中外陶瓷磨具比较分析
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中外陶瓷磨具比较分析
作者:转载 来源:网络 编辑更新:2009/6/21 12:54:45
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        摘  要:当前,世界上磨削和磨床技术发展迅速,对磨具产品性能和质量的要求大大提高,国外的磨具生产技术发展很快,我国为满足国内制造业发展的需求,不得不依靠进口高档陶瓷磨具,以满足汽车、航空航天、机床工具等行业高效益、高精度加工的需求。虽然我国的陶瓷磨具技术发展迅速,取得了喜人的成绩,超硬陶瓷磨具、特种陶瓷磨具也达到了新的技术水平,但是应该看到,与国外先进的技术水平还是有一定的差距。陶瓷磨具产品仍然面临着产品创新、改进生产工艺、提高产品质量、降低能耗和环境污染的重要任务。

        本文采用对比分析的比较方法,从国际标准、国内标准、行业标准、国内外企业的生产水平,陶瓷磨具的制造水平、陶瓷磨具的种类及应用等方面,对国内外陶瓷磨具技术水平进行比较分析,找出我国陶瓷磨具技术水平与国外先进水平的差距。    

        关键词:陶瓷磨具技术水平平衡度  回转强度  比较分析

1 引言

        改革开放以来,特别是最近十几年,我国整个磨料磨具行业得到了长足发展,可称得上是突飞猛进,各主要产品产量均居世界前列。陶瓷磨具技术发展迅速,取得了喜人的成绩,超硬陶瓷磨具、特种陶瓷磨具也达到了新的技术水平,但是应该看到,与国外先进的技术水平还是有一定的差距。

        国内磨具总量中,陶瓷磨具的产量一直占大半部分。近十到十五年来,陶瓷结合剂磨具的产量在欧洲国家增长了2~4倍。陶瓷结合剂金刚石和立方氮化硼磨具需求在增加,并被看作大规模生产中最具前景的磨加工工艺之一。就超硬材料磨具生产中确定的术语来说,文献中常见的玻璃结合剂、玻璃陶瓷结合剂、微晶玻璃结合剂、硅酸盐结合剂等称谓都属于陶瓷结合剂。用陶瓷结合剂制作的磨具称为陶瓷结合剂磨具,简称陶瓷磨具。立方氮化硼陶瓷结合剂磨具,目前国内这类磨具产品质量与国外同类产品相比有较大差距,国内用户还主要依赖进口。高速陶瓷砂轮目前国内只能达到65 m/s,国外则已达到80~100m/s,国内砂轮不能满足80~100m/s高速磨床使用要求。陶瓷结合剂磨钢球砂轮,目前国内采用烧成收缩达到超硬级硬度,产品质量不易控制,废品率较高,需要采用不收缩的生产工艺技术来提高质量。超硬材料陶瓷磨具,低温陶瓷结合剂磨具等成为陶瓷磨具发展的主要趋势。陶瓷磨具的发展要适应高速、高效、高精时代发展的要求,发展适合数控磨床,自动化生产线生产要求的高速砂轮、高精度磨具。

        2 陶瓷磨具的发展

        1877年美国用黏土做结合剂才制成磨料的陶瓷砂轮,标志着陶瓷磨具的诞生,1930年陶瓷磨具开始了组织号的选择,l 970年陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮出现,20世纪80年代以后,国外陶瓷磨具发展迅速,技术水平高。而我国的陶瓷磨具从20世纪50年代开始发展起来,从过去到现在,陶瓷磨具在磨具总的构成中一直占主要地位,尽管随着结合剂材料种类的不断发展和磨具种类的提高,陶瓷磨具产量在磨具总产量中呈下降趋势,但其在磨具总量中仍占有较大比例,详见下表。

我国陶瓷磨具在磨具总量中所占比例表

年度

磨具总产量/t

陶瓷磨具产量/t

所占比例/%

2000

94899

57877

61

2001

115210

70046

60.8

2002

115358

68855

59.7

2003

123012

69975

56.9

2004

129675

71227

54.9

2005

160964

79220

56.2

2006

145555

76427

52.5

        近年以来至目前,行业特别是磨料行业企业,例如河南洛阳、湖北丹江口等地通过搬迁改造和产品升级改造,积极提高产品档次,确实取得明显成绩。截至目前,完成搬迁改造,淘汰落后设备、提高工艺装备水平的中型以上的磨具生产企业为数不少。技术水平有了很大的提高,但是总体来看与国外先进的技术还是存在相当大的差距。在这里,主要就陶瓷磨具的制造和应用与国外做一些分析和比较,以找出存在的差距。

        3 国内外陶瓷磨具技术水平比较分析

        为了解国内外陶瓷磨具技术水平方面的差距,我们采用对比分析比较的方法,从国际标准、国内标准、行业标准、国内外企业的生产水平,陶瓷磨具的制造水平、陶瓷磨具的种类及应用等方面,对国内外陶瓷磨具技术水平进行比较分析。我们选择了国内外一些大公司的陶瓷磨具与我国的相应的有代表性的陶瓷磨具进行比较分析,而为了进行比较分析,应当有一个共同的基准,这个基准就是陶瓷磨具的利用率,对于不同的国家和不同的陶瓷磨具产品,这个基准是不同的。所以在比较陶瓷磨具技术水平时,应当考虑到运用强度的差别。

        3.1 国内外陶瓷磨具生产企业比较

        国外具有代表性的磨具生产厂商有美国的诺顿(NORTON)、奥地利的泰利莱(TAROHT)、德国的温特(WINTER)、英国的尤尼康(UNICON)意大利的文森特(VINCENT)、美国的贝斯登(BAYSTATE)、瑞士的温特苏尔(WINTERTHUR)等,圣戈班集团总部设在法国,在全世界拥有l000多个财务合并子公司,在45个国家有生产企业,雇员总数达17.1万名。圣戈班磨料磨具(上海)有限公司是法国圣戈班集团在中国的独资企业,座落在上海市闵行经济开发区内。采用先进生产技术和现代管理手段,生产和销售精密陶瓷砂轮。圣戈班磨料磨具产品有固结磨具,包括砂轮、油石和磨头;涂附磨具,用于打磨和抛光的砂带、砂盘、砂碟、砂卷和砂纸。超硬材料磨具,金刚石和CBN砂轮,金刚石锯片和金刚石修整笔,以及专门为切割、磨削和抛光碳化硅、混凝土、砖石、金属和其他超硬材料设计的切削和钻孔工具。

        圣戈班磨料磨具分支拥有NORTON、FLEX0.VIT、CORA、WINTER、UNICON等全球知名磨料磨具品牌。该公司针对轿车工业加工的需求,开发了系列普通陶瓷结合剂磨具和超硬材料(CBN、金刚石)磨具及其它工具。圣戈班磨料磨具(上海)有限公司是圣戈班集团在中国的独资企业,技术力量雄厚,产品技术含量高居国际前列,开发并拥有专利的超微晶烧结刚玉磨料,采用引晶凝胶烧结工艺生产,具有比普通白刚玉d,Jt千倍的晶粒尺寸,磨粒强度高,有微破碎性能,在磨削难磨材料的方面,要求高磨削效率和高精度的方面,具有优异的特性,同时可以大大减少砂轮的修整量,延长砂轮的使用寿命。由于SG磨料价格较贵,使用时根据不同要求按比例与刚玉磨料混合,形成不同牌号。为充分发挥其性能,开发了专用的陶瓷结合剂,一种是高效低温结合剂,还有一种是大气孔高效低温结合凸轮轴的陶瓷CBN砂轮,使用速度125m/s。公司还根据不同工件和不同磨削要求,推荐用于粗磨、精磨的各种价位的砂轮,给出了它们磨削效果的比较,以利于用户选用。用于轿车发动机、变速箱零件磨削的普通磨料砂轮使用速度通常为45~63m/s。

        奥地利的泰利莱(TYROLIT)公司于1919年建厂,l952年开创了第一批使用玻璃纤维加筋的切割片和精整砂轮,1974年生产出第一批陶瓷结合剂CBN砂轮,进人二十世纪九十年代以来,与美国的DIAMOND PRODUCTS公司和瑞士的HYDR0.STRESS公司合伙,相继接管了意大利的VINCENT、美国的BAY STATE等一批国际著名磨具生产企业,成为当前国际上颇具实力和影响的磨具生产供应商,18个分厂分布于世界各地,销售网络覆盖60多个国家和地区。

        瑞士的温特苏尔(WINTHERTHUR)公司是生产精密磨削砂轮的著名企业,主要生产陶瓷结合剂大气孔缓进给砂轮、微晶烧结陶瓷磨料砂轮和陶瓷结合剂CBN砂轮。其陶瓷结合剂大气孔缓进给磨削砂轮用于涡轮叶片的磨削,滚磨法、部分滚磨法及成型磨削方法加工精密齿轮,据称是少数几家能够生产这种砂轮的厂家。其陶瓷结合剂单线或复线螺纹成型磨砂轮,可以用切人式或切向进给式磨削方法,磨削精密滚珠丝杠、螺纹及蜗杆。这个公司拥有成型加工砂轮复杂形面的CNC机床,可供应型面的预成型砂轮,保证各种砂轮形面的几何尺寸精度,减少用户现场安装修整时间和修整工具消耗。

        国内磨具生产厂商有白鸽集团、上海砂轮厂、苏州砂轮厂、第六砂轮厂、苏北砂轮厂山东鲁信高新技术产业股份有限公司、郑州磨料磨具磨削研究所等。

        这些国内企业积极提高磨具的制造水平,重视技术创新和新产品的开发。山东鲁信05年投资上亿元在新园区内建设耐磨砂、高档磨具系列,认真研究和采用新工艺、新设备、新技术和新材料,而且这方面处于国内同行前列,泰山牌砂轮静平衡性能优于国内同类产品30%以上。

        白鸽集团采用独特工艺制造的带槽、夹层、多种形式组合磨曲轴和凸轮轴陶瓷砂轮,最高使用速度可达60m/s;磨螺纹陶瓷平形和双斜边砂轮最大直径500mm,最高使用速度可达60m/s;最新研制的磨铁路钢轨修磨砂轮,使用速度达50m/s,成组安装在修磨机车上,在铁路线上进行钢轨型面修磨,每次磨除量不低于0.16mm。

        郑州磨料磨具磨削研究所的使用速度l20m/s陶瓷结合剂CBN砂轮,已在进口的德国绍特(SCHAUDT MIKROSA)公司制造的数控磨床上,成功地应用于轿车凸轮轴的磨削生产中,磨削效率和磨削效果均达到国外同类产品水平。

 
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