1 基材的种类及应用
- 纸基材和胶膜基材
- 纸用作基材历史久远,成本低,其表面平整,加工表面粗糙度比布基材的低,但强度和韧性较差,负载能力不如布基材。胶膜用作基材国内还少见,在国外(如英国)已有应用并作为高精度磨具的发展方向之一,但它和轻载纸一样受到粗加工中传递功率大、承受压力高的限制而常用于轻载的手动抛光及木材加工中。
- 随着制造技术的进步,人们已能生产出高强度的重载纸,重载纸生产过程中加入了高聚物使其强度进一步提高。以往的纸基材都是把三层或四层或更多层的纸叠合在一起以获得所需的强度,而重载纸只需一层或两层所获得的强度还更大,且热敏感性小。纸基材无论从长度还是宽度上都比较易于获得,因而纸基材越来越受青睐。我国原来试制的环形纸砂带只能用于低负荷的精磨或抛光中,但自从二砂引进涂覆磨具生产线后,现可生产不同规格及用途的纸基砂带供选用,且强度较高,但对重载纸的研制还缺乏。然而,重载纸是基材发展的一个重要方向。
- 为了提高纸基材湿磨削的强度及柔性,常在纸基中添加或涂覆橡胶、树脂或其他材料。
- 布基材
- 由棉织或合成纤维制作而成,基体内浸透增加强度的高聚物。棉织布基分两大类:一类是柔性较好的轻载布——细斜纹布(J),另一类是重载布——粗斜织布(X)。显然,粗斜纹布强度大,柔性差,用于改装机床上的磨加工,也用于圆盘磨床或砂带磨床上粗加工。对于表面复杂而只需保持其外形时,使用无纺布基体较适合,但磨除率较低。布基材还常分成四种型号供选用:J 型、X 型、Y 型、S 型。J 型属轻载布,质地柔软,用于粗磨成型抛光中:X 型布基强劲有力,经久耐用,适于重载磨削加工:Y 型布较X 型重30%,这种重载布基不仅抗拉强度大,而且对刺穿、破裂、皱纹或拆叠都更具抗性。事实证明它对线材、板材的宽砂带磨削都很适合,S 型是棉织布,用于组合宽砂带机中。
- 布基材应用范围最广,加入高聚物的棉织或纤维布基材对各种冷却液有较好的抗性。在高速砂带磨削中,经过合理选择的磨粒必须与高强度的基材相匹配,这时常常考虑布基材。
- 硫化纤维基材
- 这种基材是由硫化纤维层压而成。硫化纤维是以破棉布为原料再经化学处理使棉絮纤维胶化而成,其特点是质地坚硬,强劲有力,韧性好,但仍保持其柔曲性能且对冷却液不敏感。将数层胶化纸重叠一起经硫化并研磨平整而制成的纤维基材制作的涂覆磨具可用于制作磨片,并可用于辊筒磨光机。
表1 棉基材和聚酯基材性能比较 基材材料 重量
盎可/码弯曲时抗拉强度
(磅/英吋2)破裂强度
(磅/英吋2)剪切强度
(磅/3英吋2)X重型绵织 7.0 200.0 100.0 300.0 Y重型绵织 8.8 250.0 125.0 350.0 X重型聚酯 6.3 280.0 150.0 300.0 Y重型聚酯 7.8 375.0 200.0 350.0 - 聚酯纤维基材
- 聚酯材料具有诸多优点:本身具有耐水性,可不需耐水处理而广泛应用于干磨削,润滑油磨削及水冷却磨削中。同棉布基材相比,它具有更大的抗拉强度,抗破裂强度及抗剪强度,它完全能满足粗加工要求,高速磨削时能传递100kW 以上的功率,还具有及时缓冲并吸收周期振动载荷的能力。表1是棉织基材和聚酯基材性能比较情况。聚酯还可以和棉织布或纸等组成新的复合基材。聚酯纤维出现后得到了迅速发展,并引起世界各国砂带制造厂的重视,被美国Norton公司誉为“登峰造极”的涂覆磨具基材。
- 复合基材
- 这是由两种或多种不同基材材料层压在一起形成的基材。如纸和布的复合基材,它集两者之优点于一身,当然制造也更困难。可用于高速滚筒式磨光机上:硫化纤维和布的复合基材主要用于制作磨片:登尼尔纤维、织布及聚酯添加剂的联合体基材,不但对多种磨削液具有稳定性,而且具有高的韧性和对热不敏感性。这种联合体还可以做到从“软到硬”的不同产品。具有柔性的复合基材可用在需适合特定形状或软接触轮加工的情况:而较“硬”的复合基材用于加工硬金属材料或使用橡胶接触轮的情况。
- 此外,有的工厂已开发细金属网作砂带的基材,可用于某些强力磨削中,效果很好。这些基材在电解砂带磨削中和软钢带基材可充当阴极用。
- 纸用作基材历史久远,成本低,其表面平整,加工表面粗糙度比布基材的低,但强度和韧性较差,负载能力不如布基材。胶膜用作基材国内还少见,在国外(如英国)已有应用并作为高精度磨具的发展方向之一,但它和轻载纸一样受到粗加工中传递功率大、承受压力高的限制而常用于轻载的手动抛光及木材加工中。
图1 具有缺陷的传统织布方式
图2 “E 系统”编织方式——绑结式
2 基材的编织方式
3 基材柔性的转移——机械柔曲
4 常用涂覆磨具闭式砂带基材的尺寸规格及接头
(a)搭接式
(b)自边平接式
(c)正弦边平接式