柔性磨削的砂带在欧洲的发展及其应用

  随着行业的发展，在工业应用领域中，对柔性超硬的材料需求也来越大，同时要求也慢慢变得严。在成熟的工艺经验条件下如何不断的创新，以适应日趋复杂的加工工艺以及苛刻的使用环境，是我们在现今和将来要一直提升的方向和目标，也是我们一起一同探讨，共同进步的议题。

  圣叠砂带,宽砂带,锆刚玉砂带,碳化硅砂带,堆积磨料砂带,陶瓷磨料砂带,棕刚玉砂带

  为了满足日新月异的要求，欧美以及国内都先后开发出相应的产品，下面是瑞士 KGS公司精密工具部门开发出的不同系列型号的金刚石砂带涂覆产品，以及主要的分类，见图 1。

  金刚石颗粒通过电镀镍固结在要求的涂覆图案上，柔软性好，形成整齐一致的尖锐磨料层，有很强的磨削力，不同的植埋深度，可满足锋利度和重型磨削的要求；而使用过程如果操作不当，非常容易导致金刚石颗粒的钝化，见图 6；由于电镀形式的金刚石研磨料层只有单层，防止金刚石的钝化就更显得很重要。

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  2.2.1.1 接触压力不够或者砂带线速度过低导致金刚石晶体的韧部无法破碎而钝化；

  车间操作员必须有意识的避免电镀金刚石砂带的钝化问题，以此来降低电镀砂带的使用成本。

  软树脂的柔软度好，涂覆的图案也能弯折，能够更好的贴合工件表面，抛光性能更为优越；由于该类树脂较软，耗损也先对较快，耐温性较差，因此不适宜制作成粗号的砂带；同时该形式固结的砂带一定要采用湿磨，这也在一定条件下限制了其使用场合。

  硬树脂的耐磨性相对软树脂有明显的提升，同时耐温性更好，因此填补金刚石砂带干磨的应用空缺，很好的满足了一些防水防油的产品加工要求；更厚更开放的树脂磨料层也使砂带能制作成各种不同的目数，形成粗磨-细磨-抛光的系统应用，但相对柔软性较差，适合较大曲径的辊件。

  为了避免应用不当而导致的电镀金刚石砂带钝化浪费问题，瑞士 KGS集团针对精密轧辊加工开发出了 KGS Telum CH 硬树脂金刚石砂带。

  由于具有多层磨料结构，工作层可以不断出现新的磨料来保证稳定的切削能力和加工面的连续一致性，有效克服了电镀砂带在干磨时的不足，和提高了在镜面抛光阶段的抛光效果，尤其在大型轧辊磨抛加工中有很明显的优势。已在机械加工发达国家被普遍应用。

  同时 DBS砂带系统能完成重型轧辊从粗磨到镜面抛光的全程作业，避免了传统工艺中使用砂轮粗磨，抛光带精磨的过程中工艺转换，有效地的大幅的降低加工时间和节约成本，被较普遍应用于热喷涂辊加工行业。

  该过程推荐基于欧洲常用 HVOF喷涂 WC涂层的参数，校准过的金属辊基体表面喷涂 250u厚度的碳化钨涂层，涂层的质量控制需要考虑到涂层粉末的质量粒度，喷枪的类型，机器人操作还是人工操作。

  图 10所示，我们需要从 250u的涂层厚度磨除 100u，保留 150u的厚度并且达到 Ra0.2u的粗糙度。WC表面初始 Ra值为 8u，Rt约为 70u。因此需要磨除约 70-80u的 WC厚度来达到连续的封闭层。

  第一步：红色 200目 Telum CH砂带按照硬接触设置从表面经过 3次磨除约 75um的厚度，达到 Ra值约为 0.6 um。（此过程的传统工艺使用砂轮完成）

  第二步：换用黄色 400目砂带，采用软接触方式经过工件表面 6-8次，磨除约 25um的厚度为止，此时表面的粗糙度可以达到 Ra0.2um。如果需要更细的粗糙度，可以继续换用 800-3000目的 Telum CH砂带，可以达到 Ra0.02um的镜面效果。( 此过程传统工艺使用薄膜抛光带完成)

  该领域通常需要相对粗的表面粗糙度，比如 Ra3.0u甚至 Ra4.2u。此类辊略微带有锥形 ,通常采用金刚石砂轮的线小时完成磨抛。超级砂带系统和传统金刚石砂带只需要不到一小时便能够实现工作,包括安装过程到达到后的效果。相比之下可以很大程度上降低生产时间，电耗和环境污染。

  翻新和校准过程可用粗糙砂带和高硬度的支撑轮完成；抛光工序采用车床所支持的浮动砂带磨头，配合精细砂带来完成；通常液压杆能够最终靠表面轻度翻新 3次才做报废；相比于普通镀铬活塞杆，陶瓷活塞杆的推出和应用更使其常规使用的寿命提高至 5-6倍以上。

  螺杆泵转子由于形状不规则，表面喷涂或者电镀了耐磨耐腐蚀材料的，利用超柔韧的金刚石砂带可以高效快速的实现新工件的抛光和旧工件的翻新。

  随着挤压的材料多样化，对工艺技术要求和稳定能力要求也逐步提升，因此对挤压螺杆的耐磨性也更加严格，而喷涂碳化钨合金涂层的应用也正是顺应了发展的需求，金刚石砂带也发挥出了其柔性磨削的优越性能。

  5.1柔性金刚石砂带以及其转换产品在欧洲的发展已经有 25年以上的历史，经历了从单层电镀金刚石砂带到多层的树脂金刚石砂带，从湿磨砂带到干湿两用砂带的发展。

  5.2加工对象的不同，和加工环境的不同，对砂带的性能提出不同的要求。因此欧洲砂带生产商KGS能够给大家提供的标准砂带种类有 20多种，完成了从提供加工工具到提供加工方案的转变。

  5.3随着时下人们对环境污染、加工效率、综合成本的越发重视，以及耐磨、耐热、耐腐蚀等难加工材料的越发广泛和多样化的应用，柔性金刚石砂带和其转换工具的刚性需求将会日趋加大。

  5.4中国的热喷涂水平正在快速地发展与国际接轨，超硬涂层的磨抛方案是喷涂后的关键加工工序。市场对砂带加工的需求从需要工具转变为砂带方案。