2.6　涂附磨具

涂附磨具是將磨料用黏結(jié)劑黏結(jié)固定在柔性基體上的一種磨具，用于進(jìn)行高精度、高效率磨削及拋光。磨料、黏結(jié)劑、基體是涂附磨具結(jié)構(gòu)三要素。涂附磨具的磨削、拋光性能及特征取決于基體種類(lèi)及其處理，磨料種類(lèi)及粒度，黏結(jié)劑種類(lèi)及對(duì)磨粒、基體的黏結(jié)強(qiáng)度、涂附磨具形狀及尺寸大小。

根據(jù)磨料、黏結(jié)劑、基體、磨具形狀與制造工藝的不同，可將涂附磨具分類(lèi)如下（圖2-19）。

涂附磨具分類(lèi)特征及標(biāo)記參見(jiàn)GB/T 153053—1994。涂附磨具具有制造方便，生產(chǎn)周期短，成本低，生產(chǎn)效率高，使用方便，磨削效率高和性能好，應(yīng)用廣泛等突出特點(diǎn)，被譽(yù)為“萬(wàn)能磨具”。

涂附磨具生產(chǎn)工藝分為連續(xù)式生產(chǎn)線與分段式生產(chǎn)線。國(guó)內(nèi)砂布、砂紙生產(chǎn)，多采用連續(xù)式生產(chǎn)方式。

普通砂布生產(chǎn)工藝流程如下。

原布→刮漿→烘干→燙平→涂底膠→植砂→干燥→涂覆膠→干燥→覆甲醛→干燥→印商標(biāo)→分條→切塊→檢查→包裝→頁(yè)狀干磨砂布

砂紙生產(chǎn)工藝流程如下。

原紙→涂底膠→植砂→干燥→涂覆膠→干燥→印商標(biāo)→裁切→檢查→砂紙

分段式生產(chǎn)方式包含基體處理階段、涂附磨具制造階段和產(chǎn)品轉(zhuǎn)換階段，主要生產(chǎn)全樹(shù)脂與半樹(shù)脂黏結(jié)的高、中檔磨具及耐水砂帶。其工藝流程如圖2-20所示。

2.6.1　涂附磨具原材料

涂附磨具所用原材料可根據(jù)所起作用不同分為磨料、漿料、基體、黏結(jié)劑四類(lèi)。

（1）磨料

各種磨料都可以作為涂附磨具的磨料。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)涂附磨具生產(chǎn)主要是普通磨料，超硬磨料的涂附磨具未見(jiàn)生產(chǎn)。金相砂紙以微粉為原料，常用粒度代號(hào)為F230、F240、F280、F320、F360、F400、F500、F600、F800、F1000、F1200。其他各種涂附磨具按粒度分為P8、P10、P12、P14、P16、P20、P24、P30、P40、P50、P60、P70、P80、P100、P120、P150、P180、P220、P240、P280、P320、P360、P400、P500、P600、P800、P1000、P1200。

涂附磨具所用磨料形狀多用片狀形和劍狀形。片狀形是磨粒高（h）、長(zhǎng)（L）和寬（b）的比值為h:L:b=1:1:1/3；高、長(zhǎng)、寬比值為h:L:b=1:1/3:1/3，稱為劍狀形；h:L:b=1:1:1為等體積形，用于固結(jié)磨具。磨料的親水性（也稱浸潤(rùn)性）對(duì)涂附磨具的磨料是十分重要的。親水性好，浸潤(rùn)能力大，磨料和黏結(jié)劑之間黏結(jié)能力強(qiáng)，磨具黏結(jié)性能好。為提高親水性，需對(duì)磨料進(jìn)行煅燒處理或涂覆處理。

磨料處理的目的是要提高涂附磨具的磨削效率和耐用度，改善磨料形狀，提高韌性和黏結(jié)能力。磨料的處理包括機(jī)械處理、熱處理和化學(xué)處理方法，采用篩砂、整形、煅燒處理、化學(xué)處理、涂層處理及使用空心球形磨料。煅燒對(duì)剛玉磨料效果明顯，顯微硬度提高10％左右，親水性提高3.5倍，砂紙耐用度提高30％～50％，煅燒溫度在800～1300℃，時(shí)間2～4h。涂層處理是在磨料表面上涂附一層薄薄的物質(zhì)以增強(qiáng)磨粒與黏結(jié)劑的結(jié)合能力，涂附物質(zhì)有金屬鹽類(lèi)、陶瓷類(lèi)、樹(shù)脂類(lèi)、有機(jī)硅化合物類(lèi)。金屬鹽類(lèi)有硝酸鎳、硝酸鎳-硼砂、硝酸鈷等，加入量為0.1％～1.0％，涂附后經(jīng)600～1200℃煅燒，制成的砂布比普通砂布效率提高4～6倍。陶瓷類(lèi)有長(zhǎng)石、石灰石和黏土混合涂料。將涂料與磨料混勻，經(jīng)煅燒再經(jīng)松散過(guò)篩。樹(shù)脂類(lèi)涂層有熱固性酚醛樹(shù)脂液、熱塑性樹(shù)脂。還可適量加入一些氧化鈦、氧化鐵、氧化鋯等難熔金屬氧化物，提高黏結(jié)能力和親水性。空心球磨料是在空心的塑性樹(shù)脂球殼上用黏結(jié)劑將磨料黏結(jié)在球殼上。球殼平均直徑在0.5～1.0mm，球殼與磨料層平均直徑之比為（6～20）:1。空心球、黏結(jié)劑與磨料之間質(zhì)量比為1:10:100。

（2）漿料及其配制

在涂附磨具制造過(guò)程中，對(duì)基體（布、紙等）的正面或背面涂附一層化學(xué)膠黏物質(zhì)稱為基體處理劑，習(xí)慣上稱為漿料。漿料分為天然漿料、半合成漿料及合成漿料三類(lèi)。淀粉是天然漿的代表，動(dòng)物膠也是天然漿料。半合成漿料主要是纖維素與淀粉的衍生物，常用海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉等。合成漿料主要有聚乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯、醇酸樹(shù)脂、聚乙烯醇、合成橡膠等。生產(chǎn)耐水產(chǎn)品時(shí)，基體處理采用醇酸樹(shù)脂。

漿料由黏結(jié)劑和輔料組成。黏結(jié)劑是漿料主體，起黏結(jié)、附著、成膜作用。在漿料中沒(méi)有黏性的輔助成分，稱為輔料（或助劑）。輔料可促進(jìn)黏結(jié)劑發(fā)揮作用，用于改善和提高漿膜的工藝性能。常用輔料有柔軟劑、浸透劑、吸濕劑、防腐劑、消泡劑、防靜電劑、著色劑及減摩劑等。

①淀粉　對(duì)棉布具有較好的黏結(jié)性、良好的成膜性。在非耐水砂布處理中廣泛應(yīng)用。常用淀粉有玉米淀粉、甘薯淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、橡子淀粉等。淀粉品種不同，其形狀、粒子大小、色澤也不同。玉米淀粉為多角形，潔白，粒子大小為5～25μm；小麥淀粉為圓形，潔白，粒子大小為2～35μm。淀粉的膨潤(rùn)和糊化是一個(gè)重要性質(zhì)。淀粉在使用中先吸水而膨脹，體積增大，而黏度不增加，在加熱至65℃左右，淀粉迅速膨脹，大量吸收水分；當(dāng)達(dá)到極限時(shí)，淀粉粒子即破裂，淀粉流出而成漿，黏度急劇上升，淀粉粒子吸收水分，增大體積，直至粒子完全破裂為止。這一過(guò)程稱為淀粉的膨潤(rùn)和糊化。淀粉充分膨潤(rùn)，才能完全糊化，制出充分穩(wěn)定的漿液。其黏度隨溫度、時(shí)間變化而波動(dòng)。

②褐藻酸鈉（海藻酸鈉）　它是半合成漿料，以海藻中的褐藻為原料，經(jīng)化學(xué)處理，提取褐藻酸，與碳酸鈉中和而成。褐藻類(lèi)主要用海帶和馬尼藻。褐藻酸鈉親水性強(qiáng)，溶于水成半透明、均勻黏稠的膠狀溶液。其黏度在20℃時(shí)為0.3～0.5Pa·s。

③羧甲基纖維素鈉　簡(jiǎn)稱羧纖鈉，它是以廢棉、短絨為主料，用NaOH進(jìn)行堿化處理成為堿纖維素，之后添加氯乙酸制得。羧纖鈉的黏度為0.12Pa·s。黏著力比淀粉漿好，成膜性好，形成漿膜光滑堅(jiān)韌，漿膜強(qiáng)度、彎曲斷裂強(qiáng)度均超過(guò)淀粉漿。

④聚乙烯醇　它是合成漿料，由醋酸乙烯縮聚（皂化）而制得。聚乙烯醇是非離子型線型高聚物，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，水溶液透明，具有良好的成膜性，漿膜堅(jiān)韌。

（3）基體及其處理

涂附磨具基體有紙、布、鋼紙、布-紙復(fù)合、無(wú)紡布、聚氨酯纖維及尼龍。作為基體材料應(yīng)具有較強(qiáng)的黏結(jié)能力，具有一定的可撓曲性及強(qiáng)度，較少的伸長(zhǎng)率，基體表面應(yīng)平整均勻。

①原紙　以紙為基體的涂附磨具占有相當(dāng)?shù)谋壤Ｔ埗渴且豁?xiàng)重要的物理性能指標(biāo)，原紙定量是每平方米原紙的質(zhì)量（g/m2）。涂附磨具按紙定量分為A、C、D、E、F、防水A、防水C。A型最輕，F(xiàn)型最重。細(xì)粒度磨具采用輕型紙，柔軟性好。粗粒度和強(qiáng)力磨削采用重型紙。我國(guó)涂附砂紙用原紙定量為120g/m2±4％，防水砂紙定量為130g/m2，厚度為0.15～0.2mm，縱向拉力為11×9.8N，橫向拉力為5×9.8N，耐折度大于1000次。在生產(chǎn)涂附磨具中需要先對(duì)原紙進(jìn)行處理。原紙?zhí)幚矸譃榉悄退幚砗湍退幚怼Ｔ執(zhí)幚淼淖饔檬嵌驴缀吞岣叻浪莱蹦芰Α６驴资潜苊馔磕z時(shí)膠液大量滲入紙內(nèi)，造成粘砂不牢。原紙?zhí)幚淼姆椒ㄖ饕墙n，分單面和雙面浸漬。耐水砂紙浸漬料選用醇酸樹(shù)脂或清漆。浸漬后在循環(huán)熱空氣加熱爐中懸掛干燥。

②棉布　是涂附磨具最重要的基體，包括棉布、麻布、人造纖維布、合成纖維布等。

涂附磨具砂帶所用棉布的紗線支數(shù)和號(hào)數(shù)是表達(dá)棉布規(guī)格和品種的標(biāo)志。公制支數(shù)用每克紗線的長(zhǎng)度來(lái)表示，如32支紗表示此紗線每克長(zhǎng)32m（32S）。號(hào)數(shù)是以單位長(zhǎng)度的紗線質(zhì)量表示，如28號(hào)紗表示此種紗線為28g/km。支數(shù)越大，紗線越細(xì)，號(hào)數(shù)越大，紗線越短。股線是由兩根或兩根以上的單紗并合加拈而成的。兩根單紗并合加拈的稱為雙股線，三根單紗并合加拈的稱為三根線。如兩根單紗只并不加拈的稱為雙紗。股線的表示如42#/2、21#/3，分別表示兩根42支單紗并合加拈的股線、3根21支單紗并合加拈的股線。棉布的組織分為平紋、斜紋、緞紋組織。平紋是經(jīng)緯紗采取一浮一沉即經(jīng)緯紗各一根上下相互交叉而成（用1/1表示）。斜紋組織需要經(jīng)緯紗各三根組成一個(gè)完全組織，采用兩浮一沉（2/1）、兩浮兩沉（2/2）及三浮一沉（3/1）、四浮一沉（4/1）、三浮兩沉（3/2）多種形式而成。這種組織的特點(diǎn)是交織點(diǎn)連續(xù)而成斜向紋路，手感緊密厚實(shí)，表面光澤和柔軟性好。斜紋布、嗶嘰布、華達(dá)呢、卡其布都屬于這種組織。緞紋組織至少需要經(jīng)緯紗各五根才組成一個(gè)完整組織。其特點(diǎn)是交織點(diǎn)不相連接，在織物上形成一個(gè)單獨(dú)的、不相連接的經(jīng)緯交織點(diǎn)，相互間距離較遠(yuǎn)而均勻，常用于絲織物。涂附磨具一般采用斜紋組織的棉布。斜紋布一般分為：重斜紋布，用于重磨削砂帶；斜紋布，用于一般砂帶；輕斜紋布，用于拋光砂帶。

人造纖維是涂附磨具基體材料新發(fā)展。人造纖維主要有尼龍、聚酯、玻璃絲等。尼龍布強(qiáng)度高，用于制造砂帶，聚酯類(lèi)主要用于制造重負(fù)荷砂帶。

棉布選定之后，要進(jìn)行原布處理。原布處理的目的是提高棉布正面與膠砂層的附著力，即填堵布孔，防止底膠和復(fù)膠滲入基體；要保證涂膠植砂均勻，使基體定型，軟硬性能適中，減少?gòu)椥耘c延伸，提高抗拉強(qiáng)度；要使基體具有一定的耐油、耐水性能，并提高基體外觀質(zhì)量。棉布處理包括原布檢驗(yàn)，對(duì)原布進(jìn)行刮毛、燒毛，去除布面絨毛，對(duì)原布進(jìn)行退漿染色、上漿、壓光等工序。上漿是原布處理的關(guān)鍵工序。上漿分為刮漿和浸漬兩種方式。

（4）黏結(jié)劑

黏結(jié)劑又稱膠黏劑、黏合劑。用于涂附磨具的黏結(jié)劑分為天然、人造和合成三類(lèi)。天然黏結(jié)劑包括動(dòng)物膠、蟲(chóng)膠等動(dòng)物性膠和淀粉、松香等植物性物質(zhì)。人造黏結(jié)劑是用天然高分子化合物，經(jīng)化學(xué)法改性而成。合成黏結(jié)劑主要有酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂。涂附磨具所使用的黏結(jié)劑有動(dòng)物膠、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂等。

黏結(jié)劑由膠料、溶劑、固化劑、填充劑、增韌劑、防腐劑、著色劑等組成。膠料是黏結(jié)劑中最主要、最基本的構(gòu)成成分，用量占黏結(jié)劑總量的50％以上，它決定黏結(jié)劑化學(xué)性能和物理性能。溶劑是膠料的稀釋和溶解劑，如水、丙酮、二甲苯、乙醇等。

①動(dòng)物膠　它是以牛、豬等大型動(dòng)物的皮、骨、肌腱等結(jié)締組織經(jīng)加工、熬制而成的膠的總稱。動(dòng)物膠可分為皮膠、骨膠。從皮膠制取過(guò)程中提取的質(zhì)量好的部分稱為明膠。明膠根據(jù)用途可分為照相明膠、食用明膠、工業(yè)明膠。涂附磨具行業(yè)主要選用工業(yè)明膠、皮膠及骨膠。

純凈的明膠為無(wú)色透明，工業(yè)用皮膠、骨膠多呈淡黃或棕黃色，系半透明的非晶態(tài)固體。外形有塊狀、片狀、粒狀或粉狀。明膠相對(duì)密度為1.368（含水15％），無(wú)水時(shí)為1.412。明膠無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)揮發(fā)性、不溶于有機(jī)溶劑和稀堿、稀酸，但在冷水中充分吸水而膨脹，可形成一種富有彈性的膠凍，經(jīng)加熱至30～34℃，膠凍會(huì)立刻熔化成很黏的膠液。膠液遇冷，又變成膠凍，稱為膠凝。明膠是高分子蛋白質(zhì)物質(zhì)，蛋白質(zhì)分子量很大，明膠的分子量最小為17500，最大為450000，上等明膠為100000～150000，明膠質(zhì)量越好，分子量越大，其結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜。組成明膠蛋白質(zhì)的元素有C、H、O、N、S、P等。涂附磨具所用工業(yè)明膠的黏度≥6°E，水分<18％，灰分<1.5％，油脂含量<1.5％，pH值為7，發(fā)泡量≤23mL，水解性良好。皮膠的黏度≥4°E，水分<18％，灰分<2％。骨膠的黏度≥3°E，其他指標(biāo)同皮膠。

②聚酯酸乙烯乳液　簡(jiǎn)稱白乳膠，是由醋酸乙烯單體經(jīng)聚合反應(yīng)而成的一種熱塑性高分子黏結(jié)劑，可用來(lái)生產(chǎn)金相砂紙及干磨砂布帶的接頭膠。

③脲醛樹(shù)脂　是尿素與甲醛在堿性或酸性催化劑作用下反應(yīng)縮聚而成的縮合物。脲醛樹(shù)脂可作為涂附磨具的處理劑與黏結(jié)劑。采用這種黏結(jié)劑的磨具廣泛用于木材加工、刨花板、膠合板的拋光、木質(zhì)家具的細(xì)拋光等。

④酚醛樹(shù)脂　水溶性酚醛樹(shù)脂是涂附磨具最主要的黏結(jié)劑之一，可用于生產(chǎn)半樹(shù)脂涂附磨具、耐水涂附磨具。使涂附磨具產(chǎn)品質(zhì)量有很大的提高。按形態(tài)分為溶液狀（水溶性與醇溶性樹(shù)脂）、粉狀和薄膜狀。按固化溫度分為：高溫固化型酚醛樹(shù)脂，固化溫度為130～150℃；中溫固化型酚醛樹(shù)脂，固化溫度為105～110℃；常溫固化型酚醛樹(shù)脂。最適合于涂附磨具用黏結(jié)劑的是中溫與常溫固化的溶液型酚醛樹(shù)脂。水溶性酚醛樹(shù)脂分為三類(lèi)：第一類(lèi)是甲醛對(duì)苯酚比例高，pH值約等于8，水溶性好，固體含量為50％～70％，黏度為0.5～18Pa·s，可在80～110℃固化；第二類(lèi)是甲醛對(duì)苯酚比例低，pH值高于8，水溶性差，固體含量為75％～87％，黏度為0.8～80Pa·s，可在110～130℃固化；第三類(lèi)是苯酚與甲醛比例相等，pH值在6～8之間，可在120～145℃固化，屬高溫固化。

⑤醇酸樹(shù)脂　它是由多元醇、多元酸與脂肪酸經(jīng)化學(xué)反應(yīng)縮聚而成的一種樹(shù)脂，是涂料的主要原料。可作為耐水砂紙的黏結(jié)劑，紙基基體的處理劑與增塑劑。耐水砂紙黏結(jié)劑主要經(jīng)過(guò)改性的半干性油醇酸樹(shù)脂，如389-6#樹(shù)脂與747#樹(shù)脂，油含量為50％～60％，有較好的黏著力，彈性與干率好，流平性較好，柔軟性好，價(jià)格低廉，膠膜不堅(jiān)硬。

⑥環(huán)氧樹(shù)脂　常用雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂，主要用于全樹(shù)脂型涂附磨具黏結(jié)劑、砂帶接頭、葉輪和砂圈的制作。涂附磨具行業(yè)選用低分子量環(huán)氧樹(shù)脂，如環(huán)氧6101、環(huán)氧634等作黏結(jié)劑。環(huán)氧樹(shù)脂在固化劑操縱下交聯(lián)固化后才具有各種優(yōu)異的力學(xué)性能。常用固化劑有三類(lèi)：胺類(lèi)固化劑、酸酐類(lèi)固化劑、合成樹(shù)脂類(lèi)固化劑。胺類(lèi)固化劑有乙二胺、脂環(huán)胺。酸酐類(lèi)固化劑在黏結(jié)劑中用得較少。合成樹(shù)脂類(lèi)固化劑常用酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂。酚醛樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂混合作為黏結(jié)劑，具有膠合強(qiáng)度高、耐熱性能較好等特點(diǎn)。

（5）輔料

輔料是黏結(jié)劑中除膠料之外的其他所有添加劑的總種，有固化劑、填充劑（填料）、增韌劑、著色劑、溶劑等。填充劑采用無(wú)機(jī)化合物，如碳酸鈣、氧化鐵、氟硅酸鹽等，溶劑種類(lèi)繁多，在涂附磨具中主要應(yīng)用的溶劑有水、丙酮、乙醇、松香水、乙醚、乙醇等。

2.6.2　黏結(jié)機(jī)理與黏結(jié)劑配方

在涂附磨具制造中黏結(jié)劑對(duì)磨料和基體的黏結(jié)機(jī)理的研究認(rèn)識(shí)上曾提出多種理論觀點(diǎn)，尚未統(tǒng)一。主要黏結(jié)機(jī)理有物理吸附理論、機(jī)械結(jié)合理論、擴(kuò)散理論、靜電理論、化學(xué)鍵理論。常用物理吸附理論來(lái)解釋磨料黏結(jié)在基體上的原因。根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論，物質(zhì)在聚集狀態(tài)中原子-分子之間存在化學(xué)鍵的主價(jià)力及較弱的范德瓦爾斯力（含氫鍵力、偶極力、誘導(dǎo)偶極力和色散力）。固體表面由范德瓦爾斯力的作用而吸附液體和氣體。這種作用稱為物理吸附。由于物理吸附作用，黏結(jié)劑在固化之前完全浸潤(rùn)被粘物表面，彼此分子間足夠接近，則分子間的范德瓦爾斯力就有很高的黏附強(qiáng)度。由于磨粒表面粗糙，毛細(xì)管作用大，親水性好，有利于增強(qiáng)吸附。紙、布基基體材料表面疏松，多微小孔及絨毛，經(jīng)基體預(yù)處理后，浸潤(rùn)性良好，在涂附黏結(jié)劑中極易被基體吸附。黏結(jié)劑結(jié)構(gòu)存在極性基團(tuán)，黏結(jié)劑與磨料基體產(chǎn)生氫鍵、偶極力，促成黏結(jié)力增大。但生產(chǎn)實(shí)際中，理論計(jì)算的范德瓦爾斯力遠(yuǎn)小于實(shí)際黏結(jié)力。因此，物理吸附理論并不能完全解釋涂附磨具的黏結(jié)機(jī)理。其他黏結(jié)理論從不同側(cè)面揭示了黏結(jié)劑與被粘物之間的實(shí)質(zhì)。

涂附磨具黏結(jié)劑配方與固結(jié)磨具不同之處在于：涉及基體處理劑、底膠和復(fù)膠的組成；處理劑、底膠、復(fù)膠三者之間搭配和比例；黏結(jié)劑與磨料、基體之間的搭配。所以，涂附磨具黏結(jié)劑配方較復(fù)雜。其配方的一般編制原則是根據(jù)磨削使用的不同要求而確定。可根據(jù)不同的磨削對(duì)象、不同的磨削方式、不同的磨削條件、不同的磨削加工質(zhì)量要求、不同的基體而確定配方。

涂附磨具所用底膠、復(fù)膠有如下四種黏結(jié)方式。

①動(dòng)物膠黏結(jié)　底膠和復(fù)膠均用動(dòng)物膠，基體為紙與布，可制成頁(yè)狀、卷狀、帶狀和盤(pán)狀涂附磨具。用于磨削力不大，利用率不高的場(chǎng)合。

②半樹(shù)脂膠黏結(jié)　這種黏結(jié)方式底膠用動(dòng)物膠，復(fù)膠用合成樹(shù)脂，可制作頁(yè)狀、卷狀、帶狀產(chǎn)品。這種產(chǎn)品耐熱性、耐潮性、耐磨性等均優(yōu)于動(dòng)物膠黏結(jié)，適宜于木材加工及成形表面加工。

③全樹(shù)脂膠黏結(jié)　這種黏結(jié)方式，底膠、復(fù)膠均采用合成樹(shù)脂制作紙、布、鋼紙的砂帶，盤(pán)狀、卷狀產(chǎn)品，磨削加工機(jī)電產(chǎn)品零件。

④耐水黏結(jié)　適用于水溶性冷卻液磨削加工所需要的以布為基體的砂帶，可加工鋼材、玻璃、陶瓷、石材、塑料等材質(zhì)的零件。紙基制品主要用來(lái)進(jìn)行精密儀器零件的拋光。耐水黏結(jié)劑主要使用水溶性酚醛樹(shù)脂。

黏結(jié)劑配方編制就是確定黏結(jié)劑中主料、輔料的百分含量及膠液黏度。百分含量法配方準(zhǔn)確，配料簡(jiǎn)單。膠液黏度要隨主料（膠料）黏度不同和溫度不同而變更。表2-7所列是根據(jù)被加工表面粗糙度的要求不同及磨削狀況不同的配方。

2.6.3　膠的涂附

黏結(jié)劑涂層分為底膠、復(fù)膠、超涂層三部分。底膠又稱頭膠，是植砂前的涂層。當(dāng)磨料磨粒依重力或靜電力作用，落到底膠層表面后，通過(guò)毛細(xì)管作用，磨粒黏附在基體上，形成均勻的砂面。底膠涂層的均勻平整決定涂附磨具表面的均勻，決定磨粒的黏結(jié)強(qiáng)度。復(fù)膠又稱補(bǔ)膠、蒙膠或二膠。在植砂以后經(jīng)預(yù)干燥，使底膠處于半固化或半干燥狀況，再涂一層黏結(jié)劑，此時(shí)，黏結(jié)劑把磨粒緊緊包圍住，從而加強(qiáng)了磨粒與基體的黏結(jié)強(qiáng)度，再經(jīng)干燥與固化，從而保證了磨粒在磨削過(guò)程中能經(jīng)受磨削力的擠壓和撞擊而不易脫落。超涂層是在復(fù)膠后再涂一層具有特殊功能的黏結(jié)劑，是專門(mén)為改進(jìn)涂附磨具的某種使用性能有針對(duì)性增加一些輔料，如為防止靜電吸附作用，而在膠液中增加石墨或金屬粉末。超涂層的使用要視具體磨削情況而定。

膠液涂附方法有輥涂法、刮涂法、噴涂法、淋涂法、氣涂法。常用輥涂法與刮涂法。輥涂法有雙輥涂膠及三輥涂膠（圖2-21）。雙輥涂膠使用普遍。雙輥涂膠可涂底膠及復(fù)膠。涂膠輥是由耐油橡膠或普通橡膠包覆在鋼心輥上。胸輥是由精度較高的鋼輥或硬質(zhì)橡膠制成。膠層厚度由調(diào)節(jié)涂膠輥與胸輥的間隙大小來(lái)控制。膠層厚度是以每平方米面積上的膠量克數(shù)表示（g/m2），根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，用膠量應(yīng)以保證磨粒埋入膠層中的深度為磨粒平均粒徑的1/2為宜。多以此數(shù)據(jù)來(lái)推算用膠量。因此磨料粒度不同，涂膠層厚度不同。粒度粗，涂膠層厚度應(yīng)厚；粒度細(xì)，則膠層厚度薄。

2.6.4　植砂

涂附磨具基體經(jīng)涂膠后，應(yīng)立即進(jìn)行植砂（上砂或撒砂），植砂有重力植砂法與靜電植砂法。

（1）重力植砂法

重力植砂是磨料自由下落，在重力作用下插到膠層，形成均勻砂層。重力植砂的磨料運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，磨粒并不按軸線方向插入膠層，而是大部分以“倒伏”狀態(tài)插入膠層，如圖2-22（a）所示。故磨具表面磨粒鋒刃性較差，磨削效率較低。主要用于最粗的F8直至細(xì)的W40的紙及布基的動(dòng)物膠及樹(shù)脂膠涂附磨具。特別對(duì)P46，以粗的磨料的植砂仍保持其優(yōu)勢(shì)。重力植砂法分為薄流式重力植砂、壓入式重力植砂、平拉式重力植砂，如圖2-23所示。

（2）靜電植砂法

靜電植砂［圖2-22（b）］原理如圖2-24所示。

磨料具有電介質(zhì)特性，使它所帶正、負(fù)電荷在電場(chǎng)力作用下，電荷中心產(chǎn)生相對(duì)位移形成一個(gè)偶極子，磨粒表面發(fā)生電位移，正、負(fù)電荷分別向磨粒長(zhǎng)軸方向的兩個(gè)尖端（銳端）集中，兩端電荷密度σ的大小由下式?jīng)Q定：

式中　ε——磨粒介電常數(shù)；

E——外加電場(chǎng)強(qiáng)度。

磨粒兩端電荷密度的大小與磨料介電常數(shù)和外加電場(chǎng)強(qiáng)度E成正比。平行極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E為

式中　U——外加電壓，V；

d——極板間距離，mm。

靜電植砂工藝包括高壓靜電場(chǎng)的組成及靜電高壓發(fā)生器產(chǎn)生高壓靜電。高壓靜電場(chǎng)常用兩平行電極板，兩平行電極板必須嚴(yán)格平行。電極板材料常用鋁合金板材。兩平行極板分別接在高壓靜電發(fā)生器正極與負(fù)極。高壓靜電發(fā)生器有直流、高頻、交流三種。直流高壓發(fā)生器電壓峰值為140kV，高壓端輸出電流為10～20mA。交流高壓發(fā)生器具有低頻與方波特性，頻率為3～30Hz，電壓范圍為0～60kV。現(xiàn)常用低頻波交流高壓靜電發(fā)生器。

平行極板的上極板（陰極）對(duì)正電荷有吸引力，下極板（陽(yáng)極）對(duì)負(fù)電荷有吸引力。當(dāng)電場(chǎng)電壓升高，靜電場(chǎng)中的磨料表面電荷密度增加，磨粒表面電荷與下極板間發(fā)生放電現(xiàn)象，使磨粒呈現(xiàn)為一個(gè)帶電體，磨粒被吸向上極板。當(dāng)電場(chǎng)電壓繼續(xù)升高，磨粒被上吸的力量增大。靜電植砂不僅要使磨粒上吸，而且要使磨粒以相當(dāng)大的力量上吸，才能使磨粒克服膠層黏滯阻力深深扎入膠層。涂附磨具上磨料分布的疏密程度稱為植砂密度，以基體單位面積上磨料的覆蓋率表示，分為疏、中、密三類(lèi)。以輸送砂帶的輸砂量M（g/min）及基體運(yùn)行速度v（m/min）計(jì)算所得到的植砂密度ρ砂（g/m2）為

則　　　　

式中　b——植砂寬度。

基體移動(dòng)速度增加，植砂密度下降。

2.6.5　干燥與固化

黏結(jié)劑干燥和固化過(guò)程，就是膠膜形成過(guò)程，即將磨粒固定在基體上。干燥是指將濕物料中水分及其他溶劑經(jīng)傳熱去除的物理過(guò)程。固化（硬化）是指物料經(jīng)加熱或烘烤，發(fā)生化學(xué)變化而使其固化，形成堅(jiān)硬膠膜。干燥與固化按特點(diǎn)分為溶劑揮發(fā)型、氧化聚合型、烘干聚合型、固化劑固化型。

（1）溶劑揮發(fā)型

此類(lèi)黏結(jié)劑的干燥，主要由溶劑的揮發(fā)實(shí)現(xiàn)，黏結(jié)劑的濃度逐漸增加，由流動(dòng)變成不流動(dòng)而固化成膜。膠料不起化學(xué)作用。此類(lèi)黏結(jié)劑主要有動(dòng)物膠、聚醋酸乙烯乳液、硝基清漆等，表面干燥快，黏結(jié)劑中溶劑易揮發(fā)。溶劑有乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯等，它們均比水揮發(fā)快。溶劑揮發(fā)快慢與外界溫度、濕度有關(guān)，也與黏結(jié)劑的黏度、膠層厚度有關(guān)，黏度小，溶劑揮發(fā)快；膠層厚，溶劑分子擴(kuò)散慢。

（2）氧化聚合型

在耐水砂紙生產(chǎn)中，所使用的清漆、磁漆的黏結(jié)劑在干燥過(guò)程中，溶劑揮發(fā)后，表面并不成膜，表面沒(méi)有強(qiáng)度，要形成堅(jiān)硬的漆膜，主要依靠成膜高分子聚合物氧化聚合作用。酚醛清漆、醇酸清漆屬于氧化聚合型。常在黏結(jié)劑中加入一定量的200號(hào)溶劑汽油與松節(jié)油，來(lái)提高干燥速度與干燥效果。

（3）烘干聚合型

樹(shù)脂黏結(jié)劑需要在較高濕度條件下分子間形成交聯(lián)，達(dá)到固化。烘干聚合型黏結(jié)劑中樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)含有大量羥基、羧基及活性氫等活化基團(tuán)，其反應(yīng)能力較強(qiáng)，在較高溫度條件下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成黏結(jié)劑固化。

（4）固化劑固化型

環(huán)氧樹(shù)脂黏結(jié)劑的固化，必須加入固化劑，固化劑分子與黏結(jié)劑高分子發(fā)生交聯(lián)作用，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，膠層被固化。環(huán)氧樹(shù)脂黏結(jié)劑的固化劑有胺類(lèi)、酸酐類(lèi)。胺類(lèi)固化劑能常溫固化，工藝簡(jiǎn)單，副作用少。酸酐類(lèi)固化劑需要加溫固化，固化后環(huán)氧樹(shù)脂有較高的機(jī)械強(qiáng)度、較好的耐熱耐磨性。

（5）干燥方法

黏結(jié)劑工作方法分為蒸汽干燥、電熱干燥、遠(yuǎn)紅外線干燥、微波干燥、煙道氣干燥等。

2.6.6　涂附磨具產(chǎn)品轉(zhuǎn)換工序

涂附磨具在制造過(guò)程中經(jīng)干燥固化后卷成半成品大卷，需經(jīng)過(guò)一系列加工處理，才能制成不同形狀、尺寸的各種涂附磨具產(chǎn)品，如頁(yè)狀、帶狀、圓片狀等。轉(zhuǎn)換工序主要工作如圖2-25所示。

（1）機(jī)械柔曲

對(duì)重負(fù)荷磨削、高速磨削所使用的砂帶，其黏結(jié)劑黏結(jié)能力強(qiáng)，耐沖擊力強(qiáng)，砂帶表面硬度大。為適應(yīng)涂附磨具在不斷柔曲狀態(tài)下進(jìn)行工作，對(duì)砂帶在轉(zhuǎn)換工序中進(jìn)行軟化處理工藝——機(jī)械柔曲，將堅(jiān)硬的表面膠層用機(jī)械方法，使其產(chǎn)生連續(xù)的微細(xì)裂紋，而獲得柔軟效果，并保持產(chǎn)品表面有較好的機(jī)械強(qiáng)度。

機(jī)械柔曲分經(jīng)向柔曲、緯向柔曲兩個(gè)45°柔曲。圖2-26所示是三輥式柔曲方法。

（2）裁切

裁切分縱向裁切與橫向裁切。常用圓片刀及雙圓刀縱切，縱切后立即進(jìn)行橫切。使用縱橫裁切機(jī)在同一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行，同時(shí)裁切出若干張頁(yè)狀砂布（紙）。

（3）砂帶的制作

無(wú)頭砂帶是采用圓筒布為基體，經(jīng)過(guò)基體浸漬、涂膠、植砂、預(yù)干燥、復(fù)膠、分條等工藝過(guò)程制作而成。

接頭砂帶用砂布（紙）半成品，經(jīng)過(guò)裁切、磨邊、接頭等工藝制作而成。砂帶接頭形式有搭接法、對(duì)接法（斜對(duì)接、S形對(duì)接）、嵌接法。砂帶接頭的黏結(jié)強(qiáng)度要好，柔韌性要適當(dāng)，耐熱性要好。接頭膠常根據(jù)實(shí)驗(yàn)選擇配方。砂帶接頭已有專用設(shè)備——砂帶壓頭機(jī)可供使用。