太原曲阜汉林机械厂

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关注抛光研磨轮的开发

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摘要:关注抛光研磨轮的开发
随着产业用纺织品应用领域的日益扩大,非织造复合材料的应用日益显现,现就抛光研磨轮产品作具体的开发案例介绍。

抛光研磨轮加工在工业产品上,尤其在轻工、机械产品生产过程中是一道重要的工序,适用于铝板、不锈钢板及高品质产品的抛光,它对于提高产品表面质量起着关键性的决定作用。目前我国对产品表面抛磨一般采用棉布轮粘金刚砂或涂抛光膏的抛磨轮。由于金刚砂很容易脱落,粘砂不均匀,因此造成生产效率低、能耗大、劳动强度高、环境卫生条件差等问题;同时每年还要耗用大量的棉布,而且加工产品的表面质量差、精度低。

从五十年代开始,欧美、日本等工业发达国家已广泛采用非织造胚布与合成树脂复合的抛磨工具。它具有切削效率高,表面处理效果好、寿命长、落砂少,适合于成批量的自动化生产流程。

下面介绍新型抛磨材料的生产工艺,它大致有二种加工方法:粘砂法和砂筋法。

粘砂法生产工艺

用合成纤维作原料,采用非织造布生产工艺,制得一定厚度、高蓬松性的无纺毡,随后把磨料与粘合剂均匀喷洒复合到无纺毡上,经干燥后,磨料依靠粘合剂作用,粘附在纤维上,形成具有一定抛磨能力的砂毡。

1. 原料规格要求

一般选用PA6或PA66短纤维,纤度9~15D,长度51~65mm,为了达到高蓬松度效果,纤维选择高卷曲度为好。一般20个/寸以上的卷曲度,或者螺旋型卷曲纤维;与此同时,为了使粘合砂时有较强的粘合力,纤维油剂不易多。

2. 无纺毡的制造流程

其工艺流程为:纤维开清棉—梳理—成网—喷洒粘合剂—烘房—反面喷洒粘合剂—烘房—切边成卷。其中要注意的是:机械铺网后必须增加机械杂乱机构,或用气流成网,喷粘分气喷粘和无气喷粘,粘合剂为丙烯酸类乳类及丙烯酸酯与醋酸乙烯共聚乳液。

3. 粘砂规格要求

以无纺毡为骨架,上面喷洒复合各种细度的碳化硅(TL),刚玉(GZ)、三氧化二铁(Fe2O3)、铝钒土等磨料,磨料细度一般在80—320目左右,与此同时喷洒粘合剂,再经固化后使磨料与纤维牢固粘合,从而使产品具有一定抛磨切削能力的砂毡。

(1)粘合剂:这种粘合剂与生产无纺毡的粘合剂不同,前者为乳液型粘合剂,后者为溶剂粘合剂。为了使磨料与纤维之间牢固粘合,又由于抛磨过程中产生热量,抛磨轮表面高达150~180℃以上,因此对粘合剂来说,除了要有良好的粘合能力外,还必须有较高的耐热性,目前国外一般采用改性酚酲树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂。

(2)粘砂:一般在专用的后整理复合设备上完成。为了保证产品上磨料均匀性,磨料施加方法尤为重要。目前普遍采用撒粉法,其结构为上面一只装磨料的料斗,料斗下面装包有弹性针布的出料辊,出料辊转动,磨料均匀落入针布内,在出料辊一侧装有带钢丝刷的振动器,通过振动把落入针布的磨料剥离下来,落到无纺毡上。另一种方法用喷枪喷洒到无纺毡上,但磨料均匀度比较难以保证,磨料对喷嘴磨损也大,将磨料撒粉或喷砂后,再喷上粘合剂从而使磨料与纤维牢固粘结,最后形成一定实用价值的砂轮。

4. 成型要求

最后把砂轮再加工成各种形式的抛磨轮,它又可分为射片型、层叠型、褶皱型和附轴型四种。

射片型:把砂毡裁剪成要求尺寸的长方块。在轮芯周围排列成放射状。内圈用粘合剂粘结而成,其密度由外向里递增。

层叠型: 把砂毡裁剪成要求尺寸的一层层园片,层叠压紧而成的产品,其密度内外均一。

褶皱型: 把砂毡裁剪成要求尺寸的长方块,摺皱成园环后用有内六角形的钢制装扣固定而成。

附轴型: 把砂毡裁剪成要求尺寸的长方块在轮芯周围排列成放射状并插入中心轴粘固而成。

砂毡对工作表面精度优于布质一、二级,表面平整,磨损小,落砂少,适合于大批量的机械化生产;其缺点是由于磨料与纤维仅仅靠粘合剂粘结,粘结点较小,有部分磨料脱落现象。

砂筋法生产工艺

另一种方法是砂筋法,为了减少落砂的缺点,国外70年代又开始研制了砂筋轮。砂筋轮是一种内含金刚砂磨料的化学纤维,制成粘附金刚砂磨料的砂毡、砂布,再组装成具有一定空隙和弹性的抛磨轮。砂筋轮比粘砂砂轮切削力强,并有适当的可桡性和缓冲性,使工作表面获得较高的光洁度。目前国外有PVA砂筋轮、PET砂筋轮、PA砂筋轮。

PVA砂筋轮的制造过程可以分解为含砂纤维生产—含砂纤维砂毡与砂布生产—成型三大过程。

1. 含砂纤维生产

采用湿法纺丝,在原液配制中加入一定比例的磨料。其关键是解决比重较大磨料的沉淀问题,一般可以采取加添加剂和配置混合器的方法;同时要求解决磨料与喷丝板孔径的矛盾,一般是配选专用的喷丝板。

2. 含砂纤维砂毡与砂布生产

由于纤维中含有30~50%左右的磨料,纤维比重大,纤维粗,使纤维卷曲困难,所以我们需要对纤维作软化处理,并对常规非织造设备作专业的改造,以满足产品的工艺要求。

砂布的生产流程为:纤维软化处理—纤维开松—纤维预梳理—纤维气流成网—添加砂—浸渍—烘干定型—分切成卷。

其产品规格为:100~200g/m2,厚度为2~4mm,粘合剂可以按3~5%PVA缩甲醛树脂和其他热性树脂。

砂毡生产流程为:纤维软化处理—纤维开松—纤维预梳理—纤维气流成网—预针刺—主针刺—成卷—浸渍粘合剂—烘干定型—成卷。

其产品规格为:250~300g/m2,厚度为4~5mm,粘合剂也可以按3~5%PVA缩甲醛树脂和其他热性树脂。

如果对于特别粗的纤维生产(150D),可以采用湿法工艺生产,并采用热加压固化方法生产。

3. 成型

成型过程与粘砂法成型相同,在此不作介绍。

抛光布工艺流程

其生产过程是:喷胶棉—百洁布—抛光布。

将喷胶棉成卷产品(原料调整)退卷—浸胶—第一道喷砂—烘燥—第二道喷砂—烘燥—切边—成型—品检包装—百洁布。

百洁布成卷产品(原料调整)退卷—浸胶—切边—成型—液压烘燥—冲压—品检包装—抛光布。

研磨轮设备明细

开包机—开松机—梳理机—交叉铺网机—输送机—喷胶机(2)—烘干机—切边成卷机—控制箱(2)—加热炉—压光机—针刺机—喷胶机(2)—三层烘干机—树脂搅拌抽出机—直切机—成卷机—研磨轮烘燥机—研磨轮冲片机

喷胶棉、百洁布、研磨轮质量标准

1. 重量CV值:5%以内

2. 厚度CV值:10%以内

3. 喷胶棉:100”、百洁布50”、研磨轮50”

4. 成品强度比例小于CD∶MD=1.6∶1

5. 不得有云斑、迭痕

6. 单纤维率大于96%

7. 原材料损耗率小于5%

8. 产品合格率大于96%

适用原料与辅料

纤维:NYLON 6、NYLON 66、PET(6-15Den、51-76mm)

树脂:丙烯酸酯、环氧树脂、酚树脂、助剂

筹办企业的外部条件:

1.占地面积(含办公室、原料库、成品库、工具间): L=54M、B=51M;

2.电力:217KW;

3.热媒油炉:100万千卡/小时;

4.水压:大于1.5KG/SQ.CM;

5.空压:大于6KG/SQ.CM;

6.劳力:30人;

产品用途

1.喷胶棉:工业过滤布(如:喷漆涂装过滤、化纤纺丝过滤、工业空调过滤、家用空调过滤);服装用布(如:女用胸罩里衬;大衣肩衬);汽车内装里衬(如:车门内板、车顶内棚里衬)

2.百洁布:家庭用(如:厨房浴厕的瓷砖、碗盆容器、洗手);工业用(如:电镀表面抛光、金银手饰表面抛光)

3.研磨轮:工业用(如:不锈钢、门窗、方管、建筑小五金、金属物件、电镀物品、机械产品、船体外壳、木器具表面抛光、手工具、电梯、电扶梯);生活用(如:食品柜、料理柜、厨具不锈钢餐具、刀、叉、锅子、盘子);工艺用(如:仿古铜处理、表带、表壳、皮带扣、眼睛框、珠宝盒);运动用(如:高尔夫球头运动器材、自行车)

4.抛光轴轮:工业用(如:不锈钢板、木器);农产品用(如:芋头、葡萄)

原料、配料配方比例

1. 喷胶棉

PET大化纤15%;中化纤35%;小化纤50%;

PA化纤100%——研磨轮

亚克力树脂

每平方米0.17KG纤维配0.075KG树脂(200G喷胶棉计)

2. 百洁布

喷胶棉重量占51.6%,其余

棕刚玉砂0.16KG;环氧树脂0.16KG;溶剂0.16KG;色纤0.004KG;

3. 研磨轮

喷胶棉重量占45.3%,其余

碳化硅砂0.18KG;环氧树脂0.18KG;溶剂0.18KG;色纤0.007KG;

4. 椰棕片

纤维4KG;树脂4KG(固含量50%);椰棕纤维2.4KG;

橡胶7.5KG;

综上所述,抛光研磨复合材料是功能化纤维与高性能辅料结合的产物,它具有节能环保、高效高品的特点,是现有工业用砂纸、抛光材料的新一代提升,有极大的开发应用空间。

目前在国内,仅有几家台资企业能生产,从纤维原料到化工配方都是研发探讨的课题。
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