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王光祖、刘金昌:为超硬材料砂带的高速发展给力

关键词 王光祖 , 刘金昌 , 涂附磨具 , 国际论坛 , 超硬砂带|2015-11-19 09:12:17|协会动态|来源 中国涂附磨具网
摘要 11月12日下午原协会网站总经理刘金昌代表超硬材料专家王光祖教授发表了题为《为超硬材料砂带的告诉发展给力》。
图为原协会网站总经理刘金昌代表超硬材料专家王光祖教授发表了题为《为超硬材料砂带的告诉发展给力》的报告

       发展超硬材料砂带超硬磨料是基础,是关键;中国是当今世界超硬材料生产的超级大国,2013人造金刚石产量154亿克拉,约占世界总产量的90%,立方氮化硼产量约5.4亿克拉,约占世界总产量的60%,磨粒尺寸从微米到纳米量级,产品品种齐全,资源丰富,价廉物美,全天候供货,满足超硬砂带的高速发展,做大做强没有悬念。这样坚实、丰厚的基础物质条件非中国莫属!多好的条件呀!为什么不去发展呢?原因何在?似乎令人有些不理解!!这是其一。
       应用是动力,是市场。这里引用苏州远东砂轮有限公司在“涂附磨具引进技术消化吸收技术总结”一文中两大段话语:他们讲磨料磨具素有“工业的牙齿”之称,而涂附磨具则被誉为“工业美容师”。 涂附磨具的磨削应用在国民经济中的地位是重要的,其应用非常广泛,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。对金属、有色金属,木材、家具,石材,玻璃,陶瓷以及塑料,皮革,漆面等具有优异的粗磨、精磨、抛光作用。
       在工业发达的美国、德国等国家,涂附磨具的销售额居三大磨具系列之首。据统计,美国著名的磨料磨具综合性企业的三大磨具系列的涂附磨具、固结磨具、超硬磨具在世界销售额比例为48:40:12。这证明了涂附磨具的重要性,而在涂附磨具中砂带无疑是份额最大,也是最具有潜力的产品,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机械化、自动化、联动化的生产阶段,产品品种大量增加,质量日趋完善,应用范围和领域迅速扩大。
       从上以表述中我们至少能感悟到两点:一是,涂附磨具磨应用范围之大、之广实在令人为之振奋!前景十分诱人;二是,针对传统涂附磨具产品固化存在的缺点,国外发达国家开展了在线快速固化的研究,并获得成功,不仅效率高,而且综合性价比比较高。而我们均采用固化炉固化的方式进行生产,因此差距很大,已经落后于世界的低碳节能发展潮流。
       苏州远东砂轮有限公司的前身——苏州砂轮厂,是我国磨料磨具行业中具有影响力、知名度较高的老字号企业。于是我在想,像苏州砂轮厂这样的老字号企业,倘若能在加速我国超硬砂带的高质、高速、高效发展中起到引领、示范的作用,那该有多好呀!
       “涂附磨具”是砂纸砂布、砂带的总称,“涂附磨具”这个名词是20世纪60年代,由英文“Coated Abrasives”翻译过来的。
       根据我国制订的磨料磨具术语标准,涂附磨具是“用粘结剂把磨粒粘附在可挠性的基材上制成的磨具” 。本文仅就超硬材料砂带如何快速发展及其相关技术问题做一阐述。
       1、为何要发展砂带磨削?
       砂带磨削技术之所以受到人们日益广泛的重视,得到迅速发展,是由它具有以下一些重要的特点所决定:
       (1)砂带磨削是一种弹性(柔性)磨削。是一种具有磨削、研磨和抛光多种作用的复合加工工艺。
       (2)因为砂带的植砂方式特殊性,95%以上的磨粒都在工作面上,且暴露较高,自锐性好,磨粒利用率高,具有更强的磨削能力,       所以砂带磨削的效率非常高,是一种很好的节能绿色加工工具。
       (3)砂带磨削表面质量高。砂带磨削的容屑、排屑性好,磨削温度低、有“冷态”磨削之称,工件表面不易出现烧伤等现象。
       (4)砂带磨削和抛光系统振动小、且稳定性好。
       (5)主要表现在表面粗糙度很小,目前已可达Ra0.001μm,采用普通的砂带部便很容易达到Ra0.1μm。
       (6)表面粗糙度用肉眼是难以区别的,它属于微观的、几何形状的误差。表面粗糙度越大,工件表面越粗糙,反之,则越光滑。
       (7)砂带磨削表面残余应力多呈压应力状态,而砂轮磨削则多呈张应力。使用砂带磨削,很少出现工件表面性烧伤、微观组织变化及裂纹等现象,特别是在磨削耐热难加工材料时,效果更加明显。
       (8)砂带磨削精度高。砂带磨削早已跨入精密和超精密加工行列,最高精度可达到0.1μm。
       (9)砂带磨削成本低
       (10) 砂带重量轻,装卸方便是砂带磨削的显著特点;
       (11)砂带磨床所用功率仅为砂轮机床所用功率的2/3--1/3,节能效果明显;
       (12)砂带在磨削过程中即便破裂,也不会造成对人身的伤害,有安全性好的显著特点。
       (13)可以对钢板、木板、纤维板等大面积材料平面的磨抛加工;
       (14)砂带磨削工艺灵活性大,适应性强。在发达国家,如在德国,在美国,砂带磨床占全部磨床的比例大约是三分之一到二分之一,也就是说,有一台砂轮磨床相对应的就有一台砂带磨床。
       超硬砂带按磨料的不同可分为金刚石砂带和立方氮化硼砂带。金刚石砂带用于加工非铁金属材料、玻璃、陶瓷、宝玉石等硬脆材料;立方氮化硼砂带主要用于加工钢件、制造各种砂带磨床用立方氮化硼砂带。
       2、为何要为超硬砂带的高速发展给力?
       (1)超硬砂带具有超硬材料的“硬”和涂附磨具的“柔”的双重特性,是“刚”和“柔”的最佳组合,符合现代高速、高效、精密、节材、节能、环保加工技术发展的战略要求,具有重要的技术经济价值。
       (2)超硬材料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,也能带来很高的经济效益。努力发展超硬砂带是可行的,也是必然的。
       (3)金刚石砂带的高寿命是碳化硅砂带的5000倍以上,尤其适合加工硬脆的难加工材料或用于特殊用途的高精度、超高精度产品的加工,诸如硬质合金零件的抛磨加工、宝石、陶瓷的软磨轮异型抛光和牙科用的金刚石砂带等等。
       (4) 立方氮化硼砂带更适合于砂带磨削机床对钢件的加工,从一般的砂带平面磨床、内外圆磨床到数控多工位自动砂带磨床在机械工业、汽车制造业的应用与日俱增。国内汽车市场的激烈竞争,产品的利润急剧降低,一定会为国产超硬材料涂附磨具的应用和市场销售创造勃勃生机。应坚信,以其高性能、高寿命为卓越优势的金刚石砂带和立方氮化硼砂带将成为今后砂带磨床的重要工具。
       (5) 超硬砂带以其高效率、高寿命以及高表面质量和环保特性,特别是随着超硬材料价格的降低,将促使其应用领域的不断扩大是毋置疑的。
       (6) 西方发达国家从对人体健康和环境的目的出发,已逐渐兴起使用超硬材料砂纸、砂布等涂附磨具取代刚玉、碳化硅等普通磨料涂附磨具。这是现代加工技术发展的必然且不可挡的趋势与方向。
       (7) 超硬材料由于其硬度高、耐磨性好,用其作磨料来加工硬、脆性等难加工工件时,消耗量极小,而且可以在较长时间保持其锋利度和磨具外形,不仅可以保证工件的加工精度,而且提高了加工时效,同时也解决了又对环境的污染问题,这与大家热议的低碳时代话题是何等一致哦!
       (8) 中国拥有庞大的宝石加工业、陶瓷加工业、木材加工业、汽车工业、机械加工业等,且是世界最大的木材和家具加工基地,这么多的加工领域就是超硬材料涂附磨具大有用武之地。用武之地有了,还犹豫什么呀!据说是因为超硬材料的价格昂贵。
       这里有个如何看待超硬材料价格“昂贵”的问题?与普通磨料相比,超硬磨料的价格的确比刚玉、碳化硅“贵”,但不应成为难以开发与应用超硬材料涂附磨具的理由或障碍!要知道,中国不仅是世界上超硬材料生产的超级大国,而且还个出口的大国,其价格是最便宜的,这么优越的物质条件哪里去找呀!
       再加上从高性能、高寿命、高性价比,以及使用超硬材料涂附磨具才是高效率、高效益的工具考虑,在中国不加快超硬材料涂附磨具的研发、生产与应用步伐的确有点让人不可思议!相信,会有有识之士加入到开发、生产与应用超硬砂带的行列中来的。因为它显示着现代加工技术的发展趋势和方向。
       (9) 砂带磨削技术已进入现代发展的新阶段。欧美工业发达国家十分重视砂带磨削技术的开发研究和应用,尤其值得注意的是超硬材料砂带的成功应用,使其在磨削难加工材料如硬质合金、宝石、陶瓷、钛合金等方面显示独特的优势。从用一般精度要求的工件磨削发展到高精密、超高精密零件的磨削,再到成功应用磁盘、磁头、录相机、复印机和光导纤头等精密零件的磨削抛光。
       (10) 由于超硬材料砂带的应用,在砂带的工作寿命大幅度提高的同时,磨削领域也不断扩大,可用于湿磨、干磨、精速磨、大吃刀深度的重磨削以及高精度精密零件磨削抛光。总之,国外先进国家的砂带磨削技术发展迅速,应用日益广泛。
       (11)航空航天工业新难加工材料发展的需要;
       3、我国涂附磨具产业发展大致分为三个阶段。
       第一阶段从20世纪50年代起至60年代末,以页状砂布砂纸为其特征。
       第二阶段从80年代初至90年代中,二砂和上砂先后从联邦德国引进了成套涂附磨具生产线,使我国涂附磨具产业实现了质的飞跃。
       第三个阶段从20世纪末开始,直至当前(2010)有如下特征中的磨料小节里,笔者注意到在提及有P磨料、碳化硅、半脆刚玉、锆刚玉等多种新磨料的出现,而人造金刚石与立方氮化硼超硬磨料却只字未提,真有点让人不可思议。
       4、关于高速发展超硬砂带的若干粗浅看法
       (1)要有明确目标,即涂附磨具行业应将超硬砂带的高进速发展作为“十三五”规划中的重中之重的项目来抓。
       英国著名企业宾尼曾说:“一个心中有目标的员工会成为创造历史的人,一个心中没有目标的员工只能是一个普通员工。”
       明确的目标可以激发自己的进取心、创造力、竞争力、决断力以及全力以赴的积极态度,最终帮助他们站在成功的顶峰。
       凡是创业成功的人,一定都有明确的目标,而且他们懂得自己活着是为了什么。有了明确的目标,也就产生了前进的动力。有了目标,就有了热情、有了积极性、有了使命感。
       (2)要有团队意识
       俗话说,“众人拾柴火焰高”。一个人更要成就自我,干出一番事业,仅靠个人的一已之力是很难实现的。微软创始人比尓·盖茨在谈到团队精神时,说过这样一的段话:“这种精神营造了一种氛围,在这种氛围中,开拓性思维不断涌现,员工的潜能得以充分发挥。”
       事实上,这种团队意识绝非微软公司所独有。这种把个人归属于集体的团队意识,也是很多公司追求和培养的。团队意识,使雇员们的工作热情更高,工作体验更深,从而使他们的生活更具价值和意义。
       在当前飞速发展的知识经济时代,集体的智慧永远大于个人的智慧,集体的力量永远大于个人的力量。再完美的人,也难免会有弱点和缺陷,而在一个团队中,可以让每个成员发挥各自的优势,弥补不足,从而形成一股强大的力量。
       (3)要有创新思维
       “创新思维”是近年来已经越来越多地走进我们的生活和工作中。所谓创新思维,是指人们已有的知识和经验增长开拓新领域的能力,也就是说在思维领域中追求最佳、最新知识的独创思维。爱因斯坦曾说:“创新思维是一种新颖而有价值的、具有高度机动性和坚持性、能清楚地勾画和解决问题的思维能力。”可见,创新思维并不是天生的,而是人们在学习和个实践中不断培养和发展起来的。创新之路没有尽头,它是在实践的基础上产生的。踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫,创新者往往会有这样的顿悟。
       (4)要有“野心”。有心理专家研究表明,“野心”是成功的关键因素。在当今社会中,我们也应适时改变自己的观念了。其实“野心”是成功的出发点。
       对于我们而言,理想也好,抱负也好,雄心壮志也罢,它们归根到底都是一种野心。野心在我们的人生中起着重要的作用。野心是人生奋斗的原动力,是所有成功的催化剂。
       野心是所有成功的特效药,是一切奇迹的萌生点,是一个人人生旅途上的一盏指路明灯。它照耀着人们走过一个个长夜,迎来了一个个黎明,陪伴你走过漫长的一生。
       没有野心这粒子,便不会有成功这颗果实。野心是成功路上的必备品。野心是坚强,野心是动力,野心是梦想,野心是希望,野心是宽容和挣脱一切的力量,野心是毅力和不灭的想象。当一个人拥有了野心,就像拥有了神鹰的翅膀一样,披着那彩色的霞光飞向不可预知的成功之海、梦想之洋。
       为了尽快推进中国超硬涂附磨具的发展进程。最后有个建议,那就是希望中国机床工具工业协会涂附磨具分会,召开一个有超硬材料、涂附磨具和应用研发、生产方面的一线专家参与的小型恳谈会,希望应邀参会议的专家们有准备而来,围绕着如何才能加速中国超硬砂带产业规模的形成并健康发展的议题进行切磋。
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