ההיסטוריה, הסיווג והטכנולוגיה של שוחקי נייר זכוכית

 

I. התפתחות היסטורית של נייר שוחק

    כְּמוֹאחד החידושים המוקדמים ביותר של המין האנושי, ניתן לאתר את העיתון השוחק ל -13 {}}} סין של המאה. על פי "ההיסטוריה של שושלת יואן", בעלי מלאכה בשושלת יואן כבר ידעו כיצד לערבב פגזים כתוש עם מוהל עץ טבעי ולחבר אותם אל פני הקלף ליצירת חומר שחיקה פרימיטיבי. נייר שוחק "פרוטו - שוחק" שימש בעיקר לטיילת כלי לכה, והדגים את חוכמתם של בעלי מלאכה סיניים עתיקים ביישום המורכב של חומרים.

המהפכה התעשייתית הביאה קפיצה בטכנולוגיית נייר זכוכית:

בשנת 1830,ג'ון גודיירמבירמינגהם, בריטניה, חול קוורץ מעורב עם שמן פשתן כדי ליצור את נייר החול המסחרי הראשון והקים תהליך ייצור סטנדרטי. חברת הכרייה והייצור של מינסוטה (3M), שנוסדה בשנת 1902, הוקמה בתחילה לפיתוח מוקשים של קורונדום אך הפכה במפתיע לענק נייר זכוכית.

בשנת 1921 הוא המציא את אטום המיםנייר זכוכית Wetordry, שהשתמש בתהליך שרף מיוחד לשמירה על הידבקות של חומרים שוחקים מתחת למים, המסמן אבן דרך בטכנולוגיית ציור רכב. במהלך מלחמת העולם השנייה, טכנולוגיית נייר זכוכית שופטה עוד יותר. מהנדסים גרמניים פיתחו את Super - נייר זכוכית מדויק (עם גודל חצץ של P2000 ומעלה), המשמש לטחינת מכשירים אופטיים צבאיים, השגת מיקרון - דיוק ברמה.

טכנולוגיית נייר זכוכית עכשווית עלתה על ההבנה המסורתית:

      3M's טכנולוגיית שוחק קרמיקה של קובטרון IIמשתמש בחלקיקי קרמיקה מובנים בדיוק, שיש להם תוחלת חיים ארוכה פי שלוש מאשר שוחקי תחמוצת אלומיניום מסורתיים.

הNANO - נייר זכוכית יהלום בקנה מידהפותח על ידי חברת נוריטאקה של יפן יכול להשיג ליטוש מראה של סגסוגות קשות, עם חספוס פני השטח של פחות מ- RA 0.02 מיקרומטר.

 

 

II. סיווג מדעי: הארכיטקטורה המדויקת של מערכות שוחקים
מערכות שחיקה מודרניות לנייר זכוכית מציגות רב - מאפייני סיווג ממדיים:

 

(1) מימד חומר

 

(Ii) מידות פונקציונליות
    נייר שוחק יבש: משתמש בטכנולוגיית ההשתלה האלקטרוסטטית, כאשר 20 - 30% נקבוביות נשמרת בין חלקיקים שוחקים ומצוידים בציפוי אנטי סטטי. מוצר טיפוסי הוא 3M 236U נייר שוחק יבש, המתאים לטחינת ריתוך מתכת.
    נייר שוחק רטוב: מעסיק מצע נייר לטקס, כאשר צפיפות השוחק גדלה ב- 40%, ומשמשת בשילוב עם נוזלי סיכה וקירור. נייר שוחק רטוב של NCA יפני מחזיק בנתח שוק של 65% בתחום ליטוש עובש.
   מזג אוויר - נייר שוחק עמיד: משלב שרף אפוקסי במצע, המתאים לסביבות הפעלה, החל מ- - 40 מעלות ל -120 מעלות. נייר שוחק עמיד במזג אוויר גרמני העמיד מזג אוויר משמש לשמירה על ציוד מחקר קוטבי.

(Iii) תקני דירוג
מאמץ מערכת סיווג כפולה - מסלול:

 

   CAMI Standard (מכון יצרני שוחקנים מצופים בארצות הברית): טווח החצץ הוא 24-1200#, כאשר כל תוספת כיתה תואמת לחצי גודל החלקיקים.
   תקן FEPA (הפדרציה האירופית לשחיקה): מערכת דירוג P, בה P400 תואמת את CAMI 320#, ומתאימה יותר לתרחישים לעיבוד דיוק.

גדלי חצץ מיוחדים חדשניים:נייר זכוכית פירמידה 3M כולל מבנה שכבה של שלוש -. השכבה התחתונה עם שוחק גס (P80) מסלקת במהירות פגמים, השכבה האמצעית (P180) מעברים בצורה חלקה, והשכבה העליונה (P320) מספקת אולטרה - ליטוש עדין. פעולה יחידה יכולה להשלים את כל התהליך מהטחינה המחוספסת ועד ליטוש עדין.

 

III. פענוח תהליכים: הנדסת דיוק של ייצור נייר זכוכית

 

(1) הכנת חומרי בסיס
     טיפול בבסיס נייר: נייר קראפט מיוחד עם משקל של 80-150 גרם/㎡ משמש ומותאם לטיפול בקורונה כדי להשיג מתח פני השטח של 42 דינוס/ס"מ.
      ציפוי פריימר: שרף אקרילי שונה מיושם עם כמות ציפוי הנשלטת על 25-35 גרם/㎡ כדי להבטיח חוזק קליפה של גדול יותר או שווה ל 1.2n/ס"מ.
(2) מורכב שוחק
      השתלת חול אלקטרוסטטית: בסביבה עם לחות של 65% ± 5% וטמפרטורה של 25 מעלות ± 2 מעלות, חלקיקים שוחקים מסודרים באופן כיווני דרך שדה חשמלי בעל מתח גבוה של 30 {}} 50kV.
     Multi - ריפוי שכבה: מאומץ תהליך עליית טמפרטורה צעד. ראשית, טרום - ריפוי מתבצע ב -80 מעלות למשך 5 דקות, ואז ריפוי ראשי מתבצע ב 120 מעלות למשך 15 דקות כדי להבטיח כי התואר הקישור בין השרף הוא מעל 85%.
(3) הודעה - תהליך הטיפול
     טיפול בגמישות: דרך לוח גלגל של שלוש -, חוזק הכיפוף של נייר החול נשלט על פחות או שווה ל -3.5n · מ 'כדי לעמוד בדרישות שחיקת פני השטח המעוקלת.
חריץ לייזר: מערכת חיתוך לייזר UV משמשת ברמת דיוק של תפר חיתוך של ± 0.1 מ"מ כדי להימנע מתנרים הנגרמים כתוצאה מחיתוך מכני מסורתי.

 

 

Iv. בקרת איכות: סטנדרטים מחמירים של מערכת הבדיקה
בדיקת נייר זכוכית חייבת לעבור דרך ארבעה אינדיקטורים ליבה:

 

(1) תכונות פיזיקליות
    כוח מתיחה: על פי תקן GB/T 7498, חוזק המתיחה האורך של נייר החול גדול או שווה ל- 40n/25 מ"מ, וכוח המתיחה הרוחבי גדול או שווה ל 25n/25 מ"מ.
    כוח קליפה: בעזרת שיטת הקליפה של 90 מעלות, ערך הבדיקה גדול או שווה ל 0.8n/cm.
(2) ביצועי טחינה
    שיעור הסרת חומרים (MRR): על חתיכת מבחן רגילה (45# פלדה), כאשר קרקע למשך 5 דקות בלחץ של 20kPA, MRR של נייר זכוכית איכותי- גדול או שווה ל 0.3 גרם/דקה.
    חספוס פני השטח: בעזרת מד החספוס של Marsurf, דיוק בקרת הערך של RA הוא ± 0.02 מיקרומטר.
(3) מבחן עמידות
מבחן חיים: לאחר טחינה רציפה של שטח של 10 מ"ר, קצב שפיכת החלקיקים השוחקים פחות או שווה ל 8%.
    התנגדות מים: לאחר 24 שעות של השרייה במים, קצב שמירת חוזק המתיחה של מים - נייר זכוכית עמיד גדול או שווה ל 85%.
(4) אינדיקטורים להגנת הסביבה
  איתור VOC: על פי תקן HJ/T 397, התרכובות האורגניות הנדיפות הכוללות פחות או שוות ל 15 גרם/ק"ג.
    איתור מתכות כבדות: שימוש בשיטת ICP - MS, תוכן האלמנטים המזיקים כמו עופרת וקדמיום הוא פחות או שווה ל 10ppm.