用鋯剛玉砂帶進行中高密度板定厚砂光加工的優勢

　目前，我國人造板主要由膠合板、纖維板、刨花板等產品構成，其中纖維板（硬質纖維板、中高密度纖維板）要占到各種人造板總量的６０％以上。

人造板后續工序加工中，砂光處理是人造板制造過程中非常重要的一個環節。在人造板發展的早期，各種人造板原材料非常便宜，所以大部分加工工廠均不回收砂光粉，而是簡單丟棄或者堆放到一起。隨著人造板工業的迅速發展，對原材料的需求量大幅增加。為了降低生產成本，人造板加工行業嘗試對加工過程中產生的砂光粉進行利用，這將直接降低原材料的消耗１０％～２０％。但是砂光粉中包含的砂粒對道定厚砂帶的破壞很難消除，這也成了砂光粉回收利用的一道難以跨越的門檻。脫砂、糊帶現象也對砂帶使用壽命造成了嚴重的影響。

從中高密度板砂光要求入手，對不同磨料在中高密度板砂光中的磨削效果進行分析，研究了磨料種類及比例、植砂密度對砂帶磨削性能的影響并分析了砂帶的磨削過程。

１　中高密度板砂光特點及要求

人造板砂光分為定厚砂光和精砂。目前，普遍采用的砂帶是碳化硅聚酯布砂帶。一般板材在砂光過程中需要砂除１０％～２０％的板材厚度，在砂光過程中會產生大量的砂光粉。另外，由于粗磨的壓力很大，所以在磨削過程中容易產生糊帶、燒壞砂帶等現象。由于砂光粉中包含有砂光過程中脫落的磨粒，重新混入使用容易造成砂帶表面局部脫砂，從而產生砂光缺陷：線狀突起砂痕。目前，常規選擇的碳化硅砂帶，不僅壽命較短，而且也容易產生砂光缺陷。所以，有必要對中高密度板定厚砂光的砂帶進行重新的選擇和設計。

２　產品設計

目前，市場上比較流行和常用的定厚砂光砂帶是聚酯布碳化硅砂帶。為了解決在磨削（含有砂光回收粉）中高密度板中碳化硅磨料整體脫落的缺陷，我們選擇韌性高、切削力強的鋯剛玉磨料制作定厚砂光砂帶，進行磨削效果的對比實驗。

２．１　磨料選擇

對比實驗中，分別采用粒度為Ｐ３６的鋯剛玉和碳化硅磨料，其要求與技術指標如下：

（１）磨料要求

磨料是涂附磨具的三大要素之一，是涂附磨具不可缺少的“牙齒”，是砂帶具有切削、研磨、拋光功能的主要因素。磨料本身要有一定的強度、硬度、韌性、理化穩定性、親水性、自銳性等基本要求。

磨料的化學成分是決定磨料質量的基本因素：一款產品選擇市場上通用的碳化硅磨料，產品存在脆性大，韌性差等缺點，完全采用碳化硅磨料已經難以適應含有較多砂光粉的ＨＤＦ板的粗磨要求；另外一款產品選擇鋯剛玉磨料。我們采用鋯剛玉磨料進行粗砂，是因為鋯剛玉磨料韌性好，非常鋒利。鋯剛玉磨料分為兩種：一種是氧化鋯質量分數為２５％的鋯剛玉；另一種是氧化鋯質量分數為４０％的鋯剛玉。作為涂附磨具用磨料，一般選擇后者。經過特殊工藝冶煉加工，它具有很高的韌性和自銳性，磨料經過靜電涂附處理，可提高靜電植砂效果。

（２）磨料的化學成分

碳化硅磨料的化學組成（符合行標ＧＢ／Ｔ２４８０–２００８［１］）如表１。
 

（３）粒度組成

碳化硅與鋯剛玉Ｐ３６粒度組成符合ＧＢ／Ｔ９２５８．２–２００８《涂附磨具用磨料粒度分析第２部分：粗磨粒Ｐ１２－Ｐ２２０粒度組成的測定》標準。

２．２　布基

選擇重型聚酯布基，以保證進行定厚砂光時產品尺寸的穩定性。

２．３　黏結劑

由于中高密度板定厚砂光壓力較大，所以選擇重負荷專用酚醛樹脂作為黏結劑。

２．４　產品制造工藝流程

布基開卷→印商標→涂底膠→重力植砂→靜電植砂→預干燥→涂復膠→主干燥→收卷→固化→停放→揉曲、增濕→停放→分卷檢驗。

２．５　植砂密度選擇

涂附磨具植砂密度分為密植砂和疏植砂。密植砂是指覆蓋７０％～１００％，覆蓋４０％～７０％是疏植砂。涂附磨具植砂密度是單位面積上所含磨粒的重量，其單位是ｇ／ｍ２。當涂附磨具的表面完全被磨料覆蓋時，密度為１００％。

疏植砂產品主要用于磨削木材制品和一些軟金屬材料制品。采用疏植砂時，磨粒之間的間隙較大，排屑性良好，砂帶表面不易堵塞，磨粒始終能保持鋒利狀態，從而明顯提高了砂帶的磨削使用壽命。

中高密度板的主要材質是木粉，另外有脲醛樹脂。針對中高密度板的材質特點，選擇疏植砂７０％的植砂密度，既防止砂帶磨削過程中堵塞燒傷，也延長了產品的使用壽命。

２．６　其他制造參數設計

兩種磨料的涂附磨具大卷制造其他參數，參照我公司Ｙ布產品的正常工藝，比如，干燥室低溫干燥，熱收卷，固化爐短時間固化，９０°揉曲等工藝進行同等生產。

３　產品對比測試與分析

３．１　實驗室測試對比

兩種磨料砂帶大卷制造完成后，利用公司現有的砂盤磨削試驗機，對碳化硅砂帶和鋯剛玉砂帶進行了磨削對比測試。

（１）實驗設備

采用ＪＳ５３－Ｃ型砂布砂紙耐磨性能試驗機（鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司生產）進行檢測。

（２）實驗條件與測試結果對比

涂附磨具磨削性能實驗條件如表３，２種砂帶磨削結果數據對比如表４。
 

從上述磨削數據可以看出：鋯剛玉砂帶的磨削量是碳化硅砂帶的２倍多；磨削比是碳化硅砂帶的２．４倍。

３．２　中纖板廠家測試對比

（１）實驗情況

在山東濟寧某中纖板加工廠進行實驗。砂帶樣品規格尺寸：１　３５０ｍｍ×２　８００ｍｍ。該密度板的生產線共計有８個砂架，進板速度：２５ｍ／ｍｉｎ，毛板規格：２５ｍｍ×１　５００ｍｍ×２　５００ｍｍ。在保證板面質量的前提下，控制磨削時的電流，具體砂帶搭配以及電流控制如表５。
 

（２）實驗數據與分析

經過跟蹤測試，共計進行３組對比實驗，具體實驗數據如表６。
 

　從以上數據可以看出：鋯剛玉砂帶在進行中高密度板定厚砂光過程中，不僅板材表面質量有較大提高，而且砂帶的壽命得到大幅提升，比碳化硅砂帶提高２００％～４００％左右。

４　結論

（１）鋯剛玉磨料替代碳化硅磨料制造的砂帶，應用在中高密度板定厚砂光的粗磨加工中，可以提高使用壽命約２００％～４００％。

（２）鋯剛玉韌性好、抗沖擊性強，替代碳化硅作為中高密度板定厚砂光粗磨磨料，不易產生漏砂（整顆脫落），可以改善中高密度板砂光質量，提高砂光粉利用率。

（３）鋯剛玉磨料價格較高，在不降低砂帶砂光壽命的基礎上，可以從混入其他性價比較高的磨料入手，降低生產成本，增加鋯剛玉砂帶的綜合性價比，提高鋯剛玉砂帶的推廣范圍。