磨料细分是促进涂附磨具提高质量、增加品种的必然需要。
众所周知,砂带是上个世纪六十代由欧洲工业发达国家开发的产品。中国在进入八十年代后,由第二砂轮厂(下称二砂,即白鸽磨料磨具有限公司)在国内率先引进了砂带生产设备和工艺。欧洲先期生产砂带所用的磨料只有棕刚玉,白刚玉和碳化硅。二砂引进砂带生产线以后,郑州磨料磨具磨削研究所(下称三磨所)同时引进了砂带磨料标准和砂带生产制造标准并翻译成册(1983年三磨所蓝色书写纸皮油印本),指定了砂带专用磨料为P砂,P砂样砂是从欧洲引进的,棕刚玉为AP,白刚玉为WP,碳化硅为CP。到上世纪80年代末90年代初,中国从欧洲购进四套样砂,每公斤价格合两万五千多元人民币(二砂、三磨所、七砂、郑州磨料磨具厂各有一套)。中国的AP砂是在上世纪90年代初才开发出来的。随着科学技术的进步和工业化进程的发展,国外发达国家砂带用磨料从当初的棕刚玉、白刚玉、碳化硅三个磨料品种,发展到目前的不同品种、不同密度(高密度磨料)、不同颗粒形状,近二十种个品种、规格。
每一种不同品种、规格的磨料,有不同的密度、不同的颗粒形状,有它不同的特性,都产生出不同的磨削能力。欧、美、日发达国家的涂附磨具都比中国产品的价格高的多,这是人家的产品适应范围广、磨削能力强、耐磨性适中,市场愿意用,客户愿意买,市场有保证。湖北玉立老总黎珊玉在《中国涂附磨具的发展思路发展前景》中讲到:涂附磨具产品国内市场销售额大约25个亿左右,但进口产品稳占10个亿的份额,并且销量稳定,价格居高不下。请大家考虑分析这10个亿市场是什么产品?我想它绝不是普通磨料的砂纸、砂布,而是高档次磨料的强力砂带、砂纸和砂布。我认为他们的产品优势不在于工艺,也不在于布基和粘接剂,而主要在磨料方面,在于磨料的细分,即适应不同的磨削,开发出多品种、多规格的磨料来。
中国涂附磨具经过30多年的磨练,得到了飞速发展。装备、工艺、技术、研发、管理都有了长足的进步,产量已达到世界第一,已成为世界上涂附磨具的生产大国。但要想由涂附磨具大国变为涂附磨具强国,必须从磨料上转变,特别是中高档涂附磨具产品。我们在市场价格、品牌质量细分和磨料品种细分上,和国外还存在很大差距,这就需要中国涂附磨具企业学习国外的经验,根据不同的磨削对象,生产专用产品。即根据不同的产品,选择不同的磨料来达到不同磨削的要求。
1、磨料品种的选择,如:棕刚玉磨料、煅烧棕刚玉磨料(蓝、红)、镀铱磨料、白刚玉磨料、半脆刚玉磨料、锆刚玉磨料、陶瓷磨料、空心球磨料(氧化铝系)、板状刚玉磨料、烧结刚玉磨料、复合磨料(氧化铝系)、混合磨料、碳化硅(黑、绿)金刚石磨料、氮化物+碳化物的结合磨料。
欲选择好的磨料,就必须了解磨料的特性:
(1)棕刚玉磨料是涂附磨具生产应用最早、用量最大的磨料。
1 倾倒炉(法)生产的刚玉,结晶集合体多,晶体尺寸小,玻璃相高且分布在晶界上,所以韧性差,脆性大,磨粒易脱落,自锐性好。
2 熔块炉(法)生产的刚玉,结晶集合体少,晶体尺寸大,玻璃质少。所以脆性差,韧性大,耐磨度好。
棕刚玉砂只要调整好形状,把握好密度,不管木材或金属,它都适应,目前仍是涂附磨具生产用量最大的磨料。
(2)煅烧刚玉
中国煅烧刚玉在砂带上使用最少要比国外晚15年,从思想上跟进到产品试验,用了近10年时间。从产品试用到连续使用,用了5年时间,也就是2005年以来,才有几家使用煅烧刚玉。目前连续每月用量达百吨以上,只有两家(红、蓝两色),每月用量连续5吨以上的不足10家。
棕刚玉煅烧颜色的变化:
氧化钛对棕刚玉煅烧后颜色和韧性起主要因素:当棕刚玉颗粒在氧化气氛中焙烧后,由于TiO2固熔体出现导致原棕色变蓝。TiO2是钛,钛能够固溶于a- 氧化铝晶体里,将三氧化钛(TiO3)氧化成更稳定的,然后包裹在氧化铝晶粒里。TiO2的核继续聚结并以适合相关的速度生长。韧性强度最大的点出现在棕刚玉发蓝之前(1300度前),超过1300度浅蓝,1400度蓝灰。钱总在《矾土与刚玉》书中有个曲线表,煅烧刚玉的色红与色蓝是焙烧温度相差 100-200度,磨削力相差1-3%,但售价每吨相差1000元。也有对比数据红的比蓝的高。
(3)混合磨料
混合磨料:是指两种以上的多品种、同粒度、同粒形的磨料,按不同比例混合在一起。如棕刚玉80%、白刚玉10%、碳化硅 10%的混合磨料80-85%,加入10-15%的锆刚玉或80%棕刚玉、10%半脆刚玉和10%的锆刚玉的混合磨料等。不同特性磨料在共磨状态下可以产生不同的磨削效果,达到优势互补。既可提高磨削效率,又可节省磨料成本。
2、如何选择磨料:
⑴磨料密度的选择
磨料的密度不同,磨削效果就不同,国外砂带10年前就使用整形磨料——高密度磨料。
⑵磨料颗粒形状的选择
磨料的颗粒形状直接关系到磨料的密度和磨削效果,国外砂带20年前所用磨料形状为尖、片状、长条状,磨削对象主要为木质和皮革等较软材质的物件。随着新材料的出现和变化,磨削和耐磨的要求同样产生不断变化,如:钢、铁、铜、铝、不锈钢、石材、木材、皮革、合金等磨削对象的特性不同,磨削所需用的磨料韧性和磨料形状所产生出的磨削效果都不同。
⑶植砂密度的选择(植砂量)
砂带的植砂密度不同,即使同样磨料产生不出同样的磨削效果,磨料+密度+粒形+合理的植砂量,才能显示出合理的磨削效果。
⑷根据本企业的产品市场和价格来选择磨料。
国内市场卖13-14.3元/ m2的全树脂砂布只能用低价的普通磨料,而从企业发展和社会发展的角度考虑,应选择适应范围广、磨削性能好、耐磨程度高、在涂附磨具生产中能起到节约原料(胶、布)、节约能源、有利环保的磨料,当然磨料价格会上升,但综合成本会下降。如棕刚玉从24-220#磨料共13个号,我们取中间号80#来算,每平方米350-400克/ m2(取5个不同粒度砂带只有一条密植砂600克),若每吨磨料4300元/吨,400克磨料为1.72元/ m2;若每吨磨料3900元/吨,400克磨料为1.56元/m2,费用差0.16元。如果磨削量提高10%,磨料费用持平,但每平方米布和胶,要同比各节约10%。如锆刚玉砂带以24号粒度计算,每平方米植砂1000克,用850克棕刚玉砂(4000元/吨,即3.4元)和150克锆刚玉砂(30000 元/吨,即4.5元),共7.90元,每平方米用磨料7.90元,但砂带售价60元以上。
因此,从长远看,转变思想观念,提高磨料档次,延长涂附磨具寿命,提高产品价格,减少环境污染,跳出低档次、低价格的恶性竞争是今后发展方向。