Lịch sử, phân loại và công nghệ của chất mài mòn giấy nhám

 

I. Sự phát triển lịch sử của giấy mài mòn

    BẰNGMột trong những cải tiến công cụ sớm nhất của nhân loại, giấy mài mòn có thể được truy nguyên từ Trung Quốc thế kỷ 13. Theo "Lịch sử của triều đại Yuan", các nghệ nhân trong triều đại Yuan đã biết cách trộn vỏ sò nghiền với nhựa cây tự nhiên và gắn chúng vào bề mặt giấy da để tạo thành vật liệu mài nguyên thủy. "Bài viết hấp dẫn" này chủ yếu được sử dụng để đánh bóng phần mềm sơn mài, thể hiện sự khôn ngoan của các nghệ nhân Trung Quốc cổ đại trong việc áp dụng tổng hợp các vật liệu.

Cuộc cách mạng công nghiệp đã mang lại một bước nhảy vọt trong công nghệ giấy nhám:

Vào năm 1830,John Goodyearcủa Birmingham, UK, cát thạch anh hỗn hợp với dầu hạt lanh để tạo ra giấy nhám thương mại đầu tiên và thiết lập một quy trình sản xuất tiêu chuẩn hóa. Công ty khai thác và sản xuất Minnesota (3M), được thành lập vào năm 1902, ban đầu được thành lập để phát triển các mỏ corundum nhưng bất ngờ biến thành một người khổng lồ giấy nhám.

Năm 1921, nó đã phát minh ra không thấm nướcGiấy ướt Wetordry, sử dụng một quy trình nhựa đặc biệt để duy trì độ bám dính của vật liệu mài mòn dưới nước, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong công nghệ sơn ô tô. Trong Thế chiến II, công nghệ giấy nhám đã được tinh chỉnh thêm. Các kỹ sư của Đức đã phát triển giấy nhám siêu chính xác (với kích thước grit từ P2000 trở lên), được sử dụng để mài các dụng cụ quang học quân sự, đạt được độ chính xác ở cấp độ micron.

Công nghệ giấy nhám đương đại đã vượt qua sự hiểu biết truyền thống:

      3M's Công nghệ mài mòn gốm Cubitron IISử dụng các hạt gốm có cấu trúc chính xác, có tuổi thọ dài gấp ba lần so với chất mài mòn oxit nhôm truyền thống.

CácGiấy nhám kim cương quy mô nanoĐược phát triển bởi Công ty Noritake của Nhật Bản có thể đạt được sự đánh bóng gương của các hợp kim cứng, với độ nhám bề mặt dưới 0,02 μm.

 

 

Ii. Phân loại khoa học: Kiến trúc chính xác của các hệ thống mài mòn
Các hệ thống mài mòn hiện đại cho giấy nhám thể hiện các đặc điểm phân loại đa chiều:

 

(1) Kích thước vật chất

 

(Ii) Kích thước chức năng
    Giấy mài mòn khô: Sử dụng công nghệ cấy tĩnh điện, với độ xốp 20-30% được duy trì giữa các hạt mài mòn và được trang bị lớp phủ chống tĩnh. Một sản phẩm điển hình là giấy mài mòn khô 3m 236U, phù hợp để nghiền các mối hàn kim loại.
    Giấy mài mòn ướt: Sử dụng chất nền giấy latex, với mật độ mài mòn tăng 40%, và được sử dụng cùng với chất lỏng bôi trơn và làm mát. Giấy mài mòn NCA NCA của Nhật Bản nắm giữ hơn 65% thị phần trong lĩnh vực đánh bóng nấm mốc.
   Giấy mài mòn chống thời tiết: Kết hợp nhựa epoxy trong chất nền, phù hợp cho môi trường hoạt động từ -40 độ đến 120 độ. Giấy mài mòn chống thời tiết của Đức được sử dụng trong việc duy trì các thiết bị nghiên cứu cực.

(Iii) Tiêu chuẩn chấm điểm
Áp dụng một hệ thống phân loại theo dõi kép:

 

   Cami Standard (Viện sản xuất chất mài mòn được phủ Hoa Kỳ): Phạm vi grit là 24-1200#, với mỗi mức tăng tương ứng với một nửa kích thước hạt.
   Tiêu chuẩn FEPA (Liên đoàn mài mòn châu Âu): Hệ thống phân loại P, trong đó p400 tương ứng với CAMI 320#và phù hợp hơn với các kịch bản xử lý chính xác.

Kích thước grit đặc biệt sáng tạo:Giấy nhám 3m Pyramid có cấu trúc ba lớp. Lớp dưới cùng với mài mòn thô (p80) nhanh chóng loại bỏ các lỗ hổng, các lớp giữa (p180) chuyển tiếp trơn tru và lớp trên cùng (p320) cung cấp đánh bóng siêu mịn. Một hoạt động duy nhất có thể hoàn thành toàn bộ quá trình từ mài thô đến đánh bóng tốt.

 

Iii. Giải mã quá trình: Kỹ thuật chính xác của sản xuất giấy nhám

 

(1) Chuẩn bị vật liệu cơ bản
     Điều trị cơ sở giấy: Giấy Kraft đặc biệt có trọng lượng 80-150g/được sử dụng và chịu sự điều trị của Corona để đạt được lực căng bề mặt 42 dynes/cm.
      Lớp phủ của mồi: Nhựa acrylic được sửa đổi được áp dụng với lượng lớp phủ được kiểm soát ở mức 25-35g/㎡ để đảm bảo cường độ vỏ lớn hơn hoặc bằng 1,2n/cm.
(2) Hợp chất mài mòn
      Cấy cát tĩnh điện: Trong một môi trường có độ ẩm 65% ± 5% và nhiệt độ 25 độ ± 2 độ, các hạt mài mòn được sắp xếp theo hướng thông qua điện trường điện áp cao 30-50kV.
     Chữa chữa nhiều lớp: Một quá trình tăng nhiệt độ từng bước được thông qua. Thứ nhất, việc mua trước được thực hiện ở 80 độ trong 5 phút, sau đó bảo dưỡng chính được thực hiện ở 120 độ trong 15 phút để đảm bảo rằng mức độ liên kết ngang nhựa trên 85%.
(3) Quá trình sau điều trị
     Điều trị linh hoạt: Thông qua một lịch ba vòng, cường độ uốn của giấy nhám được điều khiển ở mức nhỏ hơn hoặc bằng 3,5N · m để đáp ứng các yêu cầu của mài bề mặt cong.
Laser rạch: Hệ thống cắt laser UV được sử dụng với độ chính xác đường may là ± 0,1mm để tránh các khối gây ra bởi cắt cơ học truyền thống.

 

 

Iv. Kiểm soát chất lượng: Tiêu chuẩn nghiêm ngặt của hệ thống kiểm tra
Việc kiểm tra giấy nhám phải đi qua bốn chỉ số cốt lõi:

 

(1) Tính chất vật lý
    Độ bền kéo: Theo tiêu chuẩn GB/T 7498, cường độ kéo theo chiều dọc của giấy nhám lớn hơn hoặc bằng 40N/25 mm và cường độ kéo ngang lớn hơn hoặc bằng 25n/25 mm.
    Sức mạnh vỏ: Sử dụng phương pháp Peel 90 độ, giá trị thử nghiệm lớn hơn hoặc bằng 0,8N/cm.
(2) Hiệu suất mài
    Tỷ lệ loại bỏ vật liệu (MRR): Trên một mảnh thử nghiệm tiêu chuẩn (45# thép), khi mặt đất trong 5 phút với áp suất 20kPa, MRR của giấy nhám chất lượng cao lớn hơn hoặc bằng 0,3g/phút.
    Độ nhám bề mặt: Sử dụng đồng hồ đo độ nhám của Marsurf, độ chính xác của giá trị RA là ± 0,02μm.
(3) Kiểm tra độ bền
Kiểm tra cuộc sống: Sau khi mài liên tục diện tích 10m², tốc độ rụng hạt mài mòn nhỏ hơn hoặc bằng 8%.
    Kháng nước: Sau 24 giờ ngâm trong nước, tốc độ giữ độ bền kéo của giấy nhám chống nước lớn hơn hoặc bằng 85%.
(4) Các chỉ số bảo vệ môi trường
  Phát hiện VOC: Theo tiêu chuẩn HJ/T 397, tổng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi nhỏ hơn hoặc bằng 15g/kg.
    Phát hiện kim loại nặng: Sử dụng phương pháp ICP-MS, nội dung của các yếu tố có hại như chì và cadmium nhỏ hơn hoặc bằng 10ppm.