磨料磨具网

       在材料加工的众多工艺中，磨削加工占据着重要地位，而磨片作为磨削加工的核心工具，其性能和特点直接影响着加工的质量与效率。今天，就让我们一同深入了解磨片这一不可或缺的工业利器。

       磨片的发展历程

       人类对磨削加工的应用历史源远流长。早在原始社会的母系社会时期，人们便通过简单石头相互摩擦制造出石器，用于捕猎和耕种，这便是磨削的雏形。随着时间推移，北魏时期崔亮创造了水磨用于粮食加工，晋代刘景宣发明可同时运行八盘天然岩石磨盘的石磨，唐朝出现陶磨及磨碾。宋朝时存在九转速磨，十三世纪元朝时，中国人用天然树胶将贝壳粉粘在羊皮纸上制成世界上已知最早的涂附磨具，几乎同一时期，意大利人也开始使用简单涂附磨具。指南针的制造同样离不开磨削。这一阶段，磨削加工利用的磨料磨具及机械都较为简单。

       1840 - 1900 年前后，随着工业发展，被加工材料硬度不断提高，简单磨料磨具无法满足需求。人们开始寻找硬度更高的天然材料，如天然刚玉、黄宝石、天然金刚石等，将其破碎后与陶土混合烧成磨具进行加工。但天然磨料存在产量不集中、数量有限、质量不稳定等局限性，与飞速发展的工业逐渐不适应。

       十九世纪后期到二十世纪初，磨削加工迎来重大变革，人造磨料出现。1893 年美国卡不伦登公司 E.G 艾奇逊利用电阻炉发明了 SiC 人造磨料，随后人造刚玉磨料也被发明。这些人造磨料的出现意义非凡，结束了人类只能依赖天然磨料的历史。此后，工业领域获得了大批价格低廉、质量稳定、产量稳步增加的人造磨料磨削工具，推动了被磨材料加工的迅速发展，同时磨削加工的发展也促进了磨料磨具的进步。这一阶段又可细分为多个时期：1900 - 1920 年左右，除无心磨床外的所有磨床相继出现，推动了汽车、军工、电极工业的发展；1920 - 1949 年前后，磨床机械从机械传动发展到液压传动，部分实现自动化，无心磨床设计成功并投入使用，同时对磨削过程的研究从经验方法转向理论分析；1950 - 1980 年前后，英、法、美、德、意以及前苏联对人造磨料进行普遍研究并实现工业性生产，磨料及磨具质量大幅提高，工业发达国家磨床在机床总量中的比重达 10% 且不断上升，我国也有一批重要磨料磨具项目建成投产。改革开放前后，我国磨料磨具行业在提高磨床精度、自动化程度、开展高速研磨、高精度和高光洁度磨削、强力磨削、宽砂轮和多砂轮磨削、提高加工生产率、发展特殊磨削或成型磨削、试制超硬磨料磨具等方面进行研究或改进。人造金刚石和立方氮化硼等超硬材料磨具得到发展，尤其是人造金刚石磨具已形成较为完整、成熟的加工技术领域。

       进入九十年代，磨料磨具行业竞争日益激烈，品种日趋多样化、专业化，科研与销售成为关键。我国涂附磨具在品种和质量上与国际存在差距，急需加大科技投入，提升高档产品水平以满足市场需求。

       磨片的工作原理

       以制浆造纸业中磨片的应用为例，“三分造纸，七分打浆”，打浆是利用磨片齿纹的机械作用处理纸浆中的纤维。磨片设计一直沿袭比刀缘负荷（SEL）理论，如今研究表明，还需充分考虑比表面负荷及流变效应等因素。比刀缘负荷理论通过磨浆机的有效功率（净功率）N、转速 n 以及磨片每转切断长 L 三个方面，来描述和表征打浆特性，即磨浆机转刀齿与定刀齿齿缘交会单位长度上冲击剪切絮聚纤维的有效负荷。磨片通过这种齿纹的机械作用，使纸浆中的纤维疏解、适度切断和分丝帚化，同时让纤维吸水润胀，具备较高弹性和塑性，满足造纸机生产要求，使生产出的纸张达到预期质量指标。

       磨片的分类

       磨片的种类丰富多样，常见的有以下几种：

       1.锥形磨片：在特定的磨削工艺中，因其独特的锥形结构，能够在一些对磨片接触角度和磨削范围有特殊要求的场景发挥作用，例如在某些精细管材内壁的磨削加工中，可根据管材内径和磨削需求选择合适规格的锥形磨片。

       2.圆盘磨片：这是较为常见的类型，广泛应用于各类平面磨削场景。在金属板材的表面打磨，去除板材表面的氧化皮、锈迹等，使其表面平整光滑，满足后续加工或使用要求。

       3.热磨机磨片：主要应用于热磨工艺，比如在木材加工行业，将木材原料通过热磨机磨片的作用，在高温高压环境下进行纤维分离，为后续纤维板等产品的制造提供原料。

       4.疏解机磨片：重点在于对物料的疏解功能，在制浆造纸过程中，对初步处理后的纸浆进行进一步疏解，使纤维分散更均匀，提高纸浆质量。

       5.热分散磨片：常用于物料的热分散处理，例如在塑料回收行业，对废旧塑料进行加热软化后，通过热分散磨片将塑料颗粒分散开，以便后续重新造粒或加工。

       造纸磨片现有 HY Cut fin、Broom fin、Soft fin、Ease fin 四大类别，不同类别在齿型设计等方面存在差异，以满足不同的打浆需求。

       磨片的材质

       磨片材质的选择至关重要，需综合考虑耐磨性、抗冲击韧性等因素。在磨片制造和使用的发展历程中，众多材料都曾被采用：

       1.石材：早期曾被用于磨片制造，但其耐磨性相对较差，如今在一些对磨削要求不高的简单场景可能还会使用。

       2.灰口铁：具有一定的强度和耐磨性，但在面对高硬度材料磨削时，表现相对有限。

       3.镍硬白口铁：耐磨性优于灰口铁，在一些特定工业磨削场景有应用。

       4.高铬铸铁：因其良好的耐磨性能，目前在磨片制造中占据主导地位，常用于对硬度较高材料的磨削，如在矿山机械零部件的磨削加工中。

       5.镍铬合金：综合性能较好，在一些对磨片性能要求较为苛刻的场合使用，例如航空航天零部件的精密磨削。

       6.多元合金：同样因良好的耐磨性能，在磨片制造中广泛应用，具有表面粗粒的多元合金磨片对纤维有更好的分丝帚化作用，在造纸等行业有重要应用。

       7.不锈钢：具有耐腐蚀等特性，在一些对磨片有特殊环境要求的场景使用，如食品加工设备零部件的磨削，防止磨片生锈污染食品。

       8.碳化钨：硬度极高，耐磨性极佳，常用于超硬材料的磨削，但成本相对较高，在一些高端磨削领域应用。

       9.高分子聚乙烯：具有较好的柔韧性和一定的耐磨性，在一些对材料表面损伤要求较低的磨削场景有应用，如一些塑料制品的表面修整。

       10.改性尼龙：综合性能良好，在一些特定的工业和民用磨削场景中使用。

       11.陶瓷：具有高硬度、耐磨等特点，在陶瓷加工等领域应用较多，自身材质特性与被加工材料适配性好。

       12.金刚砂：硬度高，是制造磨片的常用材料，尤其在对硬度要求较高的磨削作业中应用广泛，如石材加工中的粗磨工序。

       磨片的应用领域

       1.制浆造纸业：磨片是磨浆机的核心部件，不同齿型的磨片通过对纸浆纤维的处理，决定了纸张的质量和性能。例如，HY Cut fin 切割鳍系列磨片适宜偏游离状打浆，能在较低动力消耗状态下快速降低长纤维湿重，提高纸张匀度；HY Soft fin 软鳍系列适宜短纤维浆种，可保持纤维长度，减少湿重流失；HY Ease fin 疏解鳍系列疏解与泵送能力强，能降低电耗，提高出率；HY Broom fin 扫帚鳍系列对纤维分丝帚化作用较强，利于打浆度的提升。

       2.金属加工领域：

       金刚石磨片：可用于修整焊接接缝，使焊缝平整光滑，提高焊接部位的强度和美观度；去除金属表面的氧化层，恢复金属原本光泽，为后续表面处理做准备；还能用于切割金属，满足不同形状和尺寸的加工需求。

       砂轮磨片：广泛应用于去除金属表面锈迹，使金属表面洁净；修整焊接处，优化焊接外观和质量；对金属表面进行磨削，满足尺寸精度和表面粗糙度要求。

       切割磨片（金属切割磨片）：专门用于切割金属管道、钢材等，在建筑施工、机械制造等行业的金属材料加工中发挥重要作用。

       抛光磨片：用于将金属表面抛光，使其达到光滑且有光泽的效果，常见于珠宝制作、金属器具制造等对表面质量要求极高的领域。

       3.石材加工领域：

       金刚石磨片：可对大理石、花岗岩等石材进行切割，根据设计需求将石材加工成不同形状和尺寸；对石材表面进行磨光处理，提升石材表面的光泽度和光滑度，用于建筑装饰、石材工艺品制作等。

       切割磨片（石材切割磨片）：在石材开采和加工过程中，用于将大块石材切割成所需规格，是石材加工的基础工序。

       4.混凝土加工领域：金刚石磨片用于去除混凝土表面的不平整，如在地面施工中，将不平整的混凝土表面打磨平整；去除混凝土表面污渍，恢复表面洁净，使混凝土表面满足后续使用或装饰要求。

       5.陶瓷加工领域：陶瓷磨片具有较好的耐磨性和切割性能，可用于切割陶瓷瓷砖，满足不同装修和工艺需求；对陶瓷盆、陶瓷雕塑等进行磨削和雕刻，实现精细的陶瓷制品加工。

       6.其他领域：

       钻孔磨片：可在金属、混凝土、石材和陶瓷等各种硬质材料上进行钻孔操作，广泛应用于建筑、制造和装饰领域，如在建筑施工中安装门窗、管道时的钻孔作业。

       3M™ Cubitron™ II Roloc™钢纸磨片 982C：适用于边缘倒角、打坡口、焊缝磨削，去除氧化皮、凹坑和缺陷以及沟槽加工等中型至重型碳钢切削应用场合，采用 3M 精密成型矿砂，具有出色的性能和打磨效率，砂碟使用寿命大幅提升。

       紫金刚带孔磨片：可去除一般涂层和抛光表面，可用于不锈钢、低碳钢、铝、塑料、水泥、木材和石材表面，重载型具有相当高的切削率和较长的刀具寿命 。

       磨片在工业生产和材料加工中扮演着举足轻重的角色。随着科技的不断进步，磨片的材质、设计和制造工艺也在持续创新，以满足日益多样化和高精度的加工需求。无论是传统的制造业，还是新兴的高科技产业，磨片都将继续发挥其关键作用，推动材料加工技术不断向前发展。希望通过本文的介绍，能让大家对磨片有更深入的认识和了解，在相关工作中更好地选择和使用磨片，提高生产效率和产品质量。