1、砂带基本的结构要素砂带是涂附磨具的一个很重要的大品种,作为一条砂带,一般由四大要素组成,即基体、粘结剂、磨料和结构形成。这些基本要素的互相搭配以及各种不同的形式和不同的加工对象，形成了数以千计的砂带品种。砂带的基本要素:基体布、纸、复合基磨料天然磨料天然刚玉、石榴石人造磨料白刚玉、棕刚玉、碳化硅、锆刚玉、 人造金刚石、立方氮化硼砂带 粘结剂动物胶、半树脂、全树脂、耐水产品结构形式无接头砂带接头砂带单接头、多接头、嵌接法对接、（搭接） 螺旋形对接砂带（对接）以下按上述三个基本要素分别加以说明。1. 基体:基体是作为粘结剂和磨料的承载体,也是磨削过程的力支撑体,是砂带的基础部分.因为作为砂带的基体
2、必须具备一定的拉伸强度,很好的可挠性, 较小的延伸性,在砂带制作时一些要求必须有一些工艺特性以及砂带在使用时其一些特殊要求.由于砂带朝着高速、重负荷、高效率方向发展，对基体方面开展了许多科学技术要求，以加强现有各种基体的研究，适应磨削的需要.常用砂带的基体有如下几种:(1) 布:布基体以所用的原材料分类 ,有天然纤维、合成纤维、改性纤维等类. 以布的组织结构分,有平纹组织、斜纹组织和缎纹组织，以布的重量单位（g/m2）有重型布、中型布、和轻型布之分.对于布的不同分类,各个国家与各个大型公司各有各的分类的具体指标和规定,这些指标一般在砂带的技术指标中均有明确的规定,在选用时我们必须注意有关的规定
3、.如通常使用的砂带,不论是加工金属材料或者是木材等非金属,大多采用中型布或轻型布基砂带. 如果需要多接头的阔型砂带,则选用棉纤维缎纹组织的中型或重型布的基体.用以重型磨削(负荷重的磨削),则采用重型布或聚脂纤维的砂带,大部分木质的各类板材的习惯采用重型布或聚脂纤维的基体.需要延伸率特别小的砂带,往往需要用麻纤维作基体材料. 布基体砂带一般情况下使用在金属加工方面较多 .近十年来大力发展合成纤维的聚脂布,而聚脂布经处理后的径向断裂强度高,适用于大面积的磨削或强力磨削.因此合成纤维的聚脂布基是成为涂附磨具的发展趋势.聚脂布分 100%短纤维聚脂布基和 65%短纤维聚脂纤维和 35%棉混合布两种,织
4、法有纺织和针织.纺织布基强度是 *纬砂和经砂上下交替穿棱产生 ,微观看基材是弯曲的而针织是径在砂与纬相互编缝的编缝的方法较多,所以能达到强度高延伸率低的效果.通常纯棉布和聚脂布的机械强度和延伸率如下棉布与聚脂布的机械强度测定项目 棉布(未作原布处理) 聚脂纤维(经原布处理 )轻型布 中型布 重型布 断裂强度(N/scm) 径向 80-120 100-120 120-140 3500纬向 16-80 80 80 600断裂伸长(100%) 径向 12-18 18 18 1-5纬向 12 12 12 1-3注:处理过的棉布比聚脂布的机械强度低一倍以上.(2) 纸:纸基体一般以重量来分类,即每平方米
5、的重量(克)来表示, 其单位为克/米 2.按目前世界上比较通用的标准来分类,一般分六个等级,即 A、B、C、D、E、F 六类.原纸每平方米的重量 项目 每 平 方 米 的 重 量A B C D E F等级标准 80 100 120 160 225 280A、B、C 这三种纸单重小强度低，一般不作砂带用，只用作卷状或页状产品，C 级有时只用作超涂层砂带用于仪器仪表、手风琴的漆面抛光；D、E、F 这三种纸单重大强度高，可作砂带用纸，而 E 级（单重 225 克/米 2）的纸是最常用的纸种，D 级纸一般用以轻型磨削。砂带用纸基的另一个特点，是采用耐水纸。而往往有纸基称“耐水”不是真正意义上的耐水，不
6、是说这种纸基可以在水中进行磨削，而是这种纸具有很好的耐潮性，在环境湿度变化时，不会使砂带吸潮而发生变形影响使用。真正在以水作冷却剂或砂带在水中磨削时，所用纸砂带的原纸要作耐水处理，以期真正达到在水冷却或在水中磨削的耐水作用。另外纸砂带对纸基体的厚度的均匀性要求很高，因为这是影响粘结剂涂层厚度的直接因素。上前我国砂带用纸基体大部分依赖进口，国产纸的强度、均匀性、耐水性等均达不到砂带生产的要求。纸砂带一般用于木材加工的宽砂带较多。3) 复合基所谓复合基是指纸和布用粘合的办法复合在一起组成的特殊基体。复合形式有两种：一种是纸布的复合，用的纸一般为D 级或 E 级纸，布则采用轻型而柔软的平纹布，一般在
7、布面上涂胶植砂适用于粗粒度的产品，另一种是纸-布- 纸复合，即三层复合，也通过粘合的办法把三者复合在一起，这种基体一般适用于中等粒度产品使用。上前大量使用的是纸布复合前一种复合和方法，而三层复合使用较少。复合基砂带综合了布与纸的优点，强度大、延伸率小、变形小、耐皱折，磁砂带耐用度高，磨削效率高，磨削质量好等特点。如加工中密度纤维板，用一条复合基砂带，可连续使用一周左右时间，这是我国上前耐用度最高的一种砂带。当前这种砂带制作较为复杂，接头要求高，要采用专用结构的设备来制作这种砂带。复合基砂带以木材加工为主。(4) 无纺布无纺布又称不纺布,西方国家称纤维.它是用棉质纤维或合成纤维经梳理而成, 无纺
8、布几乎没有什么拉力强度,所以不能单独制作砂带,而是与其它基体复合在一起制成砂带,所以这又是另外形式的复合砂带. 用无纺布作砂带时,是在无纺布上浸以磨料和粘结剂,经干燥固化后制成“无纺研磨布” ，再将“无纺研磨布”用粘结剂粘贴在布基或纸基上，然后制成砂带。这种砂带的表面弹性好，具有很好的抛光特性，故常用以金属表面的研磨和抛光，可以获得极高的光洁度。国外成卷的不锈钢板的连续抛光即用此法。以上纸、布或复合基等基材是砂带最用的基材，除了高效强力砂带磨削拓宽用途之外，涂附磨具还朝专用、精密方向发展，因此轻型柔软基材和聚脂透明薄膜基材已相继问世，特别是适用于汽车、航空、内燃机、机器加工等行业的精密加工，这
9、类产品在中国市场被美国 3M 公司几乎全部垄断。2. 磨料磨料是砂带四大基本要素之一，是砂带在磨削中的主体。砂带用磨料从材质上来说与固结磨具是一样的，在选则磨料时具有与固结磨具同样的规律与原则。但由于砂带与固结磨具的砂轮组织上的不一样和砂轮磨削与砂带磨削在机理上的差异，所以对磨料的某些物理性能方面有着不同的要求，归纳起来有如下的不同点：（1） 磨料粒度系列不一样：涂附磨具用磨料采用 P-系列标准，即粒度号前加一个 “P”字母。而固结磨具用 F-系列标准，是不一样的。（2） 粒度号的设置不一样：涂附磨具 P-系列磨料设了 30 个粒度号：即 P8 、P10 、P12 、P14 、P16 、P20
10、 、P24 、P30 、P36 、P40 、P50 、P60 、P70 、P80 、P100 、P120 、 P150 、P180 、P220 及微粉设 P240 、P280 、P320 、P400 、P600 、P800 、P1000 、P1200 、P1500 、P2000 、P2500 等固结磨具 F-系列标准设了 35 个粒度号：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#.另设微粉有 230 至 1200 号等
11、.(3)粒度组成不一样一是涂附磨具用磨料 P-系列磨料中各号基本粒含量高 ,二是粒度群的分布较宽. 以 8#磨料为例来说明上述两个不同点: 粒度组成 含量 类别 粗粒(不能过 7#网) 基本粒(不能过 8#网) 混合粒(不能过 10#网) 细粒(不能过 10#网)涂附磨具固结磨具 428 20 866 45 98 70 2 12此外,在涂附磨具的专门用途上, 在制造涂附磨具要进行磨料的处理. 详见本篇二、 （一） 、 （B） 、73. 粘结剂粘结剂是磨料与基体之间的桥梁，是把磨料紧紧粘着于基体上的一种特殊物质，所以它即要考虑与基体的附着力，又要保持对磨料的较好把持力，能抵抗在磨削过程来自各方面
12、的冲击力，保证有极高的磨削比.砂带常用的粘结剂从其性质来分有两类,一种是天然的,如动物胶,包括皮胶、明胶和骨胶.另一种是合成树脂,最常用的是水溶性酚醛树脂.这种粘结剂常使用在底胶、复胶和超涂层的过程中。粘结剂的组成比较复杂，除了主料以外，还有许多辅料，以改善主料的某些性能，如填料、固化剂、促进剂、着色剂、表面活性剂以及溶解剂等.根据不同的用途,不同的树脂, 不同的要求选择以上这些辅料,使砂带达到预计的质量要求. 按照不同粘结剂的互相搭配,就形成目前砂带四种类的粘结剂产品.(1) 全动物胶产品: 代号为 G/G.底胶及复胶全部采用动物胶.这种产品的成本低,制造简单. 但由于动物胶粘结性差 ,不耐
13、热, 不耐潮,是一种档次比较低的产品,常用于一般的木器和轻金属的研磨和抛光以及半手工的加工方式.(2)半树脂粘结剂产品: 代号:R/G.以动物胶为底胶,树脂胶为复胶的一种产品,改进了动物胶产品粘结性差不耐热不耐潮的缺点.因而一方面保持了价格低廉(比动物胶略贵)和性能柔软的特点, 另一方面又提高了抗潮和耐磨的性能 .这种产品主要用于卷辊式机械磨削加工,更多的是制成各种砂带在木材加工中使用,也用于皮革、塑料、橡胶等非金属材料的抛光和精磨.国外有些复合基砂带,也是用半树脂粘结剂制作的,半树脂砂带在国外占有很大的比重,它是一种物美价廉而又比较通用的产品。(3)全树脂粘结剂产品: 代号为 R/R此类产品
14、的底胶与复胶全是树脂粘结剂制成的,常用的是水溶性酚醛树脂,它的粘结性和耐热性较好,是目前砂带制造过程中常用的一种粘结剂,用中型布和重型布基可制成性能极好的砂带,对难加工材料、强力磨削和重负荷磨削是一种理想的选择，例如国外采用锆刚玉为磨料，磨削不锈钢铸件的强力磨砂带就是用全树脂制成的。全树脂砂带是一种高档产品，它对木材、难加工金属材料均有较好的磨削效果，是一种用途较广的砂带.这里特别指出这类产品虽然是标明是耐水的,但仍只限于干磨或者在油类配制的冷却剂中磨削,因为虽然有一定的耐水性,但这种产品都未进行特殊防水处理,所以一旦在有水的条件下长期作业,会因为吸水膨胀而导致产品的磨削性能下降,因此这种产品
15、虽然具有抗潮的能力,而不能作为耐水产品来对待.全树脂产品要比动物胶、半树脂产品抗潮性要好。4)耐水产品,代号为 WP.这种产品除了底胶与复胶均用耐水的合成树脂外,基体也必须经过耐水处理.即所用的原布处理胶有较好的耐水性,便砂带在水中或者在乳化液中仍能保持良好的磨削性能和较小的砂带变形.与全树脂砂带相比,耐水砂带更有独到的耐水性能,所以全树脂产品不一定是耐水的,而耐水产品必须是耐水的,除了底胶和复胶采用耐水树脂以外,原布处理的胶也必须是耐水的,这是真正意义上的全树脂耐水产品.这种产品应用于难加工材料及机械零件上的磨削和抛光.4. 砂带的结构形式以材料力学机理上分析,一个物件的整体机械强度是均质的
16、,理化性能应该是相似的,而从材质相同由二个以上单位所组成的物体,其机械强度要不小于整体的机械强度.对于一条砂也是这样, 接头部位是砂带在外力作用下最薄弱的环节.在生产工艺上砂带的接头是工艺技术工作的重点,因为它直接关系到砂带的使用.因为要十分考虑到砂带接头处的柔性,而且要考虑到接头处的接头强度,主要是接头抗拉强度, 即在接头处在接触轮或压板上所受到的冲击,便工件留下周期性的磨削振动而产生的振纹,直至发生断裂.在接头时所所采用的接头胶粘结不牢或因热对介质产生的敏感,也可能因此失效而断裂.因此砂带接头必须具备如下性能:抗断裂性.即抗拉强度和抗剪切强度;高的耐热性和耐介质的浸浊能力;接头处的厚度与非
17、接头处的相差不大,或有负公差时(接头处比非接头处低 )保持必须的机械强度.特别是细粒度砂带更应注意它的机械强度.对接头质量的评价主要用两项指标,即强度和厚度.接头强度主要取决于接头胶的质量及接头工艺,同时基体本身的强度也有一定的影响.接头厚度与接头厚度的允差必须视胶的质量与基材的质量而定,特别是有负公差要求时更应慎重.接头的形式决定了砂带的结构形式.砂带的结构形式有以下几种.(1) 无接头砂带无接头砂带是采用筒布为基体,经过原布处理、涂胶、植砂、固化等一系列工序后，所制成的一种没接头的砂带。这种砂带是早期产品，时到今日，只有在日本及我国（包括台湾在内）仍保留着这种产品，有少量的产品.由于这种砂
18、带所用筒布基体,生产设备与工艺的限制, 不能满足当前市场上众多规格,特别是宽砂带的要求,而且生产效率较底,工艺复杂,所以在近代砂带生产展中被淘汰,而被有接头的砂带所取代.(2) 接头砂带在控国内外砂带标准中“砂带”一词，实际上是指接头砂带。有接头砂带又分搭接接头和对接接头两大类，从过去的搭接为主转为对接为主的接头。欧美砂带对接占 75%以上，对接砂带的最大优点是避免搭接砂带使用时规定的方向性.1/.搭接法砂带:搭接法是两个接头处,根据确定的宽度要求,分别磨成倾斜边涂以接头胶后,互相叠合压合而成.叠合后的厚度即接头厚度不能大于非接头厚度的 0.1mm,接头宽度根据砂带的大小宽窄从 8-15MM
19、之间进行调整,接头角度在 45-85的范围内调整,一般窄砂带取用较小的接头角,这样可以增加搭接面积,从而提高搭接强度. 宽砂带一般选用较大的接头角,便于接头操作. 这种接头方法因前在国内外被广范的采用,无论是布基和纸基乃至于复合基均可采用.2/.对接法砂带对接砂带是将两个接头边对拼后砂面或布基面垫以一条衬垫材料经压合后制成的砂带.在接头前,先将两个接头边的正面(砂面)或背面(布面或纸面)进行磨边,磨去厚度与接头垫衬的厚度相当 ,这样保证接头厚度与非接头厚度相当,在用户需要时接头厚度还薄于非接头厚度(负公差).接头的垫衬材料是一种增强的聚脂薄膜 ,这种薄膜不但强度高而且延伸率极小. 接头的角度是
20、根据聚脂薄膜中增强纤维的取向来定的,增强纤维取向角度又是根据砂带接头角度 450-850 范围内选定的.对接也是一种应用较广泛的一种接头方法,它比搭接法在工艺上要简单,当前我国对接法的高强度聚脂薄膜全依赖于进口,所在在使用上受到了很大的影响.合生生公司从美国 AND 公司进口的薄膜分黄、红、白、兰、绿五种颜色的接头薄膜，具有特定技术性能，该公司可以生产不同的取向角度，也可以生产和供应不分角度的薄膜，每种色泽的薄膜标明了各自薄膜厚度，在 500N 时的抗拉强度（N/scm）各适用范围。对接法又分两种形式：一种是一般对边对接，即两接边的直接拼合（合生生称平口接） ，另一种是 S 形对接，即将两接头
21、加工成 S 形的边，然后两个 S 形边缘向齿轮一样互相咬合在一起，加上垫衬聚脂薄膜后压合成砂带（合生生公司称正弦对接）合甡公司各种对接代号的说明接头代号 接头代号的含义 磨 边 工 艺 要 求VS11 S 形对接砂带布基接头 将背面的布基浆料磨掉，但不能磨断砂线，不能出现烧伤和玻璃状.VS21 S 形接头砂带砂面接头 用金刚石砂轮将砂面磨去，并磨去部分粘结剂层，然后在砂面上接头.VS31 S 形对接砂带砂面磨掉，背面接头 先磨去背面浆料应露出布基，但不能割断砂线，不能出现烧伤和玻璃状，再磨砂面的磨料，在背面接头.VZ11VZ21VZ31 平口对接砂带11、21、31 与 VS11、21 、31
22、 含义相同 先将砂布块切成斜边（非 S 形） ，其余按以上 11-31 磨边方式和接头方式对接.(3) 嵌接法:嵌接法是对接法的另一种形式,从形式上看很相似,其不同点在于所用的衬垫材料的材质和形式不一样,另外嵌接法是适用于基体材料特别厚的砂带,正因为基体特别厚所以用搭接法和对接法是难以完成的.嵌接法所用的衬底材料强度是很高的材料、其基体基本相等的一种塑料材料,它是把衬底材料边缘和砂带接头边缘都加工成同角度的斜面,并涂以接头胶,经压合嵌接成为砂带.这种方法一般使用于特厚的砂带如复合基砂带.(4) 单接头与多接头砂带单接头砂带:当砂带的宽度不超过砂布(纸) 大卷的幅面宽度,则一般采用单接头的方法,
23、可用以上搭接和对接.多接头砂带:当砂带的宽度超过砂布(纸) 卷的幅面宽度,就需要采用多接头的方法来制作砂带.所谓多接头砂带是指一条砂带上出现二个或二个以上接头时称多接头砂带.多接头砂带的出现是砂带制作技术上的一次新的突破,便有限的砂布(纸) 的幅面宽度,可以制成比砂布 (纸)卷幅面宽几倍的宽砂带, 从而解决了窄的生产设备制作宽砂带的难题 .多接头砂带的制作程序是:第一部根据长、宽尺寸和砂布大卷的幅面宽度按照多接头砂带的数学计算公式，计算出应有多少个平行四边形块组成砂带和每一个平行四边形的具体尺寸.第二步裁取平行四边形块。第三步在两个平行四边形的两个上下边进行磨边.第四步依次将若干个平行四边形搭
24、接成一个宽砂带.(5) 螺旋形接头砂带螺旋形砂带与多接头砂带具有同样的功能,即把比较窄的砂带(布和纸)幅面接成宽于幅面数倍的砂带,但与多接头砂带的接头方式是有所不同的.螺旋形接头砂带是由两个部分组成,即衬底和砂布组成, 它是螺旋形卷绕把衬底与砂布结合在一起制成一条任意宽度的砂带.在砂带的表面上有一条螺旋形的接缝,所以称为螺旋形接头砂带.这种砂带由于有双层组织,所以强度高, 延伸率极小,具有很好的磨削性能.但这种砂带所使用的接头设备是比较复杂的, 工艺上的难度较大,所以这种砂带应用起来并不普遍.关于植砂方法与植砂密度虽然是砂带大卷制造上很重要的一个程序,植砂采用什么方法和植砂的密度控制与磨削密切
25、相关,又是砂带基本结构构成的间接相关的因素,因此,此处有必要阐述一下.植砂的方法在砂带制造加以阐述.植砂分密植砂、半密植砂与稀植砂三种。所谓植砂系指将磨料植于砂带上的一种工序，植砂密度是指在每平方米的砂布（纸）上植入磨料的重量。植砂密度的稀密与磨削有密切的关系.a. 密植砂:指每平方米砂布(纸) 块上所植入的磨料很密. 绝大多数磨削领域中均采用密植砂. 除了有特殊要求处,应尽量提高植砂密度.因为磨料是在磨削过程中起磨削作用的主要材料,因此如不发生阻塞, 应积极延长磨料在砂带上的寿命,这对使用者来说也地这样想的,这样有利于磨削加工的加工效益和经济效益.b. 半密植砂:所谓半密植砂顾名思义比密植砂
26、所植的磨料要稀,对于磨削中怕热或一些被磨材料怕阻塞情况适用.c. 稀植砂:是指比半密植砂所植的磨料还要少.如加工软材料,如松香量比较高的木材、橡胶制品、铝及铝合金、铜及铜合金、皮革等比较适用.用稀植砂解决磨削中的阻塞之外,还可以将砂带磨料层上涂上一层特殊的物质,以增加在磨削过程中抗阻塞的作用,并保持良好的磨削与抛光功能.这种砂带特别是细粒度中使用较广,即超涂层砂带.(三 ) 砂带的制作制作砂带一般包括原布处理、大卷制造、大卷的后处理和转换等四个过程。合生生公司系砂带精加工的转换生产，前三个过程系承包方完成.现将这四个过程分述如下:1. 原布处理砂带使用的基体有布、纸和复合基.纸除耐水纸外一般是不需要处理的,复合基是属于纸与布的复合,有时在分供方处直接采购,或者在砂带生产厂的原布处理线上或大卷制造线上完成.这里办说明布基处理刮毛、烧毛、脱腊、染色、浸渍刮浆、拉伸、压光等主要工序，根据不同的要求选定不同的工序(1) 刮毛、烧毛刮毛、烧毛是去除原布表面的棉绒、棉结、杂质等缺陷，通过一种螺旋形的刮刀，把坯布表面刮净，然后经过高温火焰烧掉坯布表面的毛绒，便坯布表面光洁平整.(2) 退浆脱脂退浆脱脂是除去棉纱条干上的浆料和棉纤维中的腊质,它是通过碱液的浸泡来清除的,退浆和脱脂后的棉布,易于浆料的吸收和渗透.参考磨商网链接:http:/
