在材料加工的眾多工藝中,磨削加工占據著重要地位,而磨片作為磨削加工(gong)的核心工(gong)具,其(qi)性能(neng)和(he)特點直接(jie)影(ying)響著加工(gong)的質量與效(xiao)率。今天,就讓(rang)我們一(yi)同深入了(le)解磨片這一(yi)不可或缺(que)的工(gong)業利器(qi)。
磨片的發展歷程
人類對磨削加工的應用歷史源遠流長。早在原始社會的母系社會時期,人們便通過簡單石頭相互摩擦制造出石器,用于捕獵和耕種,這便是磨削的雛形。隨著時間推移,北魏時期崔亮創造了水磨用于糧食加工,晉代劉景宣發明可同時運行八盤天然巖石磨盤的石磨,唐朝出現陶磨及磨碾。宋朝時存在九轉速磨,十三世紀元朝時,中國人用天然樹膠將貝殼粉粘在羊皮紙上制成世界上已知最早的涂附磨具,幾乎同一時期,意大利人也開始使用簡單涂附磨具。指南針的制造同樣離不開磨削。這一階段,磨削加工利用的磨料磨具及機械都較為簡單。
1840 - 1900 年前后,隨著工業發展,被加工材料硬度不斷提高,簡單磨料磨具無法滿足需求。人們開始尋找硬度更高的天然材料,如天然剛玉、黃寶石、天然金剛石等(deng),將其破碎后與陶土(tu)混合燒成磨具進行加工。但天然磨料存在產量(liang)不集中、數量(liang)有限、質量(liang)不穩定等(deng)局限性(xing),與飛速發(fa)展(zhan)的工業逐漸(jian)不適應(ying)。
十九世紀后期到二十世紀初,磨削加工迎來重大變革,人造磨料出現。1893 年美國卡不倫登公司 E.G 艾奇遜利用電阻爐發明了 SiC 人造磨料,隨后人造剛玉磨料也被發明。這些人造磨料的出現意義非凡,結束了人類只能依賴天然磨料的歷史。此后,工業領域獲得了大批價格低廉、質量穩定、產量穩步增加的人造磨料磨削工具,推動了被磨材料加工的迅速發展,同時磨削加工的發展也促進了磨料磨具的進步。這一階段又可細分為多個時期:1900 - 1920 年左右,除無心磨床外的所有磨床相繼出現,推動了汽車、軍工、電極工業的發展;1920 - 1949 年前后,磨床機械從機械傳動發展到液壓傳動,部分實現自動化,無心磨床設計成功并投入使用,同時對磨削過程的研究從經驗方法轉向理論分析;1950 - 1980 年前后,英、法、美、德、意以及前蘇聯對人造磨料進行普遍研究并實現工業性生產,磨料及磨具質量大幅提高,工業發達國家磨床在機床總量中的比重達 10% 且不斷上升,我國也有一批重要磨料磨具項目建成投產。改革開放前后,我國磨料磨具行業在提高磨床精度、自動化程度、開展高速研磨、高精度和高光潔度磨削、強力磨削、寬砂輪和(he)多砂(sha)輪磨(mo)削(xue)、提高加工生產(chan)率(lv)、發展特殊(shu)磨(mo)削(xue)或成(cheng)(cheng)型磨(mo)削(xue)、試(shi)制(zhi)超(chao)硬磨(mo)料磨(mo)具(ju)(ju)(ju)等(deng)方面(mian)進(jin)行研究或改進(jin)。人(ren)造(zao)金剛石和(he)立方氮(dan)化硼等(deng)超(chao)硬材料磨(mo)具(ju)(ju)(ju)得到發展,尤(you)其(qi)是(shi)人(ren)造(zao)金剛石磨(mo)具(ju)(ju)(ju)已形成(cheng)(cheng)較為完(wan)整、成(cheng)(cheng)熟的加工技術(shu)領域。
進入(ru)九十年代(dai),磨料磨具(ju)行業(ye)競爭日益激(ji)烈(lie),品種日趨多樣化(hua)、專業(ye)化(hua),科研與銷售成(cheng)為關(guan)鍵。我國(guo)涂(tu)附磨具(ju)在品種和(he)質量上與國(guo)際存在差距,急需加大科技投入(ru),提(ti)升高檔產(chan)品水平以滿足市場需求。
磨片的工作原理
以制漿(jiang)(jiang)(jiang)造紙(zhi)(zhi)(zhi)業中(zhong)磨(mo)(mo)片(pian)(pian)的(de)應用(yong)為(wei)例,“三(san)分(fen)造紙(zhi)(zhi)(zhi),七分(fen)打(da)漿(jiang)(jiang)(jiang)”,打(da)漿(jiang)(jiang)(jiang)是利用(yong)磨(mo)(mo)片(pian)(pian)齒紋的(de)機(ji)械(xie)(xie)作用(yong)處理紙(zhi)(zhi)(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)中(zhong)的(de)纖(xian)(xian)維(wei)。磨(mo)(mo)片(pian)(pian)設計一直沿襲比(bi)刀(dao)緣(yuan)負(fu)(fu)荷(he)(SEL)理論(lun),如今(jin)研究表(biao)明,還(huan)需充分(fen)考慮比(bi)表(biao)面負(fu)(fu)荷(he)及(ji)流變效應等因素。比(bi)刀(dao)緣(yuan)負(fu)(fu)荷(he)理論(lun)通過磨(mo)(mo)漿(jiang)(jiang)(jiang)機(ji)的(de)有(you)效功(gong)率(凈功(gong)率)N、轉(zhuan)速 n 以及(ji)磨(mo)(mo)片(pian)(pian)每(mei)轉(zhuan)切(qie)斷(duan)長(chang) L 三(san)個方面,來描述和表(biao)征打(da)漿(jiang)(jiang)(jiang)特(te)性,即磨(mo)(mo)漿(jiang)(jiang)(jiang)機(ji)轉(zhuan)刀(dao)齒與定刀(dao)齒齒緣(yuan)交會單位長(chang)度上沖擊剪切(qie)絮聚纖(xian)(xian)維(wei)的(de)有(you)效負(fu)(fu)荷(he)。磨(mo)(mo)片(pian)(pian)通過這種齒紋的(de)機(ji)械(xie)(xie)作用(yong),使(shi)紙(zhi)(zhi)(zhi)漿(jiang)(jiang)(jiang)中(zhong)的(de)纖(xian)(xian)維(wei)疏解、適度切(qie)斷(duan)和分(fen)絲帚化,同時(shi)讓纖(xian)(xian)維(wei)吸水潤脹,具(ju)備較高(gao)彈性和塑性,滿足造紙(zhi)(zhi)(zhi)機(ji)生產要求,使(shi)生產出的(de)紙(zhi)(zhi)(zhi)張達到預期質量指標。
磨片的分類
磨片的(de)種(zhong)(zhong)類豐富多樣,常見的(de)有以下幾種(zhong)(zhong):
1.錐(zhui)形磨(mo)片:在(zai)特定的磨(mo)削工藝中,因其(qi)獨特的錐(zhui)形結構(gou),能夠在(zai)一些對磨(mo)片接觸角度和磨(mo)削范圍有特殊要(yao)求(qiu)(qiu)的場景發揮作用,例如在(zai)某些精細管(guan)材內(nei)壁的磨(mo)削加工中,可根據管(guan)材內(nei)徑和磨(mo)削需求(qiu)(qiu)選擇合適規(gui)格的錐(zhui)形磨(mo)片。
2.圓盤磨片:這是(shi)較為常見的(de)(de)(de)類(lei)型(xing),廣泛(fan)應用于各類(lei)平(ping)面(mian)磨削場景(jing)。在金屬板(ban)材的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)打(da)磨,去除板(ban)材表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)氧化皮、銹跡等(deng),使其(qi)表(biao)(biao)面(mian)平(ping)整光滑,滿足后續加(jia)工或使用要求。
3.熱(re)磨機(ji)磨片(pian):主要應用于(yu)熱(re)磨工藝,比(bi)如在木材(cai)加(jia)工行業,將木材(cai)原(yuan)料通過熱(re)磨機(ji)磨片(pian)的作用,在高(gao)溫高(gao)壓環(huan)境(jing)下進行纖(xian)維分離,為后(hou)續纖(xian)維板等(deng)產品的制(zhi)造(zao)提供原(yuan)料。
4.疏(shu)(shu)解機磨片:重點在于對(dui)物料的疏(shu)(shu)解功能,在制漿造紙(zhi)(zhi)過程中,對(dui)初步處(chu)理后的紙(zhi)(zhi)漿進行(xing)進一(yi)步疏(shu)(shu)解,使(shi)纖維分散更均勻,提高(gao)紙(zhi)(zhi)漿質量。
5.熱分(fen)散(san)(san)磨(mo)片(pian)(pian):常(chang)用于物料的(de)熱分(fen)散(san)(san)處理,例如在塑料回收(shou)行業,對廢舊塑料進(jin)行加(jia)熱軟化后(hou),通過熱分(fen)散(san)(san)磨(mo)片(pian)(pian)將塑料顆粒(li)分(fen)散(san)(san)開,以便后(hou)續重新造粒(li)或加(jia)工。
造紙(zhi)磨片現有 HY Cut fin、Broom fin、Soft fin、Ease fin 四大(da)類別,不(bu)同(tong)類別在齒型設(she)計(ji)等方(fang)面存在差異,以滿足不(bu)同(tong)的打(da)漿需求(qiu)。
磨片的材質
磨片(pian)材質的(de)選擇(ze)至(zhi)關重要(yao),需綜(zong)合考慮耐磨性(xing)、抗(kang)沖擊(ji)韌性(xing)等(deng)因素。在磨片(pian)制(zhi)造和使(shi)用(yong)的(de)發展歷程中,眾(zhong)多材料(liao)都曾(ceng)被采(cai)用(yong):
1.石材:早(zao)期曾被用于磨片制(zhi)造,但其耐磨性(xing)相對較(jiao)差,如今(jin)在一些對磨削要(yao)求(qiu)不高的簡(jian)單場景可能還會使用。
2.灰(hui)口鐵:具有(you)一定的強(qiang)度(du)和(he)耐磨性,但在(zai)面(mian)對(dui)高(gao)硬度(du)材料磨削(xue)時,表現相對(dui)有(you)限。
3.鎳(nie)硬白口鐵:耐磨(mo)性優于灰(hui)口鐵,在(zai)一些特(te)定工業磨(mo)削(xue)場景(jing)有應用。
4.高鉻鑄鐵:因其(qi)良好的耐磨性能,目(mu)前在(zai)(zai)磨片(pian)制造(zao)中占據主導(dao)地位,常用于對硬(ying)度較(jiao)高材料的磨削,如(ru)在(zai)(zai)礦山(shan)機械(xie)零部件(jian)的磨削加工(gong)中。
5.鎳鉻合金:綜合性(xing)能(neng)較好,在一(yi)些對磨片性(xing)能(neng)要求較為(wei)苛(ke)刻的場合使用,例(li)如航空航天(tian)零部件(jian)的精密磨削。
6.多元合(he)金(jin):同樣因良(liang)好的(de)耐磨(mo)性能,在磨(mo)片制造中廣泛應(ying)用(yong),具(ju)有(you)表面粗粒(li)的(de)多元合(he)金(jin)磨(mo)片對纖維有(you)更好的(de)分(fen)絲帚化作用(yong),在造紙等行(xing)業有(you)重要應(ying)用(yong)。
7.不銹鋼:具有耐腐蝕(shi)等特性,在一些對磨片有特殊(shu)環(huan)境要求的(de)場(chang)景使用,如食(shi)品(pin)加工(gong)設(she)備零部件的(de)磨削,防止磨片生(sheng)銹污染食(shi)品(pin)。
8.碳化(hua)鎢:硬(ying)度極(ji)高(gao)(gao),耐磨(mo)性極(ji)佳,常用于超硬(ying)材料的磨(mo)削,但成本相對較高(gao)(gao),在一(yi)些高(gao)(gao)端(duan)磨(mo)削領(ling)域應用。
9.高分子聚乙(yi)烯(xi):具有較(jiao)好的(de)柔韌性和一(yi)定的(de)耐磨性,在一(yi)些(xie)對材料表(biao)面損傷要求較(jiao)低的(de)磨削場景有應用,如一(yi)些(xie)塑料制品的(de)表(biao)面修(xiu)整。
10.改性尼龍(long):綜合性能良好,在一些特定的工業和民用磨削場(chang)景中(zhong)使用。
11.陶瓷:具(ju)有高硬度、耐磨等(deng)特點(dian),在(zai)陶瓷加工等(deng)領域應用較(jiao)多,自身材質特性(xing)與被(bei)加工材料適配性(xing)好。
12.金剛砂(sha):硬(ying)度(du)高(gao),是制(zhi)造磨片的(de)常用(yong)材料,尤其在(zai)對硬(ying)度(du)要(yao)求較(jiao)高(gao)的(de)磨削(xue)作業中(zhong)應用(yong)廣泛,如石材加工(gong)中(zhong)的(de)粗(cu)磨工(gong)序。
磨片的應用領域
1.制漿造(zao)紙(zhi)業:磨片是磨漿機的(de)(de)核(he)心部(bu)件(jian),不同齒型的(de)(de)磨片通過(guo)對紙(zhi)漿纖(xian)維的(de)(de)處理,決定了紙(zhi)張(zhang)的(de)(de)質(zhi)量和性能(neng)(neng)。例如,HY Cut fin 切割鰭(qi)(qi)系(xi)列磨片適宜偏游離狀打漿,能(neng)(neng)在較(jiao)低動力消耗(hao)狀態下(xia)快速降低長纖(xian)維濕重,提(ti)高紙(zhi)張(zhang)勻度(du);HY Soft fin 軟鰭(qi)(qi)系(xi)列適宜短纖(xian)維漿種,可保持纖(xian)維長度(du),減少(shao)濕重流失;HY Ease fin 疏(shu)解(jie)(jie)鰭(qi)(qi)系(xi)列疏(shu)解(jie)(jie)與(yu)泵送能(neng)(neng)力強,能(neng)(neng)降低電(dian)耗(hao),提(ti)高出率;HY Broom fin 掃(sao)帚鰭(qi)(qi)系(xi)列對纖(xian)維分絲帚化(hua)作用較(jiao)強,利于打漿度(du)的(de)(de)提(ti)升。
2.金屬(shu)加工領(ling)域(yu):
金(jin)剛石磨(mo)片:可用于修整焊接接縫,使焊縫平整光滑,提高焊接部位(wei)的(de)強度(du)和(he)美觀(guan)度(du);去除金(jin)屬表面的(de)氧化層,恢復金(jin)屬原本(ben)光澤,為(wei)后續表面處理做(zuo)準備;還(huan)能用于切割(ge)金(jin)屬,滿足不同形狀和(he)尺寸的(de)加工需求。
砂輪磨片:廣(guang)泛應(ying)用(yong)于去除金屬表面(mian)銹(xiu)跡,使金屬表面(mian)潔凈;修整(zheng)焊接處(chu),優化(hua)焊接外觀和(he)質量;對金屬表面(mian)進行磨削,滿足尺(chi)寸精度(du)和(he)表面(mian)粗糙度(du)要求(qiu)。
切割磨片(金屬(shu)切割磨片):專門用于切割金屬(shu)管(guan)道、鋼(gang)材等(deng)(deng),在建(jian)筑施工、機械制造等(deng)(deng)行業的金屬(shu)材料(liao)加工中發揮重要作用。
拋光磨片:用(yong)于將金屬(shu)表面(mian)拋光(guang)(guang),使其(qi)達到光(guang)(guang)滑且有光(guang)(guang)澤的(de)效果,常見于珠(zhu)寶制作、金屬(shu)器具(ju)制造(zao)等(deng)對表面(mian)質量要求極高的(de)領域。
3.石(shi)材加工領域:
金剛石(shi)(shi)磨(mo)片(pian):可對大(da)理石(shi)(shi)、花崗巖等石(shi)(shi)材進行切割,根據(ju)設計需求(qiu)將石(shi)(shi)材加工成不同形狀和尺寸;對石(shi)(shi)材表面進行磨(mo)光處理,提升石(shi)(shi)材表面的光澤度和光滑度,用于建筑裝飾、石(shi)(shi)材工藝品制作等。
切割磨(mo)片(pian)(pian)(石(shi)材(cai)切割磨(mo)片(pian)(pian)):在石(shi)材(cai)開采和加(jia)工過(guo)程(cheng)中(zhong),用于將(jiang)大塊(kuai)石(shi)材(cai)切割成所需規(gui)格(ge),是石(shi)材(cai)加(jia)工的基礎工序。
4.混凝(ning)(ning)土(tu)加工(gong)領域:金剛(gang)石(shi)磨片用于去除混凝(ning)(ning)土(tu)表(biao)(biao)面的(de)不平(ping)整(zheng),如(ru)在地面施工(gong)中,將不平(ping)整(zheng)的(de)混凝(ning)(ning)土(tu)表(biao)(biao)面打(da)磨平(ping)整(zheng);去除混凝(ning)(ning)土(tu)表(biao)(biao)面污漬,恢復表(biao)(biao)面潔凈,使混凝(ning)(ning)土(tu)表(biao)(biao)面滿(man)足后續(xu)使用或裝飾要求。
5.陶(tao)(tao)瓷(ci)加工(gong)領(ling)域:陶(tao)(tao)瓷(ci)磨片具有較好的耐磨性(xing)和切割(ge)性(xing)能,可用于切割(ge)陶(tao)(tao)瓷(ci)瓷(ci)磚(zhuan),滿足不同裝(zhuang)修(xiu)和工(gong)藝需求;對(dui)陶(tao)(tao)瓷(ci)盆、陶(tao)(tao)瓷(ci)雕塑等進(jin)行磨削(xue)和雕刻,實現精細(xi)的陶(tao)(tao)瓷(ci)制品加工(gong)。
6.其(qi)他領域:
鉆孔磨片(pian):可在金屬、混凝(ning)土(tu)、石材(cai)和(he)陶瓷等各種硬質材(cai)料上(shang)進行鉆孔操作(zuo),廣泛應用(yong)于(yu)建(jian)筑、制造和(he)裝(zhuang)飾領域,如在建(jian)筑施(shi)工中安(an)裝(zhuang)門窗、管(guan)道時(shi)的鉆孔作(zuo)業。
3M? Cubitron? II Roloc?鋼(gang)紙磨(mo)片 982C:適用于(yu)邊緣倒角、打坡口(kou)、焊縫磨(mo)削(xue),去(qu)除氧化皮、凹坑和缺陷以(yi)及溝槽加工(gong)等(deng)中型(xing)至重型(xing)碳(tan)鋼(gang)切(qie)削(xue)應用場合,采(cai)用 3M 精密成型(xing)礦砂,具有出色(se)的性(xing)能和打磨(mo)效率(lv),砂碟使用壽命大幅提升。
紫金剛帶(dai)孔磨片:可(ke)去(qu)除一般涂(tu)層(ceng)和拋光表(biao)面(mian),可(ke)用于不銹(xiu)鋼、低碳鋼、鋁(lv)、塑(su)料、水泥、木(mu)材和石材表(biao)面(mian),重載型具(ju)有相當高(gao)的(de)切(qie)削率(lv)和較長的(de)刀具(ju)壽命 。
磨片(pian)(pian)在工業(ye)生(sheng)產(chan)和(he)材料加工中扮演著(zhu)舉足(zu)輕重(zhong)的(de)(de)角色(se)。隨著(zhu)科技(ji)(ji)的(de)(de)不斷進(jin)步,磨片(pian)(pian)的(de)(de)材質(zhi)、設計(ji)和(he)制(zhi)造工藝也在持續創新,以滿足(zu)日益多(duo)樣化和(he)高(gao)精(jing)度(du)的(de)(de)加工需求。無論(lun)是(shi)(shi)傳統的(de)(de)制(zhi)造業(ye),還是(shi)(shi)新興的(de)(de)高(gao)科技(ji)(ji)產(chan)業(ye),磨片(pian)(pian)都將繼續發揮(hui)其(qi)關鍵作用,推動材料加工技(ji)(ji)術不斷向前發展。希(xi)望通過本(ben)文的(de)(de)介紹,能(neng)讓大(da)家對磨片(pian)(pian)有更深入的(de)(de)認(ren)識和(he)了解,在相關工作中更好地選擇(ze)和(he)使用磨片(pian)(pian),提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率和(he)產(chan)品質(zhi)量(liang)。