静电植砂

植砂方式

静电植砂技术是20世纪50年代发展起来的一项新型植砂方式，与传统的重力植砂相对应。在涂覆磨具生产过程中，静电植砂是指利用高压静电场、依靠磨料的电学性能，使磨料成为带电体而被吸附在涂覆有粘结剂的基材上，形成具有优良磨削性能的砂带。

产品优缺点

优点

静电植砂的砂粒是靠静电电场力吸上去的，砂粒的形状各异。但总体可认为，电场力的作用点作用在砂粒重心，因此砂粒的大头朝里，小头尖头朝外，大头被胶牢牢地粘在带基上，尖头朝外则砂纸砂布磨削锋利，符合涂附磨具的使用要求。

重力植砂的砂粒是倒上去的，砂粒方向各异，不可能做到大头朝里尖头朝外。因此砂粒粘结的牢固度和磨削锋利度不如静电植砂。如图1所示。

缺点

由于静电植砂的砂粒依靠电场力吸上去，所以，若要沙粒大就必须加大电场力，也就是要增加电压和电流。但提高电压电流要受条件限制，并不是可以无限增加。按照目前静电高压发生器最高6万伏(安流)和12万伏直流的能力，只能生产500μm以细的碳化硅砂粒和250μm以细的中刚玉砂粒。

而重力植砂是从上往下、砂粒依靠重力倒下来的，沙粒粗细不受限制，比500μm更粗的砂布砂纸一般都由重力植砂工艺生产。

工艺介绍

原理图

1.上极板

2.下极板

3.砂箱

4.基材

5.传送带

方式

逆向植砂---当已涂胶的基材进入电场时，输砂带上的磨粒通过整个电场到达电场末端，留下的大部分是较粗的磨粒，这是由于在静电植砂中较细的磨粒将首先被吸上的缘故。这样较粗的磨粒将首先被植入胶面的底层，然后随着基材的向前运行，较细的磨粒不断植入较粗磨粒的空隙中，形成较合理的粗细磨粒的搭配，对砂带磨削效率的提高是有利的。

同向植砂---较细磨粒先植入底层，而较粗磨粒因体积大而无法插入较细磨粒的空隙中，只能大部分浮在较细磨粒的上面，这部分磨粒在磨削中很容易较早脱落而影响砂带磨削的效率。

影响因素

一是原材料，主要有：磨料；胶粘剂；基材。

磨料从电学这个角度来说，是一种绝缘体或者称它为电介质。所谓电介质是由成对的相联着的正负电荷所构成的，这些电荷一般不能在物体中自由移动，但在外界电场条件影响下，电荷中心产生相对位移，形成一个偶极子。这样偶极子会在电场力下发生定向移动，进行植砂。每种磨料在外界电场影响下所产生的电位移是不一样的，因为每种磨料在介电常数是不一样的，这样就决定着磨料在高压电场中所表现出来的性能是不同的。凡是介电常数较大的磨料，静电植砂就比较容易，反之静电植砂就比较困难，如碳化硅磨料能在比较低的电压条件下进行静电植砂，而刚玉磨料则需要在比较高的电压下才能进行静电植砂。而金刚石由碳原子以共价键连接形成的正四面体空间网状结构的原子晶体，在电场中难以形成偶极子，难以采用静电植砂。

粘结剂是涂附磨具制造中把磨粒粘附在基材上的重要材料。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，砂带通常需要加入抗静电材料以改善加工性能。

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。布基产品各种性能均优于纸基，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。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，聚酯薄膜具有良好的抗拉强度和较低的延伸率，耐热性、耐水性好，表面平整。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。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。

二是静电植砂工艺装置和工艺。

静电植砂设备由以下几部分构成：底胶涂覆辊（胶料槽），静电植砂装置（设备的核心所在，由电极板，电源（一般提供低频交流方波），送、落、回砂装置等构成），干燥道，复胶涂覆辊（胶料槽），干燥道，固化室等构成。

工艺步骤为：防滑层—底胶—植砂—复胶—干燥—固化。

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