基本介紹
- 中文名：磨片
- 使用國家：中國
- 史實記載：《天工開物》
- 時期：簡單塗附磨具時期
- 加工發展階段：第二階段1840---1900年前後
- 發展：提高磨床精度，提高磨削自動化
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歷史發展
其實人類最早使用磨削要追溯到原始社會，在母系社會，人們就已經開始使用最簡單石器，而這些最簡單石器用簡單石頭之間互相摩擦得來。人們用這些最簡單工具捕獵，耕種。那時人們衣著雖然簡單，但仍然要有刃器輔助，這也離不開磨削。
簡單塗附磨具
北魏時一個叫崔亮創造了水磨，用來加工糧食，晉代劉景宣創造了可同時運行八盤天然岩石磨盤石磨；唐朝時又出現了陶磨及磨碾，這些磨具均在山西長治縣“王琛”墓中出土。經過專家考察在宋朝也早存在九轉速磨；十三世紀時即在元朝時候，中國人已開始用天然樹膠將貝殼粉粘在羊皮紙上製成摩擦工具，這世界上已知最早塗附磨具，幾乎與此同時，在地中海沿岸義大利人也開始使用簡單塗附磨具。說起指南針，誰都知道，可誰又能想到，那也磨削得來產品呢！以上所敘不僅說明了我國最早製造陶瓷材料、機械傳動古國，而且也最早採用對金屬及非金屬材料進行磨削加工國家之一，從最原始一直持續到十九世紀初期，可視為磨削加工歷史發展第一階段。這一階段特點利用磨料磨具及機械都較簡單。
天然磨料時期
（二）磨削加工發展第二階段（1840---1900年前後）
這一階段出現了新特點，即隨著工業發展、被加工材料硬度越來越高，原來簡單磨料磨具滿足不了發展需要，於人們就開始尋求硬度更高物質來做磨料，先後找到了天然剛玉、黃寶石、天然金剛石等材料人們把這些天然材料破碎後和陶土混合後，燒成具有一定形狀磨具，以此來進行加工。
可以說，開始使用硬度較高天然磨料這一時期普遍特點。但所有天然磨料產量都不集中，而數量又有限質量不統一，很難保持穩定這一切局限性和飛速猛進工業越來越不適應。
工業時期
（三）磨削加工歷史發展第三階段（十九世紀後期到二十世紀初）
一時期主要特點出現並使用人造磨料。
1893年美國卡不倫登公司E.G艾奇遜利用電阻爐發明了SiC人造磨料這人類歷史上最早出現人造磨料，以後又有人用電弧爐發明了人造剛玉磨料，這些人工合成磨料出現，意義重大，結束了人類只能利用天然磨料而不能利用人造磨料歷史，從此，工業方面開始到得了大批比較低廉而質量又比較穩定、產量又穩步增加人造磨料磨削工具，從而推動了被磨材料加工迅速增長，當然另一方面從磨削加工發展也促進了磨料磨具迅速發展。本階段又可分為以下幾個時期：
1、1900年-1920年左右：
這一時期，出現了除無心磨床以外所有磨床，這促使汽車、軍工、電極工業有了很大發展。
2、1920年-1949年前後：
在20年代以後，磨床機械開始由機械傳動發展到液壓傳動，還在磨削過程中部分實現了自動化，，在這一時期，無心磨床設計成功，開始投入使用，這一時期一個非常重要現象就對於磨削過程研究，由開始經驗方法轉入理論分析。即開始了對磨削理論研究。
3、1950年至1980年前後：
在國際上，英、法、美、德、意以及前蘇聯對人造磨料進行了普遍研究，並進行了工業性生產，因而磨料及磨具較前一時期有了很大提高，工業已開發國家磨床所占比重已達工具機總量10%，而且還在不斷上升。
在國內，一批具有影響力重要項目建成投產，如第二砂輪廠、第三砂輪廠、第四砂輪廠、第五砂輪廠、第六砂輪廠、第七砂輪廠建成投產。說明了我國磨料磨具行業也在不斷發展壯大。
磨具
4、改革開放前後：
我國磨料磨具為了和世界同步，在以下幾個方面進行了研究或改進①提高磨床精度，②提高磨削自動化程度，③高速研磨，④高精度和高光潔度，⑤強力磨削，⑥寬砂輪和多砂輪磨削，⑦提高磨床加工生產率，⑧試製發展了特殊磨削或成型磨削，⑨超硬磨料磨具。超硬材料如人造金剛石和立方氮化硼目前被稱為世界上最硬物質，莫氏硬度為10。
磨料磨具種類
金剛石用量，每加工百萬噸鋼鐵所用金剛石量來表示這個國家工業發展水平，美日及主要西方國家用量均超過了18-20萬克拉每百萬噸鋼，美國世界上金剛石用量最大國家。而我國則2.4萬克拉每百萬噸鋼，這差距顯而易見。
六十年代天然金剛石約2500萬克拉，數量不很大，這因為金剛石生產成本太大，一般金剛石礦中，須處理6-8噸礦石才能得到一克拉金剛石，有甚至250噸礦石才能得到一克拉金剛石，可見金剛石為什麼如此昂貴。天然金剛石低產量及高成本促使人們走上了發展人造金剛石之路。
我國在六十年代中期開始試製與發展人造金剛石。六十年代世界人造金剛石產量為1000萬克拉，今天，中國人造金剛石產量就已達5000萬克拉（約合1萬噸），而全世界人造金剛石產量就無法估計了，這些人造金剛石主要用於工業。人造金剛石及其製品發展大大地促進了特殊用途磨削加工要求，人造金剛石不受資源限制，製造成本從發明那天起就不斷下降，品種在逐漸增多，質量在不斷提高，這樣就極大開闢了人造金剛石磨料使用前景。不僅在固結磨具上，而且普遍地使用在塗附磨具上，如牙科用金剛石砂帶，精密儀器上用金剛石砂帶等等。
立方氮化硼超硬磨料另一種類型，其性能與人造金剛石磨料相似，還具有比人造金剛石一些獨特優點，如耐熱方面優於人造金剛石。立方氮化硼比人造金剛石發展稍後，系70年代前後試製研究，也可以說後起之秀。立方氮化硼到九十年代初期全世界工業生產大國有了較大發展，如前蘇聯立方氮化硼產量已發展到5000多萬克拉。我國立方氮化硼也在八十年代末期或九十年代初期試製和發展新型產品，但速度較慢，其原因在於工藝與技術還遠遠落後於其它工業已開發國家，因而它推廣和使用還受到一定限制。
人造金剛石和立方氮化硼磨具。在發展人造金剛石磨具和立方氮化硼超硬磨料同時，這兩種超硬磨料磨具也得到相應發展，人造金剛石磨具發展更快。到目前，人造金剛石磨具發展成為一個較為完整、成熟和自成體系加工技術領域。人造金剛石磨具製品如電鍍金剛石內圓切割鋸片、什錦銼、磨頭，人造金剛石圓鋸片、框架鋸片，人造金剛石修整筆，石材用金剛石磨具，金剛石筒形砂輪，加工鐵氧使用金剛石磨具。
金剛石修整滾輪和金剛石或立方氮化硼與硬質合金複合片磨具等等品種系列，而且繼續完善補充與提高。
商業時期
（四）磨削加工發展第四階段（九十年代後期）
進入九十年代，磨料磨具行業生產與銷售、科研都起著很大很大變化，主要表現為品種日趨多樣化，專業化，競爭也前所未有日趨激烈，科研與銷售成為每個廠家重中之重，而我們做為砂帶專業生產廠家，也如此，但與國際上塗附磨具尤其砂帶產品，無論品種或者質量上差距很大。因此，當務之急加大科技力量投入迅速提高我國塗附磨具尤其砂帶高檔產品品種及質量水平，以面臨高品質、多品種需求浪潮。如果目前全國高檔次塗附磨具產量在400萬平方米左右，予計到2000年初期將達到700萬至1000萬平方米用量需求。這就希望我們共同努力去開拓這個有廣闊前途市場。
磨片套用
製漿造紙業
經過蒸煮或機械磨解、篩選和漂白以後的紙漿，還不能直接用來抄紙。
因為紙漿中的纖維缺乏必要的柔韌性，纖維與纖維間的結合力還不夠理想，如果用它抄紙，紙張會疏鬆多孔、表面粗糙、強度低，不能滿足使用的要求。
中國古代，人們使用棍棒、石臼等工具來舂搗桑皮和竹麻等原料，來獲得所需要的紙漿；
古代埃及人用木棍捶打莎草和蘆葦，使纖維表面產生天然半纖維素膠粘劑，來強化纖維結合力和物理強度。
磨片是磨漿機的“心臟”，每個規格的磨片分別有數種到數十種齒型。
工作原理
“三分造紙，七分打漿”，打漿就是利用磨片齒紋機械作用方法處理紙漿中的纖維，使其疏解、適度切斷和分絲帚化；更重要的是纖維在打漿時吸水潤脹，使之具有較高的彈性和塑性，滿足造紙機生產的要求，以使生產的紙張能達到預期的質量指標。
磨片設計一直沿襲比刀緣負荷(SEL)理論，我國南通華嚴磨片研究中心和奧地利安德里茲等機構的研究實踐案例表明要充分考慮比表面負荷及流變效應等因素。比刀緣負荷理論是以磨漿機轉刀齒與定刀齒齒緣交會單位長度上衝擊剪下絮聚纖維的有效負荷來描述和表征打漿特性。具體是由磨漿機的有效功率(淨功率)N、轉速 n以及磨片每轉切斷長L三個方面決定的。
磨片分類
錐形磨片、圓盤磨片、熱磨機磨片、疏解機磨片、熱分散磨片等；
每個規格的磨片分別有數種到數十種齒型。
造紙磨片現有HY Cut fin 、Broom fin 、Soft fin 、Ease fin 四大類別。
磨片材質
磨片設計選用合適的齒型以達到既定的打漿參數，還必須具有良好的耐磨性能和抗衝擊韌性。縱觀100多年來，全球範圍的磨片製造和使用的發展中，石材、灰口鐵、鎳硬白口鐵、高鉻鑄鐵、鎳鉻合金、多元合金、不鏽鋼、碳化鎢、高分子聚乙烯、改性尼龍、陶瓷、金剛砂等材料都得到過採用，鑒於耐磨性和經濟性考慮，目前多元合金磨片和高鉻鑄鐵磨片因良好的耐磨性能處於主導地位。具有表面粗粒的多元合金磨片傾向於對纖維更好的分絲帚化作用；特鋼磨片傾向於纖維更劇烈的切斷作用。
磨片選型
南通華嚴多元合金磨片四大系列 | |
HY Cut fin 切割鰭系列 | |
HY Soft fin 軟鰭系列 | 適宜於短纖維漿種，切斷作用較弱，保持纖維長度，利於減少濕重流失。 |
HY Ease fin 疏解鰭系列 | 適宜於多漿種，疏解與泵送能力強，降低電耗，利於提高出率 。 |
HY Broom fin 掃帚鰭系列 |
