砂纸砂带砂布卷如何制造的！！！！！！！！！！！！！
工业的砂纸砂带砂布卷大部分是砂纸砂带，砂纸砂带是一种具有高硬度和一定机械强度的颗粒材料，是用于制造磨具或直接用于研磨和抛光。作为一种砂纸砂带砂布卷必须具备的基本特性，一般来说，应满足以下五个方面的要求：
1． 较高的硬度
砂纸砂带砂布卷的硬度必须高于被加工对象的硬度，否则，无法实现磨削加工的要求。
2． 适度的抗破碎性及自锐性
砂纸砂带砂布卷要有适当的抗破碎性及自锐性，在磨削过程中，磨粒承爱以着抗压、抗折、抗冲击等应力，如其抗破碎性太低，磨削时磨粒很快破裂，难以进行有效的磨削：反之，磨粒变钝后也不破碎，不能出现新刃，使磨削无法继续进行，因此，要求磨粒磨钝后，在磨削应力的作用下，自行破碎，露出新的锋利刀刃，使磨削过程持续进行。
3． 砂纸砂带砂布卷应具有良好的热稳定性
磨具工作时，常常会产生大量的热，局部可以达到较高的温度作为一种砂纸砂带砂布卷在高温状态下应能保持一定的硬度和强度。例如，金刚石的常温硬度{zg}，但超过800℃就会碳化变为石墨，其硬度和强度急剧下降，这就在一定程度上，限制了金刚石的应用。
4． 砂纸砂带砂布卷应具有一定的化学稳定性
砂纸砂带砂布卷与被加工对象不易产生化学反应。长期的实践表明，磨削并不是单纯的机械过程，其中存在一定的化学反应。例如用碳化硅砂纸砂带砂布卷加工钢材时，会发生下列反应：
SiC(固)+4Fe(液)→FeSi（固）+Fe3C（固）
由于砂纸砂带砂布卷与被加工对象发生化学反应，使砂纸砂带砂布卷固有的机械性能发生变化，从而影响了磨削效果。
5． 便于加工成不同大小的颗粒
由于磨削加工是利用磨具表面许多颗粒所构成的切削刃来进行的，因此，要把砂纸砂带砂布卷加工成所需要的粒度。有些物质，如硬质合金，虽然硬度高，但由于它的韧性较大，与砂纸砂带砂布卷相比难以加工成颗粒状，因此，不适宜制造砂纸砂带砂布卷。
下面就砂纸砂带砂布卷的种类、制造方法、性能及特殊的处理方法作一简要介绍。
第二节 砂纸砂带砂布卷的种类
砂纸砂带砂布卷可以分为xx砂纸砂带砂布卷和人造砂纸砂带砂布卷两大类。
一、 xx砂纸砂带砂布卷
自然界一切可以用于磨削或研磨的材料统称为xx砂纸砂带砂布卷。常用的xx砂纸砂带砂布卷有以下几种：
1． 金刚石
金刚石是目前已知最硬的物质，其显微硬度为98.59Gpa。金刚石是碳的同素异型体，主要成份是碳，另外还含有0.02~4.8%的杂质，比重为3.15~3.53g/cm3。其产地非常有限，不但价格昂贵，而且极为缺乏。
金刚石因含杂质的不同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等，脆性较大，易沿结晶面裂开，结晶越大抵抗外力的作用越强，金刚石的计量单位是克拉，1克拉=0.2g。
xx金刚石作为砂纸砂带砂布卷主要用途有两个方面：
（1） 用于修整砂轮；
（2） 磨削和研磨难加工材料（如硬质合金、宝石、玻璃、石料等）。
2． xx刚玉
xx刚玉的主要矿物成份为α——Al2O3,其显微硬度为20.58Gpa，比重为3.93~4.00g/cm3。自然界存在的xx刚玉主要有以下三种：
（1）优质刚玉（俗称宝石）有蓝宝石（含钛）、红宝石（含铬）等；
（2）普通刚玉，呈黑色或棕红色；
（3）金刚砂，可分为绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂，它是一种集合晶体，硬度较低。
在上述三种xx刚玉中，{dy}种主要用于首饰，而后二种可以作为砂纸砂带砂布卷，用来制造砂轮、油石、砂纸、砂布或微粉、研磨膏等。
3．石榴石
石榴石的晶形较好，显微硬度为13.33Gpa。属于石榴石的矿物种类很多，但适合于作砂纸砂带砂布卷的仅有铁铝石榴石一种，其矿物组成这：3FeO.Al2O3.3SiO2,含量不低于85~90%。
4。石英
石英的化学成份为SiO2，常夹杂有Al2O3、Fe2O3、 CaO MgO Fe2O3等。显微硬度为8.04 Gpa，可用作砂纸砂带砂布卷的石英矿有脉石英、石英岩及石英砂等。
随着科学技术的发展，人造砂纸砂带砂布卷的品种已达几十种之多，xx砂纸砂带砂布卷由于自身的缺陷，已被越来越多的人造砂纸砂带砂布卷所取代，目前除了xx金刚石、石榴石外，其它种类的xx砂纸砂带砂布卷用量甚微。
二、 人造砂纸砂带砂布卷
人造砂纸砂带砂布卷分刚玉系列、碳化物系列、超硬系列等几大类。现将各类砂纸砂带砂布卷的简要制造方法、特性及磨削对象分别叙述如下。
1． 刚玉系列人造砂纸砂带砂布卷
属于刚玉系的人造砂纸砂带砂布卷有棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚玉、镨钕刚玉、黑刚玉及矾土烧结刚玉等。
（1）棕刚玉（A）
棕刚玉是以铝矾土、无烟煤和铁屑为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成。在冶炼过程中，无烟煤中的碳将矾土中的氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属，为些金属结合在一起成为铁合金，由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底与刚玉熔液分离。仅有少量的杂质夹杂在刚玉熔快中。
棕刚玉的主要矿物成份为物理刚玉，三方晶系，少量的矿物杂质有：硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石（又称莫来石）、钛化物、玻璃体及少量铁合金等。
棕刚玉的抗破碎能力较强，抗氧化、抗腐蚀，具有良好的化学稳定性，是一种用途广泛的砂纸砂带砂布卷。适用于磨削抗张强度高的金属材料，如普通碳素钢、硬青铜、合金钢的细磨和精磨，磨加工螺纹和齿轮等，白刚玉还可用于精密铸造及高级耐火材料。
（3）铬刚玉（PA）
铬刚玉的冶炼工艺与白刚玉相同，只是在冶炼过程中加入一定量的氧化铬，呈浅紫色或玫瑰色。
铬刚玉中由于引入Cr3+改善了砂纸砂带砂布卷的韧性，其韧性较白刚玉高，而硬度与白刚玉相近，用于加工韧性较大的材料时，其加工效率比白刚玉高，并且工件表面的光洁度也较好，铬刚玉适应于加工韧性高的淬火钢、合金钢、精密量具及仪表零件等光洁度要求较高的工件。
（4）微晶刚玉（MA）
微晶刚玉所采用的原材料及冶炼方法与棕刚玉基本相同，在停炉后立即把熔液通过流放或倾倒的方法倒入枝模子内急速冷却（一般在30分钏以内），因而得到微细结晶的集合体。
微晶刚玉在冶炼过程中，杂质的还原程度较差，Al2O3含量为94~96%，晶体尺寸一般在80~300微米，晶体占57~85%，{zd0}晶体尺寸不超过400~600微米。它具有强度高，韧性较大的特点。适用于重负荷磨削，可以磨削不锈钢、碳素钢、轴承钢以及特种球墨铸铁等材料，由于磨粒在磨削过程中呈微刃破碎状态，也被用于精密磨削甚至镜面磨削。
（5）单晶刚玉（SA）
单晶刚玉是以矾土、无烟煤、铁屑和黄铁矿为原材料，在电弧炉内共熔，矾土中的氧化铁、二氧化硅和氧化钛先后被还原并组成铁合金从熔液中沉降至炉底。一小部分氧化铝与碳、硫化亚铁起复分解反应，生成少量的硫化铝填充在单晶颗粒之间，当熔块冷却后放入水中时，硫化铝被溶解，而被硫化铝隔开的单晶刚玉即可分散开成为自然粒度的砂纸砂带砂布卷。
单晶刚玉呈灰白色，其颗粒形状多为等积形，晶体内不含杂质，具有多棱角的切削刃，在同样的磨削力作用下，所形成的力矩小于其它砂纸砂带砂布卷，因此它不易折碎，机械强度较高，单颗粒抗压强度为22~38kg，而棕刚玉仅为10~20kg。单晶刚玉由于有较高的硬度和韧性，所以切削能力较强，可用来加工工具钢、合金钢、不锈钢、高钡钢等韧性大、硬度高的难磨材料。
(6)锆刚玉（ZA）
锆刚玉是以铝氧粉和锆英石为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成，整个过程基本上是一个熔化再结晶的过程。它是一种由α——Al2O3,与ZrO2组成的共晶集合体，在冶炼过程中应尽可能使两种结晶相互交错构成微晶型晶体。
锆刚玉适用于高速重负荷磨削，可荒磨铸铁、铸钢、合金钢和高速钢等，特别适合于钛合金、耐热合金、高钒钢、不锈钢的磨加工。
（7）镨钕刚玉（NA）
镨钕刚玉的制造工艺与白刚玉相似，其差异是在冶炼过程中加入约0.175%的镨钕富集物（氧化镨、氧化钕、氧化镧）。大量的磨削试验证明其磨削性能优于白刚玉，适用磨削不锈钢、高速钢、球磨铸铁、高锰铸钢及某些耐热合金等。
（8）黑刚玉（BA）
黑刚玉的冶炼方法与棕刚玉相同，是以三水铝矾土为原料，加少量还原剂，经溶炼而成，其耗电量约为棕刚玉的三分之二。呈黑色，主要化学成分：Al2O3不低于77%，SiO2含量为10~12%，Fe2O3含量为7~10%，TiO2约为3%，比重不小于3.61.
黑刚玉具有很好的自锐性，磨削时发热量少，加工件的光洁度较好，适用于零件电镀前底面抛光，铝制品和不锈钢的抛光，也可用于抛光光学玻璃、加工木材等。由于它的亲水性好，可用在制造砂纸、砂布和树脂磨具，还可以作研磨膏和抛光粉。黑刚玉由于铁含量高，因而不宜用于制造陶瓷磨具。
（9）矾土烧结刚玉
矾土烧结刚玉是{wy}不用电炉冶炼的刚玉，它是用优质熟矾土（Al2O3含量85%以上）经湿法球磨至3微米的微粒料浆（球磨时应加粘结剂），再经压滤成型为各种几何形状的磨粒，在1500℃下烧结。
矾土烧结刚玉的主要化学成份是：Al2O3（85~88%）、SiO2（3~4%）、TiO2（3.5~4.5%）、Fe2O3（5.6~6.5%）。它具有α——Al2O3微晶结构，韧性高，可承受较大的磨削压力而不至于破碎，并能切削较厚的金属层，横向进给可高达6mm以上。砂纸砂带砂布卷的形状可制成各种柱形体，这是所有砂纸砂带砂布卷中{wy}的特例，适用于重负荷荒磨。
2． 碳化物系列人造砂纸砂带砂布卷
（1）碳化桂
碳化硅是以石英、石油焦炭为主料，水粉、食盐为辅料按一定比例混匀后装入电阻炉内，通过高温冶炼而制成的人造砂纸砂带砂布卷。
碳化硅分黑绿两种：黑碳化硅呈黑色或蓝黑色，绿碳化硅呈绿色或蓝绿色。在制造过程中，生产绿色碳化硅的特点在于采用较纯的原材料，炉料中加入食盐，它可促进产品呈绿色。绿色碳化硅的纯度要高于黑色碳化硅。
碳化硅不与任何酸起反应，但碱性氧化物的熔体能促使碳化硅的分解。
黑色碳化硅与刚玉系人造砂纸砂带砂布卷相比，硬度较高、脆性较大，适用于加工抗张强度较低的金属及非金属材料，如灰铸铁、黄铜、铅等有色金属，以及陶瓷、玻璃厂料等硬质脆性材料。
绿色碳化硅与黑色碳化硅相比，其纯度、硬度、脆性稍大，适用于加工硬而脆的材料，如硬质合金、玻璃、玛瑙等，也广泛用于量具、刃具、模具的精磨及飞机、汽车、船舶等发动机气缸的珩磨。
随着工业的发展和科学技术的进步，碳化硅的非磨削用途在不断扩大，在耐炎材料方面用于制作各种高级耐炎制品，如垫板、出铁槽、坩锅熔池等；在冶金工业上作为炼钢脱氧剂，可以节电，缩短冶炼时间，改善操作环境；在电气工业方面利用碳化硅导电、导热及抗氧化性来制造发热元件——硅碳棒。碳化硅的烧结制品可作固定电阻器，在工程上还可作防滑防腐蚀剂。碳化硅与环氧树脂混合可涂在耐酸容器中、蜗轮机叶片上起防腐耐磨作用。
（2） 铈碳化硅（CC）
铈碳化硅是在碳化硅的炉料内不加食盐而添加微量的氧化铈（CeO2）冶炼出来的,其外观和绿碳化硅相似,显微硬度为36.29Gpa。与绿碳化硅相比，其铈碳化硅的显微硬度、单颗粒抗压强度、韧性等均比绿碳化硅高。
由于铈碳化硅的物理性能有所改弯，因此，其磨削效果也得到了一定的改善。试验证明磨钛合金时，铈碳化硅与绿碳化硅相比，切削效率提高近一倍，并且火花较小；磨铸铁时，当进刀量为0.01mm时，铈碳化硅的耐用度比绿碳化硅砂轮提高18.9%，磨削比提高9.6%，当进刀量为0.02mm时，其耐用度提高27.4%，磨削比提高74.1%。由此可见，用铈碳化硅磨削铸铁进刀量时，其效果比绿碳化硅提高的更显著。磨硬质合金的效果与绿碳化硅相近，磨削CO5Si M5Al 5F-6等难磨高速钢，其效果与单晶刚玉相似。
（3） 碳化硼（BC）
碳化硼（B4C）是以硼酸（H3BO3）和炭素材料为原料，在电弧炉内经1700~2300℃的高温冶炼，由碳直接还原熔融的硼酐（B2O3）而制得。
碳化硼是一种具有金属光泽的灰黑色粉末，是一种超硬材料。在空气中加热至500℃时，碳化硼开始氧化当温度达到800~900℃时，其氧化作用更为显著。碳化硼曾用来代替金刚石研磨硬质合金刀具。其烧结制品可以代替金刚石作为砂轮的修整工具，适用于精磨碳钨合金、碳钛合金、烧结刚玉、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料制品。
（4） 碳硅硼
碳硅硼是以硼酸、石英砂、石墨为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成，呈灰黑色，其硬度次于氮化硼高于碳化硼，脆性大，适用于硬质合金、半导师体、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料的加工。
3． 超硬系列人造砂纸砂带砂布卷
（1）金刚石（JR）
金刚石是以石黑为原料，以某些金属或合金为触媒，在高温（1000~2000℃）、高压（557~608Mpa）下，使石墨结构转变为金刚石结构而成。金刚石是已知的最硬物质，具有较高的抗压强度、良好的导热性、化学稳定性、耐磨性，以及较强的切削能力。
金刚石可分为JR1、JR2、JR3、JR4、JR5五个牌号，其特点和用途如下：
1．JR1型：晶体多为针片状，晶面粗糙，用于制造树脂结合剂金刚石磨具，主要用于硬质合金、陶瓷、玻璃及难磨材料的精磨工序，加工效果好，表面光漫无边际度高，有时也用于半精磨，但不适于重负荷磨削。
2．JR2型：晶体大部分为等积形，适于制造金属结合剂及陶瓷结合剂金刚石磨具。它可承受较大的负荷，用于粗磨、半精磨硬质合金及非金属材料，也可切割光学玻璃、宝石、高硬岩石等。
3．JR3型：晶体较完整，晶面光滑，抗压强度高，用于制造金属结合剂地质钻头、修整工具和切割工具等。
4．JR4型：晶体完整，抗压强度高于JR3，用于制造地质钻头、修整工具和切割工具等。
5．JR5型：颗粒为浅黄或淡黄绿色，多为透明无杂质的完整八面晶体，强度高，适于制造切割锯片，钻头及修整工具等，用于加工硬脆非金属材料。
（2）立方氮化硼
立方氮化硼是以六方氮化硼为原料，减金属或碱土金属或它们的氮化物作触媒，在高压高温下转变为立方晶体的氮化硼。这一转变与石墨转变为金刚石相似。
立方氮化硼是一种新型的超硬砂纸砂带砂布卷，其硬度仅次于金刚石，而热稳定性、化学稳定性均优于金刚石，特别是对铁族金属的化学惰性好，不易与钢材起反应，磨既硬又韧的钢材时具有独特的优点，耐磨性比普通砂纸砂带砂布卷高30~40倍，在加工高速钢、合金钢、耐热钢时，其工作能力在大超过金刚石磨具的工作能力。亦可作为磨加工硬质合金及非金属材料使用。
第三节 砂纸砂带砂布卷的性质
砂纸砂带砂布卷的性质，并不是简单的指砂纸砂带砂布卷的物理、化学性质，这里介绍砂纸砂带砂布卷的性质是限于与制造、使用有关的性质，主要偏重于实际生产上的应用。
一、化学成分
砂纸砂带砂布卷的化学成分对砂纸砂带砂布卷的物理、化学、机械性能有决定性的作用，即使化学成分有微小的变化，可能会造成其性能产生较大的差异，因此对各种砂纸砂带砂布卷的化学成分均有严格的规定，刚玉和碳化硅的化学成分见表2—1和表2—2。
表2—1 刚玉砂纸砂带砂布卷的化学成分
品种 粒度范围
化学成分（%）
Al2O3 Na2O Cr2O3 TiO2 RxOy
白刚玉 12～90#
100～240#
W63～W14
W10～W5 ≥98.50
≥98.50
≥98.00
≥97.00 ≤0.50
≤0.70
≤0.80
≤0.80
棕刚玉 4～90#
100～180#
220～240# 94.50～97.00
≥93.50
≥92.50
1.50～3.80
单晶刚玉 30～80#
100～240# 98.00
97.00
铬刚玉 16～80#
100～240# ≥98.00
≥97.50 0.80～1.50
微晶刚玉 24～80#
100～180#
240# 94.50～97.00
≥93.50
≥92.50
1.50～3.80
镨钕刚玉 24～80#
100～240# ≥98.50
≥98.50 ≤0.60
≤0.80
≥0.15
≥0.20
黑刚玉 4～220#
240#以细 ≥77.0
≥62.0
(Fe2O3)
≥5.0
注：RxOy是指稀土氧化物总量，主要是Nd2O3和Pr6O11
表2—2 碳化硅砂纸砂带砂布卷的化学成分
品种 粒度范围 化学成分（%）
SiC 游离碳 Fe2O3
黑碳化硅 12～90#
100～180#
220～240# ≥98.50
≥98.00
≥97.00 ≤0.20
≤0.30
≤0.30 ≤0.60
≤0.80
≤1.20
绿碳化硅 20～90#
100～180#
220～240#
W63～W20
W14～W10
W7～W5 ≥993.00
≥98.50
≥97.50
≥97.00
≥95.50
≥94.00 ≤0.20
≤0.25
≤0.25
≤0.30
≤0.30
≤0.50 ≤0.20
≤0.50
≤0.70
≤0.70
≤0.70
≤0.70
化学成分对砂纸砂带砂布卷的性质影响较大,对碳化硅砂纸砂带砂布卷而言，碳化硅的含量越高，其硬度与磨削性能就越好，一级品的碳化硅结晶块通常含有98%左右的SiC，杂质（主要有二氧化硅、硅、碳、铁、铝、钙、镁）约占2%。刚玉中的化学成分同样对砂纸砂带砂布卷的性质有较大的影响，白刚玉由于比棕刚玉中Al2O3的含量高，因而其硬度高于棕刚玉，性脆，具有良好的切削性能；黑刚玉因Al2O3含量较低，故其硬度较低，而韧性较好，适用于制作涂附磨具。其它化学成分的存在及含量多少，对刚玉的性质也有较大的影响，棕刚玉中TiO2的含量增加，能使刚玉的韧性增加；白刚玉中Na2O是一种有害成分，由于它的存在使得生成的β——Al2O3的结晶硬度降低，切削性能差，易破碎；如果在白刚玉冶炼过程中加入Cr2O3 ZrO2等化学成分，可以制造成铬刚玉、锆刚玉，使白刚玉的性能得到改善，提高其韧性。
二、粒度
人造砂纸砂带砂布卷冶炼出来以后，如果用于制造磨具或研磨材料，就必需加工成粗细不同的颗粒，并将大小相近的颗粒按一定范围分级，由大到小用规定的数字来表示，称为粒度号。换言之，砂纸砂带砂布卷粒度是表示砂纸砂带砂布卷颗粒大小的。由于磨粒形状不规则，磨粒的尺寸实际上是以宽度来表示的。GB2477—83将砂纸砂带砂布卷按颗粒大小分为41个粒度号，即4#,5#,7#,8#,10#,12#,14#,16#,20#,22#,24#,#,40#,46#,54#,60#,70#,80#,90#,100#,120#,150#,180#,220#,240#,W63，W50，W40，W28，W20，W14，W10，W7，W5，W3.5,W2.5,W1.5,W1.0,W0.5.
砂纸砂带砂布卷的粒度主要是用来标识磨粒大小的，实际上要筛分出单一磨粒尺寸的砂纸砂带砂布卷是不可能的，所以上述砂纸砂带砂布卷各粒度的尺寸范围是其基本粒的尺寸范围。我国砂纸砂带砂布卷粒度组成的标准与其他国家或协会组织的标准有一定的差异，但这些标准与国际标准（ISO）基本上是一致的。
表2—3 4#～240#,砂纸砂带砂布卷粒度组成表
粒度 最粗粒 粗粒 基本粒 混合粒 细粒
{bfb}通过下列筛号 不通过筛号 重量%不多于 不通过筛号 重量%不少于 有通过筛号 重量%不少于 通过下列筛号重量最多3%
4# 5/16 3 20 4 40 4 5 70 6
5# 0.256 4×1/2 20 5 40 5 6 70 7
6# 3×1/2 5 20 6 40 6 7 70 8
7# 4 6 20 7 40 7 8 70 10
8# 5 7 20 8 45 8 10 70 12
10# 6 8 20 10 45 10 12 70 14
12# 7 10 20 12 45 12 14 70 16
14# 8 12 20 14 45 14 16 70 18
16# 10 14 20 16 45 16 18 70 20
20# 12 16 20 18 45 18 20 70 25
22# 14 18 20 20 45 20 25 70 30
24# 16 20 25 25 45 25 30 65 35
30# 18 25 25 30 45 30 35 65 40
36# 20 30 25 35 45 35 40 65 45
40# 25 35 30 40 40 40 45 65 50
46# 30 40 30 45 40 45 50 65 60
54# 35 45 30 50 40 50 60 65 70
60# 40 50 30 60 40 60 70 65 80
70# 45 6 25 70 40 70 80 65 100
80# 50 70 25 80 40 80 100 65 120
90# 60 80 20 100 40 100 120 65 140
100# 70 100 20 120 40 120 140 65 200
120# 80 120 20 140 40 140 170 65 230
150# 100 140 15 127 200 40 170 200 230 65 325
180# 120 170 15 200 230 40 200 230 270 65
220# 140 200 15 230 270 40 230 270 325 60
240# 170 200 5 230 270 8 230 270 325 38
表2—3 和表2—4分别是4#～240#和W63~W5磨粒的尺寸范围（GB2477—83）。240#以粗以两个筛网网孔的基本尺寸表示，W63以细被测颗粒的宽度表示。表2—5列出了5/16#～325#筛网的网孔尺寸。
涂附磨具由于其制造技术和使用条件具有特殊性，因此对砂纸砂带砂布卷的粒度组成也有特殊的要求，涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷有20个粒度号，分别表示为：P8、P10、P12、P14、P16、P20、P24、P30、P36、P40、P50、P60、P70、P80、P100、P120、P150、P180、P220、P240。涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷微粉的粒度有10个粒度号，分别表示为：P240、P280、P320、P350、P400、P500、P600、P800、P1000、P1200。涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷粒度组成（JB3630—84）见表2—6，磨具专用砂纸砂带砂布卷微粉粒度组成（GB9285—88）见表2—7。
表2—4 W63—W5 砂纸砂带砂布卷粒度组成表 单位：微米
粒度 最粗粒 粗粒 基本粒 混合粒 细粒
尺寸
范围 允许
颗数 尺寸
范围 重量%
不多于 尺寸
范围 重量 %
不少于 尺寸
范围 重量%不少于 尺寸
范围 重量%
不多于
W63 100-80 1 80-63 15 63-50 50 63-40 80 细于40 5
W50 80-63 1 63-50 15 50-40 50 50-28 80 细于28 5
W40 63-50 1 50-40 15 40-28 50 40-20 80 细于20 5
W28 50-40 1 40-28 18 28-20 45 28-14 74 细于14 8
W20 40-28 1 28-20 18 20-14 45 20-10 74 细于10 8
W14 28-20 2 20-14 20 14-10 45 14-7 72 细于7 8
W10 20-14 2 14-10 20 10-7 40 10-5 70 细于5 10
W7 14-10 2 10-7 20 7-5 40 7-3.5 70 细于3.5 10
W5 10-7 2 7-5 20 5-3.5 40 5-2.5 70 细于2.5 10
表2—5 筛网网孔尺寸一览表 单位:微米
筛号 网孔基本尺寸 筛号 网孔基本尺寸
5/16 8000 35 500
0.265 6700 40 425
3×1/2 5600 45 355
4 4750 50 300
5 4000 60 250
6 3350 70 212
7 2800 80 180
8 2360 100 150
10 2000 120 125
12 1700 140 106
14 1400 170 90
16 1180 200 75
18 1000 230 63
20 850 270 53
25 710 325 45
30 600
表2—6 涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷粒度组成
粒度 最粗粒 粗粒 基本粒 混合粒 细粒
{bfb}通过筛号
1 不通过筛号
2 %不多于 不通过筛号
3 2+3
累积% 不通过筛号
4 2+3+4
累积% 不通过筛号
5 2+3+4+5
累积%
不少于 通过
筛号
5 %不
多于
P8 4 6 7 7 42 ±8 8 86±6 10 98 10 2
P10 5 7 3 8 26±6 10 75±9 12 96 12 4
P12 6 8 1 10 14±4 12 61±9 14 92 14 8
P14 7 10 7 12 42±8 14 86±6 16 98 16 2
P16 8 12 3 14 42±8 16 75±9 18 96 18 4
P20 12 16 7 18 42±8 20 86±6 25 98 25 2
P24 14 8 1 20 14±4 25 61±9 30 92 30 8
P30 16 1 20 25 14±4 30 61±9 35 92 35 8
P36 18 25 1 30 14±4 35 61±9 40 92 40 8
P40 25 35 7 40 42±8 45 86±6 50 98 50 2
P50 30 40 3 45 26±6 50 75±9 60 96 60 4
P60 35 45 1 50 14±4 60 61±9 70 92 70 8
P70 40 50 7 60 42±8 70 86±8 80 98 80 2
P80 45 60 3 70 26±6 80 75±9 100 96 100 4
P100 50 70 1 80 14±4 100 61±9 120 92 120 8
P120 70 100 7 120 42±8 140 86±8 170 98 170 2
P150 80 120 3 140 26±6 170 75±9 200 96 200 4
P180 100 140 2 170 15±5 200 62±12 230 90 230 10
P220 120 170 2 200 15±5 230 62±12 270 90 270 10
P240 140 200 2 230 15±5 270 62±12 325 90 325 10
表2—7 涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷微粉粒度组成
粒度号 颗粒尺寸
{zd0}颗粒尺寸极限度 3%点处的{zd0}极限植 50%点处的粒度值 95%点处的最小极限值
P240 110 81.7 58.5±2.0 44.5
P280 101 74.0 52.2±2.0 39.2
P320 94 66.8 46.2±1.5 34.2
P360 87 60.3 40.5±1.5 29.6
P400 81 53.9 35.0±1.5 25.2
P500 77 43.3 30.2±1.5 21.5
P600 72 43.0 25.8±1.0 18.0
P800 67 38.1 21.8±1.0 15.1
P1000 63 33.7 18.3±1.0 12.4
P1200 58 29.7 15.3±1.0 10.2
三、 磨粒形状
磨粒本身的形状是不规则的，为了使其具有形状的概念，根据其外观轮廓，通常把砂纸砂带砂布卷的形状分为以下四种：
1．等积形或标准形 H（高）：L（长）：B（宽）=1：1：1
2．片状形 H：L：B=1：1：1/3（或1/3：1：1）
3．剑状形 H：L：B=1/3：1：1/3
4．混合形
磨粒的{zj0}形状是等积形，这种磨粒具有较高的抗压、抗折及抗冲击强度，这类磨粒制造的磨具有较强的磨削能力。但就涂附磨具的制造而言，则希望使用片状和剑状形的磨粒，使得涂附磨具具有锋利性。
影响磨粒形状的因素主要是砂纸砂带砂布卷的化学成分、制造方法和破碎方法。长期的生产实践证明，用球磨机加工的磨粒，其形状多为等积形，而用对辊机加工的磨粒，绝大多数为片状和剑状。
四、堆积密度
单位体积砂纸砂带砂布卷的重量称为砂纸砂带砂布卷的堆积密度，其单位习惯上用g/cm3来表示。砂纸砂带砂布卷的堆积密度对磨具的强度、硬度及切削性能都有一定的影响，另外，它对砂纸砂带砂布卷的其它性质也有一定的影响。
影响砂纸砂带砂布卷堆积密度的因素主要包括砂纸砂带砂布卷的种类、粒度和砂纸砂带砂布卷的破碎方法。一般来说，在相同的条件下，刚玉的堆积密度比碳化硅的大，粗粒度比细粒度的堆积密度大，等积形砂纸砂带砂布卷的堆积密度比片状、剑状的大，用球磨机加工的砂纸砂带砂布卷的堆积密度比对辊机、鄂式破碎机加工的大。
就磨具的生产而言，用于生产固结磨具的砂纸砂带砂布卷，其堆积密度应尽可能的大，从而使得磨具具有较高的强度、硬度以及良好的切削性能；用于生产涂附磨具的砂纸砂带砂布卷，其堆积密度应尽可能的小，这样可以保证磨具的锋利性。
砂纸砂带砂布卷的堆积密度可以通过整形来改变，用球磨机整形可提高砂纸砂带砂布卷的堆积密度，用对辊机或鄂式破碎机整形能降低砂纸砂带砂布卷的堆积密度。另外，采用混合磨粒可以提高砂纸砂带砂布卷的堆积密度，如果粗细粒度搭配适当，能使砂纸砂带砂布卷的堆积密度达到{zd0}值。
国标对砂纸砂带砂布卷堆积密度的测定方法有特别的规定，普通砂纸砂带砂布卷、超硬砂纸砂带砂布卷堆积密度的测定可分别参照国标GB3603—83、部标JB3584—84（机械部标准）进行。
五、亲水性
固体物质表面由于带有极性基团的分子，对水有较大的亲和能力，可以吸引水分子，易被水所润湿，这种属性称为亲水性。普通砂纸砂带砂布卷都具有亲水性。砂纸砂带砂布卷的亲水性是以砂纸砂带砂布卷在一定直径的玻璃管内紧密堆积，下端浸入水中，在规定的时间内水在管中上升的高度来表示的，在规定时间内水上升的高度愈高，表明砂纸砂带砂布卷的亲水性越好。亲水性的测定可参照国标GB3605—83进行。
亲水性的好坏对砂纸砂带砂布卷与结合剂结合的程度有较大的影响，一般来说，亲水性好的砂纸砂带砂布卷与结合剂结合的程度越牢固，反之，结合的程度就差。
不同种类、不同粒度的砂纸砂带砂布卷，其亲水性有一定的差异，同一种砂纸砂带砂布卷，如采用不同的加工方法制粒，则其亲水性也不同。除此之外，砂纸砂带砂布卷的化学成分、磨粒表面的孔隙以及磨粒表面的清洁程度等因素对砂纸砂带砂布卷的亲水性也有影响。
对涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷而言，要求磨粒应具备较好的亲水性。如果砂纸砂带砂布卷的亲水性不够好，可以通过煅烧处理或表面涂层处理，提高砂纸砂带砂布卷的亲水性。
六、硬度
砂纸砂带砂布卷的硬度是指砂纸砂带砂布卷抵抗其它物质刻划或压入其表面的能力。砂纸砂带砂布卷的硬度是用显微硬度表示的，显微硬度是一种压入硬度，测量仪器是显微硬度计，它实际上是一台设有加负荷装置的显微镜。
在砂纸砂带砂布卷磨具行业常用来表示砂纸砂带砂布卷硬度的，还有莫氏硬度和新莫氏硬度。莫氏硬度是由德国人莫斯首先提出来的，其测试方法是用棱锥形金刚石针刻划被测物体的表面，根据划痕的深度来表示硬度。莫氏硬度是以十种常见不同硬度的矿物作为标准，按大小顺序排列构成的（见表2—8）。新莫氏硬度是在莫氏硬度的基础上，将硬度的等级划分为15个（见表-9）。常用砂纸砂带砂布卷的硬度见表2—10。
表2—8 莫氏硬度表
金刚石 刚玉 黄玉 石英 正长石 磷灰石 萤石 方解石 石膏 滑石
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
表2—9 新莫氏硬度表
金刚石 碳化硼 黑碳化硅 棕刚玉 熔融氧化锆 石榴石 黄玉 水晶 石英玻璃 钾长石 磷灰石 萤石 方解石 石膏 滑石
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
表2—10 常用砂纸砂带砂布卷硬度表
名 称 莫氏硬度 显微硬度（Gpa）
金刚石
立方氮化硼
碳化硼
碳化硅
单晶刚玉
白刚玉、铬刚玉
棕刚玉、单晶刚玉锆刚玉 10
9．7
9．2～9.6
9．4
9．4
9．4
9．0～9．4 98.69
46.95～86.00
36.3～49.05
30.41～33.35
21.58～23.54
21.58～22.56
19.62～21.58
23.3
砂纸砂带砂布卷的硬度虽然不是决定砂纸砂带砂布卷磨削效率的{wy}因素，但却是砂纸砂带砂布卷最重要的物理性质之一，是关系砂纸砂带砂布卷质量的重要指标，砂纸砂带砂布卷的硬度只有在高于被加工材料的硬度时，才能对被子加工材料进行加工。
影响砂纸砂带砂布卷硬度的因素主要有化学成分和磨粒的形状，砂纸砂带砂布卷的硬度随温度的升高而降低
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工业的砂纸砂带砂布卷大部分是砂纸砂带，砂纸砂带是一种具有高硬度和一定机械强度的颗粒材料，是用于制造磨具或直接用于研磨和抛光。作为一种砂纸砂带砂布卷必须具备的基本特性，一般来说，应满足以下五个方面的要求：
1． 较高的硬度
砂纸砂带砂布卷的硬度必须高于被加工对象的硬度，否则，无法实现磨削加工的要求。
2． 适度的抗破碎性及自锐性
砂纸砂带砂布卷要有适当的抗破碎性及自锐性，在磨削过程中，磨粒承爱以着抗压、抗折、抗冲击等应力，如其抗破碎性太低，磨削时磨粒很快破裂，难以进行有效的磨削：反之，磨粒变钝后也不破碎，不能出现新刃，使磨削无法继续进行，因此，要求磨粒磨钝后，在磨削应力的作用下，自行破碎，露出新的锋利刀刃，使磨削过程持续进行。
3． 砂纸砂带砂布卷应具有良好的热稳定性
磨具工作时，常常会产生大量的热，局部可以达到较高的温度作为一种砂纸砂带砂布卷在高温状态下应能保持一定的硬度和强度。例如，金刚石的常温硬度{zg}，但超过800℃就会碳化变为石墨，其硬度和强度急剧下降，这就在一定程度上，限制了金刚石的应用。
4． 砂纸砂带砂布卷应具有一定的化学稳定性
砂纸砂带砂布卷与被加工对象不易产生化学反应。长期的实践表明，磨削并不是单纯的机械过程，其中存在一定的化学反应。例如用碳化硅砂纸砂带砂布卷加工钢材时，会发生下列反应：
SiC(固)+4Fe(液)→FeSi（固）+Fe3C（固）
由于砂纸砂带砂布卷与被加工对象发生化学反应，使砂纸砂带砂布卷固有的机械性能发生变化，从而影响了磨削效果。
5． 便于加工成不同大小的颗粒
由于磨削加工是利用磨具表面许多颗粒所构成的切削刃来进行的，因此，要把砂纸砂带砂布卷加工成所需要的粒度。有些物质，如硬质合金，虽然硬度高，但由于它的韧性较大，与砂纸砂带砂布卷相比难以加工成颗粒状，因此，不适宜制造砂纸砂带砂布卷。
下面就砂纸砂带砂布卷的种类、制造方法、性能及特殊的处理方法作一简要介绍。
第二节 砂纸砂带砂布卷的种类
砂纸砂带砂布卷可以分为xx砂纸砂带砂布卷和人造砂纸砂带砂布卷两大类。
一、 xx砂纸砂带砂布卷
自然界一切可以用于磨削或研磨的材料统称为xx砂纸砂带砂布卷。常用的xx砂纸砂带砂布卷有以下几种：
1． 金刚石
金刚石是目前已知最硬的物质，其显微硬度为98.59Gpa。金刚石是碳的同素异型体，主要成份是碳，另外还含有0.02~4.8%的杂质，比重为3.15~3.53g/cm3。其产地非常有限，不但价格昂贵，而且极为缺乏。
金刚石因含杂质的不同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等，脆性较大，易沿结晶面裂开，结晶越大抵抗外力的作用越强，金刚石的计量单位是克拉，1克拉=0.2g。
xx金刚石作为砂纸砂带砂布卷主要用途有两个方面：
（1） 用于修整砂轮；
（2） 磨削和研磨难加工材料（如硬质合金、宝石、玻璃、石料等）。
2． xx刚玉
xx刚玉的主要矿物成份为α——Al2O3,其显微硬度为20.58Gpa，比重为3.93~4.00g/cm3。自然界存在的xx刚玉主要有以下三种：
（1）优质刚玉（俗称宝石）有蓝宝石（含钛）、红宝石（含铬）等；
（2）普通刚玉，呈黑色或棕红色；
（3）金刚砂，可分为绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂，它是一种集合晶体，硬度较低。
在上述三种xx刚玉中，{dy}种主要用于首饰，而后二种可以作为砂纸砂带砂布卷，用来制造砂轮、油石、砂纸、砂布或微粉、研磨膏等。
3．石榴石
石榴石的晶形较好，显微硬度为13.33Gpa。属于石榴石的矿物种类很多，但适合于作砂纸砂带砂布卷的仅有铁铝石榴石一种，其矿物组成这：3FeO.Al2O3.3SiO2,含量不低于85~90%。
4。石英
石英的化学成份为SiO2，常夹杂有Al2O3、Fe2O3、 CaO MgO Fe2O3等。显微硬度为8.04 Gpa，可用作砂纸砂带砂布卷的石英矿有脉石英、石英岩及石英砂等。
随着科学技术的发展，人造砂纸砂带砂布卷的品种已达几十种之多，xx砂纸砂带砂布卷由于自身的缺陷，已被越来越多的人造砂纸砂带砂布卷所取代，目前除了xx金刚石、石榴石外，其它种类的xx砂纸砂带砂布卷用量甚微。
二、 人造砂纸砂带砂布卷
人造砂纸砂带砂布卷分刚玉系列、碳化物系列、超硬系列等几大类。现将各类砂纸砂带砂布卷的简要制造方法、特性及磨削对象分别叙述如下。
1． 刚玉系列人造砂纸砂带砂布卷
属于刚玉系的人造砂纸砂带砂布卷有棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚玉、镨钕刚玉、黑刚玉及矾土烧结刚玉等。
（1）棕刚玉（A）
棕刚玉是以铝矾土、无烟煤和铁屑为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成。在冶炼过程中，无烟煤中的碳将矾土中的氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属，为些金属结合在一起成为铁合金，由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底与刚玉熔液分离。仅有少量的杂质夹杂在刚玉熔快中。
棕刚玉的主要矿物成份为物理刚玉，三方晶系，少量的矿物杂质有：硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石（又称莫来石）、钛化物、玻璃体及少量铁合金等。
棕刚玉的抗破碎能力较强，抗氧化、抗腐蚀，具有良好的化学稳定性，是一种用途广泛的砂纸砂带砂布卷。适用于磨削抗张强度高的金属材料，如普通碳素钢、硬青铜、合金钢的细磨和精磨，磨加工螺纹和齿轮等，白刚玉还可用于精密铸造及高级耐火材料。
（3）铬刚玉（PA）
铬刚玉的冶炼工艺与白刚玉相同，只是在冶炼过程中加入一定量的氧化铬，呈浅紫色或玫瑰色。
铬刚玉中由于引入Cr3+改善了砂纸砂带砂布卷的韧性，其韧性较白刚玉高，而硬度与白刚玉相近，用于加工韧性较大的材料时，其加工效率比白刚玉高，并且工件表面的光洁度也较好，铬刚玉适应于加工韧性高的淬火钢、合金钢、精密量具及仪表零件等光洁度要求较高的工件。
（4）微晶刚玉（MA）
微晶刚玉所采用的原材料及冶炼方法与棕刚玉基本相同，在停炉后立即把熔液通过流放或倾倒的方法倒入枝模子内急速冷却（一般在30分钏以内），因而得到微细结晶的集合体。
微晶刚玉在冶炼过程中，杂质的还原程度较差，Al2O3含量为94~96%，晶体尺寸一般在80~300微米，晶体占57~85%，{zd0}晶体尺寸不超过400~600微米。它具有强度高，韧性较大的特点。适用于重负荷磨削，可以磨削不锈钢、碳素钢、轴承钢以及特种球墨铸铁等材料，由于磨粒在磨削过程中呈微刃破碎状态，也被用于精密磨削甚至镜面磨削。
（5）单晶刚玉（SA）
单晶刚玉是以矾土、无烟煤、铁屑和黄铁矿为原材料，在电弧炉内共熔，矾土中的氧化铁、二氧化硅和氧化钛先后被还原并组成铁合金从熔液中沉降至炉底。一小部分氧化铝与碳、硫化亚铁起复分解反应，生成少量的硫化铝填充在单晶颗粒之间，当熔块冷却后放入水中时，硫化铝被溶解，而被硫化铝隔开的单晶刚玉即可分散开成为自然粒度的砂纸砂带砂布卷。
单晶刚玉呈灰白色，其颗粒形状多为等积形，晶体内不含杂质，具有多棱角的切削刃，在同样的磨削力作用下，所形成的力矩小于其它砂纸砂带砂布卷，因此它不易折碎，机械强度较高，单颗粒抗压强度为22~38kg，而棕刚玉仅为10~20kg。单晶刚玉由于有较高的硬度和韧性，所以切削能力较强，可用来加工工具钢、合金钢、不锈钢、高钡钢等韧性大、硬度高的难磨材料。
(6)锆刚玉（ZA）
锆刚玉是以铝氧粉和锆英石为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成，整个过程基本上是一个熔化再结晶的过程。它是一种由α——Al2O3,与ZrO2组成的共晶集合体，在冶炼过程中应尽可能使两种结晶相互交错构成微晶型晶体。
锆刚玉适用于高速重负荷磨削，可荒磨铸铁、铸钢、合金钢和高速钢等，特别适合于钛合金、耐热合金、高钒钢、不锈钢的磨加工。
（7）镨钕刚玉（NA）
镨钕刚玉的制造工艺与白刚玉相似，其差异是在冶炼过程中加入约0.175%的镨钕富集物（氧化镨、氧化钕、氧化镧）。大量的磨削试验证明其磨削性能优于白刚玉，适用磨削不锈钢、高速钢、球磨铸铁、高锰铸钢及某些耐热合金等。
（8）黑刚玉（BA）
黑刚玉的冶炼方法与棕刚玉相同，是以三水铝矾土为原料，加少量还原剂，经溶炼而成，其耗电量约为棕刚玉的三分之二。呈黑色，主要化学成分：Al2O3不低于77%，SiO2含量为10~12%，Fe2O3含量为7~10%，TiO2约为3%，比重不小于3.61.
黑刚玉具有很好的自锐性，磨削时发热量少，加工件的光洁度较好，适用于零件电镀前底面抛光，铝制品和不锈钢的抛光，也可用于抛光光学玻璃、加工木材等。由于它的亲水性好，可用在制造砂纸、砂布和树脂磨具，还可以作研磨膏和抛光粉。黑刚玉由于铁含量高，因而不宜用于制造陶瓷磨具。
（9）矾土烧结刚玉
矾土烧结刚玉是{wy}不用电炉冶炼的刚玉，它是用优质熟矾土（Al2O3含量85%以上）经湿法球磨至3微米的微粒料浆（球磨时应加粘结剂），再经压滤成型为各种几何形状的磨粒，在1500℃下烧结。
矾土烧结刚玉的主要化学成份是：Al2O3（85~88%）、SiO2（3~4%）、TiO2（3.5~4.5%）、Fe2O3（5.6~6.5%）。它具有α——Al2O3微晶结构，韧性高，可承受较大的磨削压力而不至于破碎，并能切削较厚的金属层，横向进给可高达6mm以上。砂纸砂带砂布卷的形状可制成各种柱形体，这是所有砂纸砂带砂布卷中{wy}的特例，适用于重负荷荒磨。
2． 碳化物系列人造砂纸砂带砂布卷
（1）碳化桂
碳化硅是以石英、石油焦炭为主料，水粉、食盐为辅料按一定比例混匀后装入电阻炉内，通过高温冶炼而制成的人造砂纸砂带砂布卷。
碳化硅分黑绿两种：黑碳化硅呈黑色或蓝黑色，绿碳化硅呈绿色或蓝绿色。在制造过程中，生产绿色碳化硅的特点在于采用较纯的原材料，炉料中加入食盐，它可促进产品呈绿色。绿色碳化硅的纯度要高于黑色碳化硅。
碳化硅不与任何酸起反应，但碱性氧化物的熔体能促使碳化硅的分解。
黑色碳化硅与刚玉系人造砂纸砂带砂布卷相比，硬度较高、脆性较大，适用于加工抗张强度较低的金属及非金属材料，如灰铸铁、黄铜、铅等有色金属，以及陶瓷、玻璃厂料等硬质脆性材料。
绿色碳化硅与黑色碳化硅相比，其纯度、硬度、脆性稍大，适用于加工硬而脆的材料，如硬质合金、玻璃、玛瑙等，也广泛用于量具、刃具、模具的精磨及飞机、汽车、船舶等发动机气缸的珩磨。
随着工业的发展和科学技术的进步，碳化硅的非磨削用途在不断扩大，在耐炎材料方面用于制作各种高级耐炎制品，如垫板、出铁槽、坩锅熔池等；在冶金工业上作为炼钢脱氧剂，可以节电，缩短冶炼时间，改善操作环境；在电气工业方面利用碳化硅导电、导热及抗氧化性来制造发热元件——硅碳棒。碳化硅的烧结制品可作固定电阻器，在工程上还可作防滑防腐蚀剂。碳化硅与环氧树脂混合可涂在耐酸容器中、蜗轮机叶片上起防腐耐磨作用。
（2） 铈碳化硅（CC）
铈碳化硅是在碳化硅的炉料内不加食盐而添加微量的氧化铈（CeO2）冶炼出来的,其外观和绿碳化硅相似,显微硬度为36.29Gpa。与绿碳化硅相比，其铈碳化硅的显微硬度、单颗粒抗压强度、韧性等均比绿碳化硅高。
由于铈碳化硅的物理性能有所改弯，因此，其磨削效果也得到了一定的改善。试验证明磨钛合金时，铈碳化硅与绿碳化硅相比，切削效率提高近一倍，并且火花较小；磨铸铁时，当进刀量为0.01mm时，铈碳化硅的耐用度比绿碳化硅砂轮提高18.9%，磨削比提高9.6%，当进刀量为0.02mm时，其耐用度提高27.4%，磨削比提高74.1%。由此可见，用铈碳化硅磨削铸铁进刀量时，其效果比绿碳化硅提高的更显著。磨硬质合金的效果与绿碳化硅相近，磨削CO5Si M5Al 5F-6等难磨高速钢，其效果与单晶刚玉相似。
（3） 碳化硼（BC）
碳化硼（B4C）是以硼酸（H3BO3）和炭素材料为原料，在电弧炉内经1700~2300℃的高温冶炼，由碳直接还原熔融的硼酐（B2O3）而制得。
碳化硼是一种具有金属光泽的灰黑色粉末，是一种超硬材料。在空气中加热至500℃时，碳化硼开始氧化当温度达到800~900℃时，其氧化作用更为显著。碳化硼曾用来代替金刚石研磨硬质合金刀具。其烧结制品可以代替金刚石作为砂轮的修整工具，适用于精磨碳钨合金、碳钛合金、烧结刚玉、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料制品。
（4） 碳硅硼
碳硅硼是以硼酸、石英砂、石墨为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成，呈灰黑色，其硬度次于氮化硼高于碳化硼，脆性大，适用于硬质合金、半导师体、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料的加工。
3． 超硬系列人造砂纸砂带砂布卷
（1）金刚石（JR）
金刚石是以石黑为原料，以某些金属或合金为触媒，在高温（1000~2000℃）、高压（557~608Mpa）下，使石墨结构转变为金刚石结构而成。金刚石是已知的最硬物质，具有较高的抗压强度、良好的导热性、化学稳定性、耐磨性，以及较强的切削能力。
金刚石可分为JR1、JR2、JR3、JR4、JR5五个牌号，其特点和用途如下：
1．JR1型：晶体多为针片状，晶面粗糙，用于制造树脂结合剂金刚石磨具，主要用于硬质合金、陶瓷、玻璃及难磨材料的精磨工序，加工效果好，表面光漫无边际度高，有时也用于半精磨，但不适于重负荷磨削。
2．JR2型：晶体大部分为等积形，适于制造金属结合剂及陶瓷结合剂金刚石磨具。它可承受较大的负荷，用于粗磨、半精磨硬质合金及非金属材料，也可切割光学玻璃、宝石、高硬岩石等。
3．JR3型：晶体较完整，晶面光滑，抗压强度高，用于制造金属结合剂地质钻头、修整工具和切割工具等。
4．JR4型：晶体完整，抗压强度高于JR3，用于制造地质钻头、修整工具和切割工具等。
5．JR5型：颗粒为浅黄或淡黄绿色，多为透明无杂质的完整八面晶体，强度高，适于制造切割锯片，钻头及修整工具等，用于加工硬脆非金属材料。
（2）立方氮化硼
立方氮化硼是以六方氮化硼为原料，减金属或碱土金属或它们的氮化物作触媒，在高压高温下转变为立方晶体的氮化硼。这一转变与石墨转变为金刚石相似。
立方氮化硼是一种新型的超硬砂纸砂带砂布卷，其硬度仅次于金刚石，而热稳定性、化学稳定性均优于金刚石，特别是对铁族金属的化学惰性好，不易与钢材起反应，磨既硬又韧的钢材时具有独特的优点，耐磨性比普通砂纸砂带砂布卷高30~40倍，在加工高速钢、合金钢、耐热钢时，其工作能力在大超过金刚石磨具的工作能力。亦可作为磨加工硬质合金及非金属材料使用。
第三节 砂纸砂带砂布卷的性质
砂纸砂带砂布卷的性质，并不是简单的指砂纸砂带砂布卷的物理、化学性质，这里介绍砂纸砂带砂布卷的性质是限于与制造、使用有关的性质，主要偏重于实际生产上的应用。
一、化学成分
砂纸砂带砂布卷的化学成分对砂纸砂带砂布卷的物理、化学、机械性能有决定性的作用，即使化学成分有微小的变化，可能会造成其性能产生较大的差异，因此对各种砂纸砂带砂布卷的化学成分均有严格的规定，刚玉和碳化硅的化学成分见表2—1和表2—2。
表2—1 刚玉砂纸砂带砂布卷的化学成分
品种 粒度范围
化学成分（%）
Al2O3 Na2O Cr2O3 TiO2 RxOy
白刚玉 12～90#
100～240#
W63～W14
W10～W5 ≥98.50
≥98.50
≥98.00
≥97.00 ≤0.50
≤0.70
≤0.80
≤0.80
棕刚玉 4～90#
100～180#
220～240# 94.50～97.00
≥93.50
≥92.50
1.50～3.80
单晶刚玉 30～80#
100～240# 98.00
97.00
铬刚玉 16～80#
100～240# ≥98.00
≥97.50 0.80～1.50
微晶刚玉 24～80#
100～180#
240# 94.50～97.00
≥93.50
≥92.50
1.50～3.80
镨钕刚玉 24～80#
100～240# ≥98.50
≥98.50 ≤0.60
≤0.80
≥0.15
≥0.20
黑刚玉 4～220#
240#以细 ≥77.0
≥62.0
(Fe2O3)
≥5.0
注：RxOy是指稀土氧化物总量，主要是Nd2O3和Pr6O11
表2—2 碳化硅砂纸砂带砂布卷的化学成分
品种 粒度范围 化学成分（%）
SiC 游离碳 Fe2O3
黑碳化硅 12～90#
100～180#
220～240# ≥98.50
≥98.00
≥97.00 ≤0.20
≤0.30
≤0.30 ≤0.60
≤0.80
≤1.20
绿碳化硅 20～90#
100～180#
220～240#
W63～W20
W14～W10
W7～W5 ≥993.00
≥98.50
≥97.50
≥97.00
≥95.50
≥94.00 ≤0.20
≤0.25
≤0.25
≤0.30
≤0.30
≤0.50 ≤0.20
≤0.50
≤0.70
≤0.70
≤0.70
≤0.70
化学成分对砂纸砂带砂布卷的性质影响较大,对碳化硅砂纸砂带砂布卷而言，碳化硅的含量越高，其硬度与磨削性能就越好，一级品的碳化硅结晶块通常含有98%左右的SiC，杂质（主要有二氧化硅、硅、碳、铁、铝、钙、镁）约占2%。刚玉中的化学成分同样对砂纸砂带砂布卷的性质有较大的影响，白刚玉由于比棕刚玉中Al2O3的含量高，因而其硬度高于棕刚玉，性脆，具有良好的切削性能；黑刚玉因Al2O3含量较低，故其硬度较低，而韧性较好，适用于制作涂附磨具。其它化学成分的存在及含量多少，对刚玉的性质也有较大的影响，棕刚玉中TiO2的含量增加，能使刚玉的韧性增加；白刚玉中Na2O是一种有害成分，由于它的存在使得生成的β——Al2O3的结晶硬度降低，切削性能差，易破碎；如果在白刚玉冶炼过程中加入Cr2O3 ZrO2等化学成分，可以制造成铬刚玉、锆刚玉，使白刚玉的性能得到改善，提高其韧性。
二、粒度
人造砂纸砂带砂布卷冶炼出来以后，如果用于制造磨具或研磨材料，就必需加工成粗细不同的颗粒，并将大小相近的颗粒按一定范围分级，由大到小用规定的数字来表示，称为粒度号。换言之，砂纸砂带砂布卷粒度是表示砂纸砂带砂布卷颗粒大小的。由于磨粒形状不规则，磨粒的尺寸实际上是以宽度来表示的。GB2477—83将砂纸砂带砂布卷按颗粒大小分为41个粒度号，即4#,5#,7#,8#,10#,12#,14#,16#,20#,22#,24#,#,40#,46#,54#,60#,70#,80#,90#,100#,120#,150#,180#,220#,240#,W63，W50，W40，W28，W20，W14，W10，W7，W5，W3.5,W2.5,W1.5,W1.0,W0.5.
砂纸砂带砂布卷的粒度主要是用来标识磨粒大小的，实际上要筛分出单一磨粒尺寸的砂纸砂带砂布卷是不可能的，所以上述砂纸砂带砂布卷各粒度的尺寸范围是其基本粒的尺寸范围。我国砂纸砂带砂布卷粒度组成的标准与其他国家或协会组织的标准有一定的差异，但这些标准与国际标准（ISO）基本上是一致的。
表2—3 4#～240#,砂纸砂带砂布卷粒度组成表
粒度 最粗粒 粗粒 基本粒 混合粒 细粒
{bfb}通过下列筛号 不通过筛号 重量%不多于 不通过筛号 重量%不少于 有通过筛号 重量%不少于 通过下列筛号重量最多3%
4# 5/16 3 20 4 40 4 5 70 6
5# 0.256 4×1/2 20 5 40 5 6 70 7
6# 3×1/2 5 20 6 40 6 7 70 8
7# 4 6 20 7 40 7 8 70 10
8# 5 7 20 8 45 8 10 70 12
10# 6 8 20 10 45 10 12 70 14
12# 7 10 20 12 45 12 14 70 16
14# 8 12 20 14 45 14 16 70 18
16# 10 14 20 16 45 16 18 70 20
20# 12 16 20 18 45 18 20 70 25
22# 14 18 20 20 45 20 25 70 30
24# 16 20 25 25 45 25 30 65 35
30# 18 25 25 30 45 30 35 65 40
36# 20 30 25 35 45 35 40 65 45
40# 25 35 30 40 40 40 45 65 50
46# 30 40 30 45 40 45 50 65 60
54# 35 45 30 50 40 50 60 65 70
60# 40 50 30 60 40 60 70 65 80
70# 45 6 25 70 40 70 80 65 100
80# 50 70 25 80 40 80 100 65 120
90# 60 80 20 100 40 100 120 65 140
100# 70 100 20 120 40 120 140 65 200
120# 80 120 20 140 40 140 170 65 230
150# 100 140 15 127 200 40 170 200 230 65 325
180# 120 170 15 200 230 40 200 230 270 65
220# 140 200 15 230 270 40 230 270 325 60
240# 170 200 5 230 270 8 230 270 325 38
表2—3 和表2—4分别是4#～240#和W63~W5磨粒的尺寸范围（GB2477—83）。240#以粗以两个筛网网孔的基本尺寸表示，W63以细被测颗粒的宽度表示。表2—5列出了5/16#～325#筛网的网孔尺寸。
涂附磨具由于其制造技术和使用条件具有特殊性，因此对砂纸砂带砂布卷的粒度组成也有特殊的要求，涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷有20个粒度号，分别表示为：P8、P10、P12、P14、P16、P20、P24、P30、P36、P40、P50、P60、P70、P80、P100、P120、P150、P180、P220、P240。涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷微粉的粒度有10个粒度号，分别表示为：P240、P280、P320、P350、P400、P500、P600、P800、P1000、P1200。涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷粒度组成（JB3630—84）见表2—6，磨具专用砂纸砂带砂布卷微粉粒度组成（GB9285—88）见表2—7。
表2—4 W63—W5 砂纸砂带砂布卷粒度组成表 单位：微米
粒度 最粗粒 粗粒 基本粒 混合粒 细粒
尺寸
范围 允许
颗数 尺寸
范围 重量%
不多于 尺寸
范围 重量 %
不少于 尺寸
范围 重量%不少于 尺寸
范围 重量%
不多于
W63 100-80 1 80-63 15 63-50 50 63-40 80 细于40 5
W50 80-63 1 63-50 15 50-40 50 50-28 80 细于28 5
W40 63-50 1 50-40 15 40-28 50 40-20 80 细于20 5
W28 50-40 1 40-28 18 28-20 45 28-14 74 细于14 8
W20 40-28 1 28-20 18 20-14 45 20-10 74 细于10 8
W14 28-20 2 20-14 20 14-10 45 14-7 72 细于7 8
W10 20-14 2 14-10 20 10-7 40 10-5 70 细于5 10
W7 14-10 2 10-7 20 7-5 40 7-3.5 70 细于3.5 10
W5 10-7 2 7-5 20 5-3.5 40 5-2.5 70 细于2.5 10
表2—5 筛网网孔尺寸一览表 单位:微米
筛号 网孔基本尺寸 筛号 网孔基本尺寸
5/16 8000 35 500
0.265 6700 40 425
3×1/2 5600 45 355
4 4750 50 300
5 4000 60 250
6 3350 70 212
7 2800 80 180
8 2360 100 150
10 2000 120 125
12 1700 140 106
14 1400 170 90
16 1180 200 75
18 1000 230 63
20 850 270 53
25 710 325 45
30 600
表2—6 涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷粒度组成
粒度 最粗粒 粗粒 基本粒 混合粒 细粒
{bfb}通过筛号
1 不通过筛号
2 %不多于 不通过筛号
3 2+3
累积% 不通过筛号
4 2+3+4
累积% 不通过筛号
5 2+3+4+5
累积%
不少于 通过
筛号
5 %不
多于
P8 4 6 7 7 42 ±8 8 86±6 10 98 10 2
P10 5 7 3 8 26±6 10 75±9 12 96 12 4
P12 6 8 1 10 14±4 12 61±9 14 92 14 8
P14 7 10 7 12 42±8 14 86±6 16 98 16 2
P16 8 12 3 14 42±8 16 75±9 18 96 18 4
P20 12 16 7 18 42±8 20 86±6 25 98 25 2
P24 14 8 1 20 14±4 25 61±9 30 92 30 8
P30 16 1 20 25 14±4 30 61±9 35 92 35 8
P36 18 25 1 30 14±4 35 61±9 40 92 40 8
P40 25 35 7 40 42±8 45 86±6 50 98 50 2
P50 30 40 3 45 26±6 50 75±9 60 96 60 4
P60 35 45 1 50 14±4 60 61±9 70 92 70 8
P70 40 50 7 60 42±8 70 86±8 80 98 80 2
P80 45 60 3 70 26±6 80 75±9 100 96 100 4
P100 50 70 1 80 14±4 100 61±9 120 92 120 8
P120 70 100 7 120 42±8 140 86±8 170 98 170 2
P150 80 120 3 140 26±6 170 75±9 200 96 200 4
P180 100 140 2 170 15±5 200 62±12 230 90 230 10
P220 120 170 2 200 15±5 230 62±12 270 90 270 10
P240 140 200 2 230 15±5 270 62±12 325 90 325 10
表2—7 涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷微粉粒度组成
粒度号 颗粒尺寸
{zd0}颗粒尺寸极限度 3%点处的{zd0}极限植 50%点处的粒度值 95%点处的最小极限值
P240 110 81.7 58.5±2.0 44.5
P280 101 74.0 52.2±2.0 39.2
P320 94 66.8 46.2±1.5 34.2
P360 87 60.3 40.5±1.5 29.6
P400 81 53.9 35.0±1.5 25.2
P500 77 43.3 30.2±1.5 21.5
P600 72 43.0 25.8±1.0 18.0
P800 67 38.1 21.8±1.0 15.1
P1000 63 33.7 18.3±1.0 12.4
P1200 58 29.7 15.3±1.0 10.2
三、 磨粒形状
磨粒本身的形状是不规则的，为了使其具有形状的概念，根据其外观轮廓，通常把砂纸砂带砂布卷的形状分为以下四种：
1．等积形或标准形 H（高）：L（长）：B（宽）=1：1：1
2．片状形 H：L：B=1：1：1/3（或1/3：1：1）
3．剑状形 H：L：B=1/3：1：1/3
4．混合形
磨粒的{zj0}形状是等积形，这种磨粒具有较高的抗压、抗折及抗冲击强度，这类磨粒制造的磨具有较强的磨削能力。但就涂附磨具的制造而言，则希望使用片状和剑状形的磨粒，使得涂附磨具具有锋利性。
影响磨粒形状的因素主要是砂纸砂带砂布卷的化学成分、制造方法和破碎方法。长期的生产实践证明，用球磨机加工的磨粒，其形状多为等积形，而用对辊机加工的磨粒，绝大多数为片状和剑状。
四、堆积密度
单位体积砂纸砂带砂布卷的重量称为砂纸砂带砂布卷的堆积密度，其单位习惯上用g/cm3来表示。砂纸砂带砂布卷的堆积密度对磨具的强度、硬度及切削性能都有一定的影响，另外，它对砂纸砂带砂布卷的其它性质也有一定的影响。
影响砂纸砂带砂布卷堆积密度的因素主要包括砂纸砂带砂布卷的种类、粒度和砂纸砂带砂布卷的破碎方法。一般来说，在相同的条件下，刚玉的堆积密度比碳化硅的大，粗粒度比细粒度的堆积密度大，等积形砂纸砂带砂布卷的堆积密度比片状、剑状的大，用球磨机加工的砂纸砂带砂布卷的堆积密度比对辊机、鄂式破碎机加工的大。
就磨具的生产而言，用于生产固结磨具的砂纸砂带砂布卷，其堆积密度应尽可能的大，从而使得磨具具有较高的强度、硬度以及良好的切削性能；用于生产涂附磨具的砂纸砂带砂布卷，其堆积密度应尽可能的小，这样可以保证磨具的锋利性。
砂纸砂带砂布卷的堆积密度可以通过整形来改变，用球磨机整形可提高砂纸砂带砂布卷的堆积密度，用对辊机或鄂式破碎机整形能降低砂纸砂带砂布卷的堆积密度。另外，采用混合磨粒可以提高砂纸砂带砂布卷的堆积密度，如果粗细粒度搭配适当，能使砂纸砂带砂布卷的堆积密度达到{zd0}值。
国标对砂纸砂带砂布卷堆积密度的测定方法有特别的规定，普通砂纸砂带砂布卷、超硬砂纸砂带砂布卷堆积密度的测定可分别参照国标GB3603—83、部标JB3584—84（机械部标准）进行。
五、亲水性
固体物质表面由于带有极性基团的分子，对水有较大的亲和能力，可以吸引水分子，易被水所润湿，这种属性称为亲水性。普通砂纸砂带砂布卷都具有亲水性。砂纸砂带砂布卷的亲水性是以砂纸砂带砂布卷在一定直径的玻璃管内紧密堆积，下端浸入水中，在规定的时间内水在管中上升的高度来表示的，在规定时间内水上升的高度愈高，表明砂纸砂带砂布卷的亲水性越好。亲水性的测定可参照国标GB3605—83进行。
亲水性的好坏对砂纸砂带砂布卷与结合剂结合的程度有较大的影响，一般来说，亲水性好的砂纸砂带砂布卷与结合剂结合的程度越牢固，反之，结合的程度就差。
不同种类、不同粒度的砂纸砂带砂布卷，其亲水性有一定的差异，同一种砂纸砂带砂布卷，如采用不同的加工方法制粒，则其亲水性也不同。除此之外，砂纸砂带砂布卷的化学成分、磨粒表面的孔隙以及磨粒表面的清洁程度等因素对砂纸砂带砂布卷的亲水性也有影响。
对涂附磨具专用砂纸砂带砂布卷而言，要求磨粒应具备较好的亲水性。如果砂纸砂带砂布卷的亲水性不够好，可以通过煅烧处理或表面涂层处理，提高砂纸砂带砂布卷的亲水性。
六、硬度
砂纸砂带砂布卷的硬度是指砂纸砂带砂布卷抵抗其它物质刻划或压入其表面的能力。砂纸砂带砂布卷的硬度是用显微硬度表示的，显微硬度是一种压入硬度，测量仪器是显微硬度计，它实际上是一台设有加负荷装置的显微镜。
在砂纸砂带砂布卷磨具行业常用来表示砂纸砂带砂布卷硬度的，还有莫氏硬度和新莫氏硬度。莫氏硬度是由德国人莫斯首先提出来的，其测试方法是用棱锥形金刚石针刻划被测物体的表面，根据划痕的深度来表示硬度。莫氏硬度是以十种常见不同硬度的矿物作为标准，按大小顺序排列构成的（见表2—8）。新莫氏硬度是在莫氏硬度的基础上，将硬度的等级划分为15个（见表-9）。常用砂纸砂带砂布卷的硬度见表2—10。
表2—8 莫氏硬度表
金刚石 刚玉 黄玉 石英 正长石 磷灰石 萤石 方解石 石膏 滑石
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
表2—9 新莫氏硬度表
金刚石 碳化硼 黑碳化硅 棕刚玉 熔融氧化锆 石榴石 黄玉 水晶 石英玻璃 钾长石 磷灰石 萤石 方解石 石膏 滑石
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
表2—10 常用砂纸砂带砂布卷硬度表
名 称 莫氏硬度 显微硬度（Gpa）
金刚石
立方氮化硼
碳化硼
碳化硅
单晶刚玉
白刚玉、铬刚玉
棕刚玉、单晶刚玉锆刚玉 10
9．7
9．2～9.6
9．4
9．4
9．4
9．0～9．4 98.69
46.95～86.00
36.3～49.05
30.41～33.35
21.58～23.54
21.58～22.56
19.62～21.58
23.3
砂纸砂带砂布卷的硬度虽然不是决定砂纸砂带砂布卷磨削效率的{wy}因素，但却是砂纸砂带砂布卷最重要的物理性质之一，是关系砂纸砂带砂布卷质量的重要指标，砂纸砂带砂布卷的硬度只有在高于被加工材料的硬度时，才能对被子加工材料进行加工。
影响砂纸砂带砂布卷硬度的因素主要有化学成分和磨粒的形状，砂纸砂带砂布卷的硬度随温度的升高而降低
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