涂附磨具（Coated abrasives），就是用粘结剂把磨粒粘附在可挠曲基材上的磨具。是磨具三大系列产品（固结磨具、涂附磨具、超硬磨具）之一，主要包括砂带、页轮、无纺布轮及尼龙丝轮等）。它作为一种实用的磨削加工工具已有百年以上的历史，但直到二战时军工生产对金属加工业提出了更迫切更精密的加工要求，砂带（及其加工设备）这种涂附磨具的主要代表才真正发展并普及起来，并形成一项较完整的自成体系的一种先进加工方法之一，并因高效、经济和广泛的用途等特点广受青睐，享有“万能磨削”的美誉。

　　涂附磨具的使用极广，遍及航天、航空、汽车、船舶、机床、化工、建筑、冶金、能源设备等制造行业和木材、玻璃等轻工业。广泛应用于各类产品的磨削、抛光、修饰等。在工业发达国家，如美国、德国等，涂附磨具销售额居三大磨具系列之首。据统计，1995年美国著名的磨料磨具综合性企业的三大磨具系列（涂附磨具、固结磨具、超硬磨具）在世界的销售额比例为44:36:12。这证明了涂附磨具的重要性，而在涂附磨具、砂带又无疑是份额最大、也是有潜力的产品，它的迅速发展也推动了整个涂附磨具生产技术向高层次、高科技方向迈进，从而使涂附磨具进入了机械化、自动化、联功化的生产阶段，产品品种大量增加，质量日趋完善，使用日益扩大。

二、我国涂附磨具现状

　　我国生产和使用涂附磨具历史悠久，四十年代就有了张页式砂布、耐水砂纸生产作坊，但砂带及其它涂附磨具的发展缓慢。我国真正运用砂带磨削始于50年代末由航空工业部从苏联引进仿形窄砂带磨床加工发动机叶片。我国试验生产了用圆筒布为基体的无接头砂带，但由于设备、工艺技术水平等的限制，只能生产宽度在 600mm以下，长度在3000mm以内的小型布基无接头砂带，长期以来，一直局限在少数航空和军工部门使用。直至80年代第二砂轮厂（现白鸽集团股份有限公司）和上海砂轮厂、济南砂布厂、北京东升砂布厂、沈阳砂布茶馆内、天津砂轮厂等国营大中型企业相续引进了德国、瑞士等国家的砂带制造成套设备和专业技术，使我国涂附磨具生产的品种和质量都提高到一个新的水平，目前，白鸽集团已成为国内最大的砂带生产单位，它引进的德国全套高档涂附磨具生产线（包括棉布处理线、涂附磨具制造线和砂带转换线）使用了多种棉布基材、各种纸基材全树脂（R/G）的多种粘结剂以及采用静电植砂工艺、多方向柔曲工艺、超涂层工艺、砂带搭接和对接工艺等，从基体的处理到砂带和涂附磨具的转换等都应用了当今世界上先进的设备和技术，基本上达到了国际上八十年代的水平。

　　我国目前涂附磨具生产有了长足的进步，产品从以前单一的张页式扩大到砂带、砂卷、砂盘、页轮、页片式砂盘、砂圈……。可以生产的砂带有：基体有布基、纸基、复合基以及钢纸等，粘结剂有动物胶、半树脂、全树脂和耐水产品；砂带规格宽度从10mm到1600mm，长度从400mm到12500mm，目前可根据用户特殊要求生产更宽、更长或特殊的砂带。据49个全国重点涂附磨具厂销售统计，涂附磨具在1994年销售额为5.8亿元，95年上升至6.9亿元，其中仅砂带产值就达2亿元，大约400多万平方米。

　　尽管在涂附磨具的生产研究上，我国已取得了可喜的成就，但我国涂附磨具品种还比较少，未形成系列，加工水平不高，产品质量仍然逊于国外同类产品，新型、高效、专用、重负荷强力和精密磨削用涂附磨具很大部分依靠进口。海关统计数据表明1994年我国进口涂附磨具为1846万美元，1995年为2133万美元，而我国出口的几乎都是低等级、低价格的产品（以张页式干磨砂布和浸渍耐水砂纸为主），1995年出口额达到2389.5万美元。因此，我国涂附磨具还应在质量的提高和品种的开发上下功夫，填补强力高效及精密加工所需的涂附磨具空缺。此外，我国砂带产量仅占整个涂附磨具总产量的4%，而发达国家这个比例往往是 30~40%。砂带不仅是高科技的涂附磨具产品，也是高附加值高效益的产品，它的质量和水平往往标志一个国家涂附磨具生产加工水平，因此，砂带的生产水平、产值、产量还有待提高。

三、涂附磨具国际发展动态

　　涂附磨具制造中常涉及到的三大要素是基体、磨料和粘结剂，这三种要素的任一种的改进，都会使涂附磨具产品性能发生变化。当今涂附磨具正朝着专用、精密、强力高效的方向发展，而高效则以高速、强力、重负荷打磨为主，因此仅靠材料性能的改进已很难使产品同时具备各项优点，这要求从根本上改变植砂、上胶等在内的涂附磨具产品基本结构，涂附磨具三大要素的发展如下：

1、基体

　　基体是涂附磨具磨料和粘结剂的承载体，是提供磨削或抛光加工的基础材料。基体主要分4种：纸基、布基、复合基和无纺布。纸基是最早出现的基材，但由于负载能力和耐水性等因素的限制，现在多用于木材加工的宽砂带和手工打磨。目前我国国产纸的强度、均匀性、耐水性均达不到砂带生产的要求，砂带用纸基体多半靠进口，砂带纸基中耐水纸已从浸渍纸发展到乳胶纸。布基产品各种性能均优于纸基，而且随着涂附磨具朝高效、高速、重负载及专用精密方向发展，也经历了一个从普通棉布基到合成纤维的研制和使用过程，并逐步以人造纤维代替了传统的棉布。现在布基材的种类有棉、麻、人造纤维、合成纤维和聚酯纤维等。近十年来在大面积强力磨削方面大力发展了人造棉和聚酯纤维布，特别是后者，它具有更好的抗拉强度和较低的延伸率（<1.5%），耐热性、耐水性好，表面平整，经处理后经向断裂强度高，（经向断裂强度>3500N/5cm，最高经向断裂强度达5000N/5cm，纬向断裂强度>600N/5cm），因此使用它作为砂带和其它涂附磨具基材是目前的一个趋势，聚酯布目前有100%短纤维聚酯布和65%短纤维聚酯纤维和35%棉混合三种。在精密磨削领域，轻型柔软基材和聚酯透明薄膜基材引人注目，特别是聚酯薄膜基材制成的砂带和其它涂附磨具，可用于加工精度要求高的曲轴抛光、磁头精加工及光纤头磁碟的表面抛光，这类产品以3M公司的SMSD系列产品为代表。

　　无纺布是将天然纤维、合成纤维分别或混合制成一种纤维网，再通过加热、加压或粘合的方法形成的宽幅大卷。它必须粘在布基或纸基上才能制成砂带或无纺布轮。它表面弹性及抛光性能好，常用于金属表面研磨与抛光。

2、磨料

　　磨料是涂附磨具上起磨削、研磨和抛光作用的一种粒状物质，磨料总的来说分为天然磨料和人造磨料，天然磨料有火石、石榴石、天然刚玉等。人造磨料分锆刚玉、棕刚玉等刚玉类磨料，黑、绿碳化硅等碳化硅类磨料及金刚石、立方氮化硼等超硬磨料等。由于涂附磨具加工不断扩展，现已涉及钢件、铸铁件、铝、铜件、不锈钢、合金钢、高、中密度纤维板、胶合板、刨花板、玻璃、皮革等，所以传统的磨料已不能满足要求，需改进磨粒性能以适应各类材料加工需要。目前值得注意的是已发展起来的锆刚玉和陶瓷型磨料两种。

　　锆刚玉磨料是加入ZrO2并具有20微米晶体尺寸的高韧性磨料，特别适用于加工不锈钢钢件、钛合金件，其磨削效率比棕刚玉高254~300%。在中国市场，美国 Norton公司的Norton锆刚玉砂带和日本NCA锆刚玉砂带较流行，用Norton砂带加工刨花板，砂带寿命比普通砂带的寿命提高3倍。

　　微晶结构新型陶瓷磨料是以凝胶法制造的烧结陶瓷磨料，其晶体尺寸约1~3微米，硬且韧，磨削时微小晶体逐渐脱落而露出新的晶体，保持整个磨粒的锋利。美国3M公司1981年将此产品投入市场，命名为Cubitron，以此制成的砂带、磨包不锈钢比锆刚玉砂带切削效率快150%，磨锤头比后者高71%。美国Norton公司的SG磨料及德国Hermes公司的CB磨料均属于此类陶瓷磨料，用来制成砂带后，SG砂带在400psi压强下（V带= 28.5m/s）磨除金属量比棕刚玉高5倍，采用这种新型陶瓷磨料制成的涂附磨具特别适合于高压强下加工难磨材料，如航天合金、高合金钢等。此外，3M公司1983年应用的陶瓷氧化铝（俗称“溶液胶”）也此人注目，它也是氧化铝一氧化锆的一种合金，但硬度、韧性和理化稳定性比锆刚玉高，它也是当今砂带磨料的最新发展之一。

　　人造金刚石和立方氮化硼（CBN）制成的涂附磨具因价格昂贵，专用于加工其它磨料难以加工的硬质合金、石英元件及难加工钢材、或进行特殊用途高精度、超高精度产品的加工。

　　涂附磨具用磨料与固结磨具磨料粒度系列不一样。涂附磨具磨料采用P—系列标准，设P8~P240这20个粒度号和P240到P1200 10个微粉粒度号。其磨粒比固结磨粒F系列略粗高，基本粒偏高和且规定了控制的波动范围以利静电植砂。EFPA标准P系列微粉比F系列微粉偏粗。实际生产中应注意粒度号的选择。

3、粘结剂

　　把磨粒粘附在基材上的粘结剂是涂附磨具的重要组成部分。它经历了一个从动物胶到合成树脂，从单层上胶到两次涂胶的发展过程，目前有水溶性酚醛树脂改性和脲醛树脂改性两大类。在涂附磨具上大多采用多种树脂粘结剂混合使用，并且加入足量的填料以增强粘结剂本身的韧性，及改善粘结性能和改进磨削性能，加工木材的砂带通常需要加入抗静电材料以改善加工性能。

　　作为粘结剂的附属、超涂层的应用又是涂附产品中的一大创新。在超涂层中粘结剂含量很少，主要成分是含硫或其它卤族元素组成的化学填加物，超涂层能很有效地改善加工性能，对研磨磨削中的堵塞和表面烧伤问题均有很大改善作用，在磨不锈钢、钛合金时具有特殊的优越性。

　　除了在涂附磨具三大要素方面的发展，涂附磨具在扩大品种及质量量控制方面亦有很大发展。

　　涂附磨具从张页式起，目前已扩大有砂带、砂卷、磨盘、磨圈、页轮、页状磨盘等，磨盘形状又有圆形、形、八角形、涡轮形等，除此之外，还拓展有混入磨粒的无纺布抛光轮、尼龙丝轮、砂筋块或砂筋轮，泡沫塑料表层粘上磨粒的柔性磨块等，涂附磨具品种丰富，为它推广使用创下了广阔的前景。

　　涂附磨具的制造当今都是大规模连续生产，由于受原材料变动、操作人员误差、设备和工艺参数的波动等影响，每批涂附磨具质量稳定性成为一个很重要的问题。为保证产品质量稳定性，贯彻ISO~9000质量管理和质量保证体系，在涂附磨具生产上对任何次或任何时间的产品进行线上测量，记录待查，同时在基布处理、上胶量、植砂量、复胶量上进行自动扫描，并将信息反馈到自动调整控制。在此方面，美国NDC公司的r射线反射式线上测量较为成功，测量定位精度在 0.25mm，测量误差+0.25%，再配上触摸式监控显示和自动反馈调整控制，加上干燥线上温度自动控制，形成完整的涂附磨具测量质控系统。

　　结束语

　　我国经济正处于迅速发展阶段，钢产量居世界之首，金属及木材、汽车等加工发展迅速，对高品质、多品种的涂附磨具，特别是砂带的需要量日趋增大，这种形势为涂附磨具使用发展开拓了广阔的前景，我国涂附磨具产业应抓住机会加大科技力量投入，以迅速提高我国涂附磨具品种及质量水平，努力缩小与国际先进涂附磨具产业之间的差距，与其它产业一起共同促进我国制造业的发展.