定的方向性.靜電植砂是領(lǐng)先靜電磁場電力把磨料吸極化后吸引到膠層上,因而磨料的排列有序,而且磨料的棱角和尖端朝外,顯得十分有利,由于磨料的軸線方向必然與基體構(gòu)成一定的角度,基體表面磨料的取向形成鋸齒一樣的結(jié)構(gòu),因此磨料在砂帶表面能充分這一最好的效果,磨削能力必然會增強(qiáng).由于靜電植砂對粗粒度(40#以粗)并不適用,所以這部分的磨料要用重力植砂來完成.
(4) 干燥:大卷在植砂必須要進(jìn)行干燥.干燥設(shè)備有全封閉干燥和具有調(diào)濕功能的封閉干燥的特點(diǎn).全封閉干燥應(yīng)干燥溫度高、時(shí)間長，為了擴(kuò)散熱的減少和熱量循環(huán)充分使用提高熱的效率，有害廢氣的集中處理減少環(huán)境污染采用全封閉干燥的形式有利于砂帶的生產(chǎn)，而且一般都有千米以上的容量，有利于樹脂膠干燥溫度干和時(shí)間長的特點(diǎn)。帶有調(diào)濕功能的干燥設(shè)備，是使砂帶在高溫和長時(shí)間烘烤物理水分損失而導(dǎo)致砂布發(fā)脆的弊病，所在砂布的引出區(qū)域內(nèi)增加增濕裝置，使砂布的含水量與常態(tài)保持平衡，因此砂布在干燥工序上應(yīng)有這種功能的設(shè)備。
3. 大卷的后處理
砂布從干燥室卷出之后，要經(jīng)過一系列的處理后才能進(jìn)入轉(zhuǎn)換工序。大卷的后自理包括后固化、存放、增濕、柔曲等。經(jīng)過這些處理工序，砂布（紙）的性能與質(zhì)量才能達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。
（1）后固化。從干燥室轉(zhuǎn)出的大卷砂布（紙），由于干燥室中的溫度較低，時(shí)間較短，只是完成了預(yù)固化的階段磨料達(dá)到了定位，但從酚醛樹脂固化反應(yīng)來說，只是達(dá)到了B階段，如完全真正的固化，還需要更高的溫度和時(shí)間，才能變成不溶不熔的C階段的樹脂，其質(zhì)量才能得到理想的效果。
（2）存放。大卷經(jīng)過幾小時(shí)高溫固化后，酚醛樹脂粘結(jié)劑在發(fā)生固化反應(yīng)時(shí)，由于高分子鏈上形成交鏈的不對稱性，因此產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力的不平衡，形成所謂“內(nèi)反應(yīng)力”引起砂布表面變形凹凸不平或者扭曲。這種缺陷，經(jīng)過一定時(shí)間存放后，這種內(nèi)應(yīng)辦會慢慢的自行消失，砂布表面變行平整挺刮，大卷的存放最好在恒溫恒濕的倉庫中，存放效果更會好。
�。�3） 增濕。
無論是砂布卷或砂紙卷，在常態(tài)下必須含有一定的物理水份，當(dāng)這種水份損失到一定程度時(shí)，砂布或砂紙就要發(fā)脆。大卷砂布在固化爐時(shí)間的高溫烘烤，水份的損失也比較之嚴(yán)重，產(chǎn)生一定的脆性，所以通過增濕來恢復(fù)砂布中所含的水份，提高砂布的柔性和韌性。
�。�4） 柔曲
砂帶又稱柔性磨具。為要達(dá)到柔性，一是選用基體材料和粘結(jié)劑均是柔性較好的材料，則制成產(chǎn)品本身很柔軟，這種產(chǎn)品不需要進(jìn)行柔曲，這是比較困難的事情，二是進(jìn)行柔曲。為了要對付難磨材料，大磨削量加工和重負(fù)荷磨削必須選用厚度和重量較大的基體，粘結(jié)強(qiáng)度大、耐熱性高的熱固性樹脂，這樣本身的柔性就會改善，但總體上砂帶是柔軟而從微觀上仍是堅(jiān)硬的，這就是機(jī)械柔曲要完成的任務(wù)。機(jī)械柔曲的作用，簡單地說，是使砂帶表面產(chǎn)生微小的小裂紋，從而獲得整條砂帶的柔軟。
4.轉(zhuǎn)換
所謂轉(zhuǎn)換是指將砂布大卷轉(zhuǎn)換成砂帶或盤狀、頁狀以及其它形狀的產(chǎn)品的過程，單就砂帶來說，包括以下幾項(xiàng)轉(zhuǎn)換工序.
合生生公司生產(chǎn)車間對砂帶的轉(zhuǎn)換與二砂和上砂的工序相同,按以下的工序進(jìn)行,工藝流程如下頁所示:
(四) 砂帶在使用過程中易發(fā)生的問題與保管注意事項(xiàng)
砂帶在使用過程中易發(fā)生的缺陷可分為兩類：一是磨具本身質(zhì)量不好，二是使用不當(dāng)，選擇不對路或設(shè)備上的故障引起的問題.具體問題應(yīng)作具體分析，采取相應(yīng)的措施.
1. 砂帶發(fā)脆
當(dāng)加工一些型面、彎曲或凹凸的工件時(shí)，往往希望砂帶十分柔軟，以便使用.砂帶十分脆硬時(shí),容易使磨具的效果不理想.砂帶發(fā)脆的原因,除了柔曲不好,再就是氣候過于干燥.解決的辦法是,砂帶便用前,盡量不開包,避免過度干燥,有條件的話宜放在15-200C,相對濕度在50-60%的環(huán)境之中,砂帶就不太脆.若沒有上述的存放條件時(shí),在使用前短時(shí)間放在濕度較大的地方,并盡量將砂帶攤開,以增加與潮濕空氣接觸的機(jī)會,一般,一天左右即可恢復(fù)一定的柔性.如有條件的場合,還可以用柔曲的方法也可達(dá)到柔軟的目的.方法是把砂帶的布基面斜面放在鋼板上,上下往返柔搓,一個(gè)方向柔搓完,將砂帶的另一個(gè)方向用相同的方法上下柔搓完畢,也可達(dá)到柔軟的目的.當(dāng)然在生產(chǎn)砂帶大卷已進(jìn)行了機(jī)械柔曲,這種方法只是作臨時(shí)性的補(bǔ)救。
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