研磨抛光技术

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砂纸基本结构（显微）比较（100X）
•A P800
结果
− A的植砂均匀，砂粒一致 − B的砂粒大小不一，尺寸变动范
围大
− B的白色条纹上没有砂
•B P800
思考
− 哪款砂纸打磨的表面更均匀？ − 哪款砂纸打磨的表面砂痕波动
大？
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#400矿砂分布示意图
说明：
矿砂含量%
• 矿砂粒径分布范围越 广，表明该粒度的矿 砂粒径对平均尺寸的 偏离就越大，即当中 粗砂和细矿砂的所占 比例就多；
粗
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40u 35u 30u
矿砂粒径
• 矿砂粒径分布范围越
窄，表明该粒度的矿
砂粒径对平均尺寸的
矿砂含量%
JIS #400
3M A45 FEPA P400 ANSI #400
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研磨产品的粒度
• 用目数表示矿砂的粗细
24 36 40 50 60 80 100 120 150 180 220 240 280 320 400 500 600 800 1000 1200 1500 2000 2500
＃80 筛
＃80砂
＃100筛
＃100砂
80目数: 80筛孔/平方英寸 ＃120筛
涂附产品的结构
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举例：A，B两种砂纸对比分析
品牌 矿砂 胶 背基 背基重量级别 防堵涂层 粘接方式 砂纸类型 砂纸粒度
A 氧化铝 动物胶加树脂胶
纸 C 有 搭扣 干磨 P800
A
B 氧化铝 树脂胶
纸 C 有 搭扣 干磨 P800
B
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z 玻璃
¾减薄 ¾磨边 ¾修复
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研磨基本概念
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研磨的目的？
磨粒的切削过程（局部放大）*
*来源切削技术网站
• 思考
– 哪款砂纸打磨效率更高？ – 哪款砂纸的寿命更长？
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如何选取合适的打磨工具
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对打磨工具的要求
• 动力强劲
– 加工效率高
• 端面跳动小
– 打磨质量好
• 震动小，轻便
金字塔的特点 • 加工表面均匀一致 • 打磨过程稳定 • 使用寿命长
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3M 立体研磨材料的发展
立体磨料结构
金字塔
背基材料
结构多 元化
普通布背基
矿砂
氧化铝、碳化硅
粒度
相当于P120~P3000
应用
表面抛光、拉丝
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目数用筛选矿砂的筛网上每平方英寸的筛孔数量来标定。在单位面积 里，筛孔越多，孔就越小，筛出的矿砂就越细。
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为什么同一粒度砂纸打磨出来的表面会不一样呢？
因为各个标准所定义的矿砂平均尺寸和粒度分布不一样。市 场上常用的有“欧洲标准（Pxx)”，“JIS标准”。
不论以何种产品形式或使用方式，研磨的目的可归纳为： • 去除多余的材料 • 获得特定要求的表面
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常见的研磨产品
固结磨具
固结磨具是用磨料(磨削材料)与结合 剂制成的具有一定形状和一定磨削能 力的工具.
涂附磨具
比如，砂轮、固结砂碟、油石、切割 片
比如，砂纸、砂带、百页盘、千叶轮、 比如，百洁布、尼龙百洁布砂碟 钢纸砂碟
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涂附类研磨产品的结构
粘结剂
超涂层
面胶
矿砂
底胶 背基
• 涂附研磨产品是由矿砂，背基和粘结剂这三种基本 元素构成
表面处理
就算最终表面处理方式采用的不是研磨，比如喷砂、电镀，在最终处理 之前也需要将表面打磨到一定的精细程度。其中，砂纸打磨是金属素材 打磨最常见的应用之一。 10
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如何选取合适的砂纸
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– 适合长时间使用
• 结构简单耐用
– 不易破损，维护方便
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偏心打磨机 角磨机
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偏心打磨机和角磨机的差别
偏心打磨机
角磨机
伞形齿轮
23 打磨轨迹：环状，面积大，砂痕浅
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背基抗撕裂强度比较
抗撕裂强度
N
1.72 1.70 1.68 1.66 1.64 1.62 1.60
A B
• 结果
– A的抗撕裂强度比B高
• 思考
– 哪款砂纸更适合打磨带边角和凸起部位的工件？
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精细矿砂 粘结剂
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金字塔立体磨料研磨特点
传统砂带-平面结构
传统砂带的磨损
初始 中期 线纹 线纹
终止 线纹
金字塔砂带-立体结构 金字塔结构的磨损
拉丝线纹外观
拉丝线纹外观
传统涂附产品在打磨过程中矿砂逐渐磨损，如果用来拉丝的 话，拉出来的线纹波动较大，不利于大批量的生产要求。 金字塔产品在打磨的过程中，随着金字塔的结构的磨损，金 字塔里面的矿砂会不断的显露出来，相当于不断有新的矿砂 2补9充进来，因此在整个打磨过程中，磨削性能得到很好的保 持。 ©3M 2010. All Rights Reserved.
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研磨抛光技术
3M华南技术中心，林明亮，2011.4.20
我们是您可信赖的
研磨专家
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内容
z 研磨基本概念 z 金属
¾砂纸的选择 ¾打磨工具的选择 ¾拉丝
z 塑胶
¾打磨 ¾抛光
偏离小，即当中粗和
细的矿砂所占比例就
细
少。
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典型的金属件制造工艺
前处理
金属原材 前处理环 节的研磨 应用
铸/锻 •去毛刺 •修边
机加 •去缺陷 •定尺寸
冲压
后处理 后处理环节的研磨应用 • 精磨、抛光、拉丝 • 涂层抛光、修复
阳极氧化 喷砂 电镀 抛光 阳极氧化 涂装 打磨 打磨 打磨 拉丝 打磨 喷砂 电镀 抛光 拉丝 油漆涂装
搭扣的粘合力比较
搭扣的粘合力
g/25mm
1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0
A B
• 结果
– A的搭扣粘合力比B高（约3倍）
• 思考
– 哪款砂纸更适合配合打磨机使用？
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研磨方式 • 干磨 • 湿磨
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拉丝在电子产品上的应用
• 手机
镜头盖
电池盖
键盘
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上盖
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拉丝利器—金字塔砂带立体磨料
埃及金字塔
3M金字塔结构—3M微复制技术
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• 结论
– 哪款砂纸打磨纹路更均匀？
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磨削力及磨削保持力比较
减重，g 减重保持率，%
1
0.2 0.15
0.1 0.05
0
3
铝合金5052打磨，P800
打磨次数 （3min/次）
2
3
4
6
9
12
打磨时间，分钟
拉丝
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表面拉丝
• 拉丝纹的加工方法
拉丝的方式 • 砂带加工 • 滚刷加工
工件形状 • 平面工件 • 3D面工件 • 卷料
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磨料粒度 • P120 • P180 • P240 • …….
5 150% 100% 50% 0%
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A 打磨量 B 打磨量 A 保持率 B 保持率
说明： • 减重越大则砂
纸的磨削力越 强 • 减重保持率越 高则砂纸的磨 损（或堵塞） 越少
• 结果
– A每次打磨量比B略大 – A打磨总量比B多 – A打磨保持率比B高
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涂附研磨产品四大要素(7542)
7矿砂
5背基
•金刚砂 • 石榴石 (Garnet)
• 氧化铝(A/O) • 碳化硅(SiC) • 锆刚玉 (Zirconia) • 陶瓷刚玉 (Ceramic A/O)
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问题
ຫໍສະໝຸດ Baidu
• 关于砂纸打磨片，你们最关心的性能什么？
– 产线员工
快：磨削力强、磨削力持久
– 制程工程师
稳：打磨效果稳定、良率高
– 采购人员
好：品质稳定、使用寿命长
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• 纸 paper • 布 cloth • 薄膜 film • 钢纸 fiber
• 混合
• 钻石 (Diamond)
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4胶粘方式
2植砂方式
面胶 + 底胶
• 动物胶+动物胶 • 树脂胶+动物胶 • 树脂胶+树脂胶 • 防水胶
• 密植砂 close • 疏植砂 open
＃2
*
＃3
＃4
# 1: 测量值范围
# 2: 95%置信区间 # 3: 中值 # 4: 意外值
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表面粗糙度Rz比较
表面粗糙度Rz，P800
4.2
4.0
3.8
Rz，um
3.6
3.4
3.2
3.0
• 结果
A
B
– A和B的表面粗糙度Rz大致相当
– A的表面粗糙度Rz变动范围比B小
涂附磨具是指粘结剂把磨料粘附在可 挠曲基材上的磨具,又称柔性磨具
无纺布（尼龙）磨具
无纺布磨具是指粘接剂把磨料粘附 在无纺布基材上的磨具。
抛光膏/液
是指把磨料混合于粘稠状或者液 体状的混合体的抛光材料。
刚性较好，容易控制加工尺寸， 大剂量去除余量
比固结磨具轻便，平整、一致性好
无纺布比较有弹性，可以对工件进 适合表面精细抛光，漆面抛光 行抛光清洁研磨
砂纸的选用
因素
•• 基基本本结结构构
–– 矿矿砂砂分分布布 –– 背背基基强强度度 –– 粘粘结结剂剂性性能能
•• 打打磨磨性性能能
–– 表表面面粗粗糙糙度度 –– 磨磨削削性性能能
•• 磨磨削削力力 •• 磨磨削削保保持持力力
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影响
–– 使使用用方方式式 –– 打打磨磨质质量量 –– 打打磨磨效效率率 –– 使使用用寿寿命命
表面粗糙度Ra比较
表面粗糙度Ra，P800
0.39
0.38
0.37
Ra, um
0.36
0.35
0.34
0.33
• 结果
A
B
– A和B的表面粗糙度Ra大致相当
– A的表面粗糙度Ra变动范围比B小
• 思考
– 哪款砂纸打磨表面的一致性更好？
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图例 ＃1
聚脂布、薄膜、海绵
陶瓷氧化铝、人造金刚石
更粗P80；更细P5000， 甚至达0.5u 金属打磨、漆面打磨、 玻璃研磨
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金字塔研磨产品的粒度
3M金字塔磨料选用微米级别 的精细矿砂，粒度以矿砂颗粒 的平均尺寸来定义，以微米测 量单位，并在数字前冠上“A” 以区别一般的粒度。
打磨轨迹：圈状，面积窄，砂痕深
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偏心打磨机和角磨机的不同应用
偏心打磨机
角磨机
• 大面积的打磨 • 表面要求高的打磨
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• 较小部位的打磨 • 粗、中打磨，效率
要求高的应用
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