CN112171530B - 陶瓷刚玉磨料涂附磨具及其制备方法 - Google Patents

陶瓷刚玉磨料涂附磨具及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出的一种陶瓷刚玉磨料涂附磨具及其制备方法，其中，陶瓷刚玉磨料涂附磨具包括基材层和工作层，所述工作层包括底胶层、植入所述底胶层的磨料、涂覆在所述磨料和所述底胶上的复胶层，其特征在于，所述磨料为经离子注入处理的陶瓷刚玉磨料。上述陶瓷刚玉磨料涂附磨具，无需改变磨料内部性能，通过离子注入处理进行表面改性，将离子注入磨料表面，实现磨料表面硬化、强化与增韧协同化提升，磨料不易破碎、不易从底胶层上脱落，且当磨粒负载较大时能够破碎从而提高磨料的自锐性，大幅度提高磨料表面性能，从而增加整体磨具的使用性能，使涂附磨具在满足精密高速、精密重负荷强力磨削和抛光方面性能要求的同时具有较长的使用寿命。

Description

陶瓷刚玉磨料涂附磨具及其制备方法
技术领域
本发明涉及高性能磨削材料技术领域，特别是涉及一种陶瓷刚玉磨料涂附磨具及其制备方法。
背景技术
磨削加工是以硬质矿物质(磨料)颗粒作为切削工具进行材料去除的加工过程的统称。磨粒加工可以容易地获得高精度和低表面粗糙度法的表面，是一种最有效的精密加工技术。
随着难加工材料高精度、高效率的加工需求迅速增加，进一步刺激和促进了现代磨削技术不断向着超高速磨削(100m/s～500m/s)和超精密磨削(亚微米～纳米)方向发展，磨削加工对象也从传统的金属材料向着陶瓷、硅片、纤维增强复合材料等坚硬难磨的非金属材料的精密和超精密磨削方向发展。传统的涂附磨具磨料档次低，磨料易破碎与脱落，自锐性差，磨具的寿命短，因此，制约了涂附磨具在精密和超精密磨削方向的应用和发展。
发明内容
基于此，有必要针对传统的涂附磨具磨料档次低，磨料易破碎与脱落，自锐性差，磨具的寿命短，制约涂附磨具在精密和超精密磨削方向的应用和发展的技术问题，本发明提出了一种陶瓷刚玉磨料涂附磨具及其制备方法。
本发明提出的一种陶瓷刚玉磨料涂附磨具，包括基材层和工作层，所述工作层包括底胶层、植入所述底胶层的磨料、涂覆在所述磨料和所述底胶上的复胶层，所述磨料为经离子注入处理的陶瓷刚玉磨料，所述离子注入处理注入的是金属离子和氮离子。
在其中的一个实施例中，所述陶瓷刚玉磨料包括氧化铝陶瓷刚玉磨料、氧化锆陶瓷刚玉磨料、氧化锆陶瓷刚玉堆积磨料中的任意一种或几种。
在其中的一个实施例中，所述磨料呈两层分布在所述涂附磨具中。
在其中的一个实施例中，所述工作层还包括涂覆在所述复胶层上的表层涂层。
在其中的一个实施例中，所述工作层包括以下质量份数组分：
本发明还提出了一种上述的陶瓷刚玉磨料涂附磨具的制备方法，所述制备方法包括磨料预处理步骤、基材预处理步骤、涂附底胶步骤、植砂步骤以及涂附复胶步骤，所述磨料预处理步骤包括对磨料进行离子注入处理；所述离子注入处理是将氮离子、金属离子依次循环注入所述磨料表面，所述循环次数不少于2次。
在其中的一个实施例中，所述基材预处理步骤包括对基材进行两次浸渍处理；所述浸渍处理的浸渍料包括以下质量份数的组分：
在其中的一个实施例中，在所述基材进行两次浸渍处理之后，还包括对所述基材进行两次刮浆处理，所述刮浆处理的刮浆料包括以下质量份数的组分：
在其中的一个实施例中，在所述基材预处理步骤中，在对基材进行两次浸渍处理以及两次刮浆处理后，还包括对所述基材进行预涂处理，所述预涂处理的预涂料包括以下质量份数的组分：
在其中的一个实施例中，所述植砂步骤包括重力植砂处理以及静电植砂处理。
上述陶瓷刚玉磨料涂附磨具，无需改变磨料内部性能，通过离子注入处理进行表面改性，将离子注入磨料表面，实现磨料表面硬化、强化与增韧协同化提升，磨料不易破碎、不易从底胶层上脱落，且当磨粒负载较大时能够破碎从而提高磨料的自锐性，大幅度提高磨料表面性能，从而增加整体磨具的使用性能，使涂附磨具在满足精密高速、精密重负荷强力磨削和抛光方面性能要求的同时具有较长的使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。
本发明为了克服现有的技术制备的涂附磨具磨料易破碎与脱落，自锐性差，磨具的寿命减短，不能实现精密自动化磨削，资源浪费的缺陷，提出了一种陶瓷刚玉磨料涂附磨具。该陶瓷刚玉磨料涂覆磨具包括基材层和工作层，所述工作层包括底胶层、植入所述底胶层的磨料、涂覆在所述磨料和所述底胶上的复胶层，所述磨料为经离子注入处理的陶瓷刚玉磨料，所述离子注入处理注入的是金属离子和氮离子。
上述陶瓷刚玉磨料涂附磨具，无需改变磨料内部性能，通过离子注入处理进行表面改性，将离子注入磨料表面，实现磨料表面硬化、强化与增韧协同化提升，磨料不易破碎、不易从底胶层上脱落，且当磨粒负载较大时能够破碎从而提高磨料的自锐性，大幅度提高磨料表面性能，从而增加整体磨具的使用性能，使涂附磨具在满足精密高速、精密、重负荷强力磨削和抛光方面性能要求的同时具有较长的使用寿命。
作为一种可选实施方式，所述陶瓷刚玉磨料包括氧化铝陶瓷刚玉磨料、氧化锆陶瓷刚玉磨料、氧化锆陶瓷刚玉堆积磨料中的任意一种或几种。
作为一种可选实施方式，所述磨料呈两层分布在所述涂附磨具中。优选的，两层分布的磨料分别采用重力植砂和静电植砂两种植砂方法植入底胶层上。重力植砂使磨料依靠自身重力植入底胶层上，磨料在底胶层上与胶体接触面积大，结合度高，主要作为基础磨削层；静电植砂是高压静电磁场电力把磨料先极化后再吸引至底胶层上，磨料在底胶层上排列有序，且磨料的棱角和尖端朝外,显得十分锋利，由于磨料的轴线方向必然与基体构成一定的角度，磨料的取向形成锯齿一样的结构，能够进一步增强磨削能力。
可选的，本发明的陶瓷刚玉磨料涂附磨具的陶瓷刚玉磨料为氧化铝陶瓷刚玉磨料以及氧化锆陶瓷刚玉磨料，氧化铝陶瓷刚玉磨料通过重力植砂植入邻近基材层的一侧，氧化锆陶瓷刚玉磨料通过静电植砂植入邻近复胶层的一侧。进一步优选的，氧化铝陶瓷刚玉磨料的粒度大于氧化锆陶瓷刚玉磨料的粒度。
作为一种可选实施方式，所述工作层还包括涂覆在所述复胶层上的表层涂层。
作为一种可选实施方式，所述工作层包括以下质量份数组分：
本发明还提出了一种上述陶瓷刚玉磨料涂附磨具的制备方法，上述制备方法包括磨料预处理步骤、基材预处理步骤、涂附底胶步骤、植砂步骤以及涂附复胶步骤，其中，所述磨料预处理步骤包括对磨料进行离子注入处理。
作为一种可选实施方式，离子注入处理是将氮离子、金属离子依次循环注入所述磨料表面，所述循环次数不少于2次。
优选的，金属离子选自Ti、Cr金属元素中的任意一种或几种。
可选地，离子注入处理的方法如下：
将陶瓷刚玉磨料清洗烘干后，采用直线式高能离子注入机，在真空条件下选择金属离子与氮离子连续重叠注入，先注入氮离子再注入金属离子，依次循环至少2次。
其中，金属离子的注入是通过金属蒸气真空弧放电离子源(MEVVA)注入，加速电压40～50kV，注入的金属离子选自Ti、Cr等金属元素；氮离子的注入是通过电子回旋共振离子源(ECR)注入，加速电压60～80kV。
其中，氮离子气源采用纯度为99.99％的氮气，每次注入剂量约为5×1017ion cm-2；金属离子源采用纯度为99.8％的金属靶，注入剂量约为1×1017ion cm-2。
通过离子注入处理，无需改变磨料整体性能，通过表面改性的方法，将金属离子与氮离子注入到磨料表面，实现磨料表面硬化、强化与增韧协同化提升。在只增加一道表面改性工序基础上，大幅度提高磨料表面性能，既保留有陶瓷刚玉磨料适宜于高效率、高精度磨削的优点，又提供了高强度、高耐用度的使用性能，从而能够增加涂附磨具整体的使用性能。
作为一种可选实施方式，所述基材预处理步骤包括对基材进行两次浸渍处理。
在本实施方式中，基材采用一次浸渍、拉伸、二次浸渍的两次浸渍处理工艺，在拉伸足够的情况下，又能够确保浸渍量不会降低，增加基材制成成品后的坚挺性能，使制得的基材层具有抗拉强度、不变形的使用特性。
优选的，本发明的基材层的基材采用聚酯纤维原布，根据不同磨削对象、不同技术要求的涂附磨具设计要求选用相应型号的聚酯纤维原布。该聚酯纤维原布在使用前通过浸渍料进行两次浸渍处理。本发明实施例选用的聚酯纤维原布的参数为：径向拉力≥3700N，横向拉力≥1500N。通过两次浸渍处理，制备的涂附磨具成品断裂强度参数为：纵向≥4000N/5cm，横向≥2000N/5cm。
作为一种可选实施方式，在所述基材进行两次浸渍处理之后，还包括对所述基材进行两次刮浆处理。
进一步优选的，基材的预处理步骤为原布依次经一次浸渍、拉伸、二次浸渍、一次刮浆、二次刮浆、涂附预涂层，制得用于本发明的陶瓷刚玉磨料涂附磨具的基材层。
作为一种可选实施方式，浸渍处理的浸渍液包括以下质量份数的组分：
进一步优选的，浸渍料的制备方法为：将75质量份的水和25质量份的聚乙烯醇(PVA-205)加入容器中，升温至60±2℃，制成25％聚乙烯醇水溶液(PVA-205水溶液)。按配方比加将25％PVA-205水溶液加入容器，打开搅拌器，加入酚醛树脂，搅拌10min后加入白乳胶，搅拌10min后加入有机硅，用25％聚乙烯醇水溶液调至设定粘度，搅拌10min后运至生产线。
在本发明中，优选的，浸渍料的设定粘度为200～400cps/室温/室温；更优选的，浸渍料的设定粘度为300cps/室温/室温。
作为一种可选实施方式，刮浆处理的刮浆料包括以下质量份数的组分：
作为一种可选实施方式，刮浆料还包括以下质量份数的组分：
染料 1.14～1.40质量份；
其中，染料在刮浆料中主要用于染色，以是单一染料或混合染料，染料可以选自常用的用于涂附磨具的染料，例如直接蓝。
进一步优选的，刮浆料的制备方法为：将75质量份的水和25质量份的聚乙烯醇(PVA-205)加入容器中，升温至60±2℃，制成25％聚乙烯醇水溶液(PVA-205水溶液)。按配方比例将25％PVA-205水溶液加入容器，打开搅拌器，再加入酚醛树脂9600，搅拌10min后加入碳酸钙，搅拌10min后加入白乳胶、有机硅化合物、硅凝胶、失水山梨醇月桂酸酯，再搅拌10min后加入直接蓝进行调色，用25％聚乙烯醇水溶液调至设定粘度，搅拌10min后运至生产线。
在本发明中，优选的，刮浆料的设定粘度为2700～3300cps/室温；更优选的，刮浆料的设定粘度为3000cps/室温。
作为一种可选实施方式，在所述基材预处理步骤中，在对基材进行两次浸渍处理以及两次刮浆处理后，还包括对所述基材进行预涂处理，所述预涂处理的预涂料包括以下质量份数的组分：
对基材进行预涂处理在基材表面形成预涂层，预涂层是在基布涂附底胶之前的特殊涂层，预涂层在基材层与工作层之间其黏结桥梁的作用，通过将基材进行预涂层处理后，既有利于底胶的涂附，又能够防止底胶过多的向基材渗透而影响基材的使用性能。
进一步优选的，预涂处理的预涂料的制备方法为：按配方比将PVA加入容器，打开搅拌器，再加入酚醛树脂9600和酚醛树脂1100(无顺序先后)，搅拌10min后加入碳酸钙，搅拌10min后加入硅烷偶联剂、失水山梨醇月桂酸酯，搅拌10min后调至设定粘度要求，保持40±2℃，运至生产线。
在本发明中，优选的，预涂浆料的设定粘度为1800～2200cps/室温；更优选的，预涂浆料的设定粘度为2000cps/室温。
具体的，基材的预处理工艺如下：
根据上述配方比配置好浸渍料、刮浆料以及预涂料。
调节好第一组辊与辊之间的压力，使得第一浸渍添加的克重保持在60±6g/㎡，后拉伸，调节好第二组辊与辊之间的压力，使得第二浸渍添加的克重保持在30±3g/㎡。为了保持数据准确，在基材线运行时，刻下布盘进行测量，最终确认压力。
两次浸渍结束后，于200℃～220℃温度条件下烘干后进入刮浆线，通过调整刮浆刀位置以及走量调整刮浆量，通过刻盘确认使一次刮浆克重增加70±7g/㎡；于200℃～220℃温度条件下烘干后再次进入刮浆线，通过调整刮浆刀位置以及走量调整刮浆量，通过刻盘确认使二次刮浆克重增加60±6g/㎡；于130℃～160℃温度条件下烘干后重新进入刮浆线，刮浆线中加入预涂料，通过调整刮浆刀位置以及走量调整预涂量，通过刻盘确认使预涂克重增加140±14g/㎡，于120℃～150℃温度条件下烘干后收卷，制得用于本发明涂附磨具基材层的基材。
作为一种可选实施方式，涂附底胶步骤的底胶胶液包括水以及以下质量份数的组分：
其中，所述底胶胶液的组分用水调节粘度至3000cps/室温。
上述底胶胶液，采用两种不同结构和组分的水溶性酚醛树脂9600和酚醛树脂1100，并以乙二醇二***、硅灰石、渗透剂以及消泡剂改性酚醛树脂，再用水调节至年度为3000cps/室温，形成不同交联网状结构的高强度聚合物，从而能够制得高强度、高结合强度、高韧性的底胶胶液。
其中，可选的，渗透剂为硅脂，消泡剂为有机硅化合物。
优选的，涂覆底胶步骤如下：
将上述制备的用于本发明涂附磨具基材层的基材置于底胶机上，调整好底胶机设备的各种技术参数，将底胶机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的底胶胶液调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为3000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入底胶机台。
将底胶胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意胶液要放到的位置，以防胶液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工位就位后，开车，打开所有控制按钮，待基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，转入植砂工序。
作为一种可选实施方式，所述植砂步骤包括重力植砂处理以及静电植砂处理。
在本发明的陶瓷刚玉磨料涂附磨具的制备方法中，采用两种植砂方法，通过两种植砂方法，使磨料呈两层分布在涂附磨具中。实现磨粒均匀分布/有序排列的高速精密磨磨削，与普通制造技术相同的磨具，寿命是其数倍。
优选地，通过重力植砂植入的磨料粒度大于通过静电植砂植入的磨料粒度。
可选的，在本发明的一个实施例中，选用的磨料为氧化铝陶瓷刚玉磨料和氧化锆陶瓷刚玉磨料，先将氧化铝陶瓷刚玉磨料通过重力植砂工艺植入底胶层，然后再将氧化锆陶瓷刚玉磨料通过静电植砂工艺植入底胶层。其中，氧化铝陶瓷刚玉磨料的粒度大于氧化锆陶瓷刚玉磨料的粒度。
在其他实施方式中，先进行的重力植砂可选用其他种类的陶瓷刚玉磨料，后进行的静电植砂的磨料与重力植砂磨料可以为同一种类不同粒度，也可以为不同种类同一粒度。
其中，在涂附底胶层后，按配方规定密度将氧化铝陶瓷刚玉磨料在基布上重力植砂。重力植砂是靠磨料自身重力植砂于胶层上，所以磨料在胶层上的与胶体接触面积大，结合度高，以此作为基础磨削层，没有一定的方向性。紧接着在重力植砂后的制品上，按配方规定密度将氧化锆陶瓷刚玉磨料用静电植砂法植砂于氧化铝陶瓷刚玉磨料上侧的胶层上。静电植砂是高压静电磁场电力把磨料先极化后再吸引到胶层上，因而磨料的排列有序，而且磨料的棱角和尖端朝外，显得十分有利，由于磨料的轴线方向必然与基材构成一定的角度，基材表面磨料的取向形成锯齿一样的结构，因此磨料在磨具表面能充分体现这一锯齿排列效果，增强磨削能力。
优选的，植砂步骤如下：
重力植砂：
开启循环提升斗，将要用的氧化铝陶瓷刚玉磨料经过筛后投入砂箱内，根据磨料粒度，调节砂箱间隙、撒砂辊位置和速度以及挡砂板的角度，保证上砂量符合工艺规定植砂量，后紧接着转入静电植砂。
静电植砂：
在重力植砂后的基材上通过静电植砂工艺植入氧化锆陶瓷刚玉磨料。开启静电植砂房的温湿度控制开关，使其达到工艺规定的温度25℃、湿度65％后开启静电植(冬季注意温度的保证，夏季注意湿度的保证)，调整设备参数，保证静电极板的平行度和高度(P24-P80 2.5cm，P100-600 3.0cm)，静电电压(P24-80 45KV，P100-600，40KV)。
开启循环提升斗，将要用的氧化锆陶瓷刚玉磨料经过筛后投入砂箱内，调整静电植砂装置中的震动幅度，同时打开输砂带，让其慢速先运行，根据砂面情况及时调整砂箱的下砂量以及输砂带的转速。
一切正常后将机速升至工艺要求的范围，对底胶、上砂量进行取样检测，如未达到工艺要求再次调整后并取样，直至结果达到要求。经过静电植砂后进行于75℃～95℃温度条件下进行预烘干。
静电植砂过程中，注意循环砂进入砂箱后要搅匀，因其已经带电，和新砂搅匀后有利于静电的释放，生产结束后要先关闭所有开关，特别是电压要关闭(红灯熄灭)，然后用接地棒去放掉上极板的静电。
通过重力植砂和静电植砂后，在高强度高粘度底胶的作用下，先进行的重力植砂植入的氧化铝陶瓷刚玉磨料呈平躺形式于底胶中，后进行的静电植砂植入的氧化锆陶瓷刚玉磨料呈直立形式于底胶中，重力植砂的氧化铝陶瓷刚玉磨料将静电植砂的氧化锆陶瓷刚玉磨料固定，经过预烘干，已经初步固定在基材上。
作为一种可选实施方式，涂附复胶步骤的复胶胶液包括乙二醇二***以及以下质量份数的组分：
其中，所述复胶胶液的组分用乙二醇二***调节粘度至2000cps/室温。
上述复胶胶液，采用两种不同结构和组分的水溶性酚醛树脂9600和酚醛树脂1900，并以冰晶石、钛白、司本、增稠剂以及乙二醇二***改性酚醛树脂，组成不同交联网状结构的高强度聚合物，从而能够制得高强度、优良耐热性的复胶胶液。
其中，增稠剂可以是非离子聚氨酯。
优选的，涂附复胶步骤如下：
涂附复胶可采用与涂附底胶相同的设备进行，即涂附复胶可以采用底胶机进行。
将上述植砂后基材的置于复胶机上，调整好复胶机设备的各种技术参数，将复胶机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的复胶胶液调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为2000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入复胶机台。
将复胶胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意料液要放到的位置，以防料液溢出，精确测量料温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看复胶胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环料液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工作就位后，开车，打开所有控制按钮，待上述植砂后的基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，复胶结束，经75℃～95℃烘干后转下道工序。
作为一种可选实施方式，在所述涂附复胶步骤之后，还包括涂附表层涂层步骤。表层涂层的表层涂层胶液包括乙二醇二***以下质量份数的组分：
其中，所述表层涂层胶液的组分用乙二醇二***调节粘度至15000cps/室温。
优选的，其中分散剂为气相法二氧化硅。
优选的，氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶包括以下质量份数的组分：
油性环氧树脂 10～15质量份；
氟硼酸钾 70～75质量份；
乙二醇二*** 10～15质量份。
优选的，所述涂层分散剂包括以下质量份数的组分：
其中，渗透剂可以是脂肪醇聚氧乙烯醚。
优选的，在上述表层涂层的表层涂层胶液中，油性环氧树脂的环氧值为0.25～0.45。
上述表层涂层胶液，以环氧值为0.25～0.45的油性环氧树脂为基料，采用硼氟酸钾等进行改性，通过氟化盐类低熔点盐提高表层涂层胶液涂层后形成的表层涂层的抗烧伤性能，使制得的成品具有柔软、耐强力磨削的使用特性。
优选的，涂覆表层涂层步骤如下：
涂附表层涂层可采用与涂附底胶相同的设备进行，即涂附表层涂层可以采用底胶机进行。
将上述制备的涂附复胶后的基体置于表层涂层机上，调整好表层涂层机设备的各种技术参数，将表层涂层机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的表层涂层胶液用乙二醇二***调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为15000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入表层涂层机台。
将表层涂层胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意料液要放到的位置，以防料液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工作就位后，开车，打开所有控制按钮，待上述植砂后的基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，表层涂层结束，于70℃～95℃℃烘干，制得初步涂层后的陶瓷刚玉磨料涂附磨具。
进一步地，上述初步涂层后的陶瓷刚玉磨料涂附磨具还经过以下后处理步骤：
涂层步骤，将初步涂层后的陶瓷刚玉磨料涂附磨具置于涂层炉进行三段涂层，一段固化温度为100℃，一段固化时间为12h；二段固化温度为120℃，二段固化时间为12h；三段固化温度为130℃，三段固化时间为12h。
柔曲步骤，将涂层后的产品进行机械柔曲，使砂布表面产生微小的小裂纹，提高产品的柔性和韧性，从而获得整体柔软的产品。
成品制备步骤，将柔曲后的产品经分割砂卷→裁切→磨边→上胶→接头→压边→工序转换为设定规格涂附磨具；
成品检验步骤，按国家规定标准进行质检。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用经离子注入高性能磨料表面硬化技术制备高性能陶瓷刚玉磨料为磨削材料，实现精密高速，精密重负荷强力磨磨削和抛光。
本发明采用离子注入刚玉磨料形成了硼的氮化物，实现表面硬化、强化与增韧协同化提升。离子注入是一种新兴的束流表面强化技术，离子注入陶瓷材料可使其表面的力学性能如断裂韧度、硬度、弯曲强度、摩擦学性能等得到改善，它为解决结构陶瓷韧性不足、摩擦磨损率较高等问题开辟了新的技术途径。新型结构陶瓷具有高硬度、高强度、良好的耐磨性能、优异的化学稳定性及高温力学性能，近年来有关的研究十分活跃。但是，陶瓷材料的致命弱点是脆性很大而无多少延性，在实用中易引起零件的早期失效或脆性断裂，从而极大地限制了其广泛应用。陶瓷材料的摩擦系数和磨损率也比较高，其在服役时因磨损量大而达不到预期寿命。国内外的研究人员不仅致力于陶瓷材料增韧技术的研究，而且也日益重视陶瓷材料摩擦磨损和润滑的研究，并且逐渐成为当前材料科学和摩擦学领域的前沿课题之一，离子注入工艺是七十年代发展起来的表面改性技术，它能将所需元素的离子在几十至几百千伏的电压下注入材料表面，在零点几微米的表层中增加注入元素的浓度，同时产生辐照效应，从而改变材料的结构与性能。国内外研究表明，离子注入是陶瓷材料增韧、提高耐磨性的有效方法。其工艺具有以下特点：(1)进入晶格的离子浓度不受热力学平衡条件的限制；(2)注入是无热过程，可在室温或低温下进行，不引起材料热变形；(3)注入离子的浓度和深度可用注入积分剂量及注入电压控制，注入离子的分布可用理论计算或用离子束背散射和核反应分析等方法测定；(4)注入离子与基体间没有明显的界面，注入层不会脱落；(5)不受合金平衡相图中固溶度的限制，能注入互不相溶的元素，可改变陶瓷材料的表面硬度、断裂韧度、弯曲强度，能减小摩擦系数，提高耐磨性。因此，与其他工艺方法相比，离子注入技术更新颖、更具有潜力。
本发明通过离子注入制备的磨料与目前公司使用的国产刚玉磨料相比，
1)磨料表面硬度提高20％；
2)断裂韧性提高50％；
3)抗弯强度提高50％。
4)针对树脂磨具，使用本发明离子注入表面改性后的刚玉磨料干磨时间达到2小时，是普通干磨涂附磨具磨削时间的4倍。磨去金属量达到42.8g，是普通干磨涂附磨具磨去金属量的6倍。
2、采用双浸渍处理，即浸渍-拉伸-浸渍的基布处理技术，确保在拉伸足够的情况下，又能够确保浸渍量不会降低，增加布基制成成品后的坚挺性能；
3、采用乙二醇二***、硅灰石、硅脂以及有机硅高强度改性酚醛树脂底胶胶液；以冰晶石、钛白、司本、非离子聚氨酯高强度改性两种不同水溶性和不同粘度混合酚醛树脂覆胶胶液；氟化盐类低熔点盐抗烧伤改性环氧树脂表层涂层胶液，实现重负荷柔软耐水强力磨磨削。
4、采用重力植砂和静电植砂两次植砂，形成双层磨料结构，两次覆胶，实现高强度偶联复合，特殊表层涂层技术，以二氧化钛、气相法二氧化硅氟化盐类低熔点盐抗烧伤改性环氧树脂特殊涂层，制备锆刚玉系列高速超精密抛光涂附磨具，实现精密高速，精密重负荷强力磨磨削和抛光。
实施例1
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，转换制备磨削弹簧钢特钢产品用HB-240砂带，砂带规格(mm)为1520×200，粒度为46#，使用线速度为60m/s，投料单重为1949g/㎡，工作层总重量为389800g。该实施例的陶瓷刚玉磨料涂附磨的工作层由下述质量份数的组分：
按上述工作层组分配比及投料单重1949g/㎡计算的制备200㎡，耗用各组分材料的重量为：36#高温煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料31184g，46#氧化锆陶瓷刚玉磨料125515.6g，底胶45216.8g，复胶84976.4g，表层涂层102907.2g，工作层总重量合计为389800g。
制备方法包括以下步骤：
1、磨料预处理步骤
将31184g 36#高温煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料和125515.6g 46#氧化锆陶瓷刚玉磨料，清洗烘干后，分别采用直线式高能离子注入机，在真空条件下选择金属离子与氮离子连续重叠注入，先注入氮离子再注入金属离子，依次循环至少2次。
其中，金属元素注入是通过金属蒸气真空弧放电离子源(MEVVA)实现，加速电压40～50kV，注入的金属离子选自Ti、Cr等金属元素；氮离子的注入是通过电子回旋共振离子源(ECR)注入，加速电压60～80kV。
上述离子注入处理工艺中，氮离子气源采用纯度为99.99％的氮气，每次注入剂量约为5×1017ion cm-2；金属离子源采用纯度为99.8％的金属靶，注入剂量约为1×1017ioncm-2。
将离子处理后的高温煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料、氧化锆陶瓷刚玉磨料分别称重，然后分别转入重力植砂的料斗内和静电植砂的料斗内。
2、基材预处理步骤
根据磨削弹簧钢特钢产品的技术要求，选用中型聚酯纤维原布，该中型聚酯纤维原布克重为250～280g/㎡。按一次浸渍、拉伸、二次浸渍、一次刮浆、二次刮浆、涂附预涂层的预处理顺序对该中型聚酯纤维原布进行预处理，制得用于陶瓷刚玉磨料涂附磨具的基材层。
2.1、配制浸渍料
浸渍料包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，投料单重为90g/㎡，浸渍料总重量为18000g，按配方比称取聚乙烯醇水溶液16705.80g，酚醛树脂563.40g，白乳胶727.20g，有机硅3.60g。
先将75质量份水和25质量份聚乙烯醇(PVA-205)加入容器中，升温至60℃，按照比例制成16705.80g的25％PVA水溶液，打开搅拌器，加入563.40g酚醛树脂，搅拌10min后加入727.20g白乳胶，搅拌10min后加入3.60g有机硅，调制设定粘度300cps/室温，再搅拌10min后运至生产线。
2.2配制刮浆料
刮浆料包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，投料单重为130g/㎡,刮浆料总重量为26000g，按配方比称取酚醛树脂9600 4986.80g，碳酸钙3473.60g，聚乙烯醇(PVA-205)水溶液3029.00g，白乳胶4986.80g，有机硅8730.80g，直接蓝330.20g，硅凝胶436.80g，失水山梨醇月桂酸酯26.00g。
按配方要求先将3029.00g的25％PVA水溶液加入容器，打开搅拌器，再加入4986.80酚醛树脂9600，搅拌10min后加入3473.60g碳酸钙，搅拌10min后加入4986.80g白乳胶、8730.80g有机硅化合物、436.80g硅凝胶、26.00g失水山梨醇月桂酸酯，再搅拌10min后加入330.20g直接蓝进行调色，用25％PVA水溶液调制设定粘度3000cps/室温，搅拌10min后运至生产线。
2.3配制预涂层浆料
预涂层浆料包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，投料单重为140g/㎡，预涂层浆料总重为28000g，按配方比称取酚醛树脂9600 4720.8g，酚醛树脂1100 11020.8g，碳酸钙6717.2g，聚乙烯醇(PVA-205)5457.2g，硅烷偶联剂53.2g，失水山梨醇月桂酸酯30.8g。
按配方比将PVA加入容器，打开搅拌器，再加入4720.8g酚醛树脂9600和11020.8g酚醛树脂1100(无顺序先后)，搅拌10min后加入6717.2g碳酸钙，搅拌10min后加入53.2硅烷偶联剂、30.8g失水山梨醇月桂酸酯，调制设定粘度2000cps/室温，搅拌10min后，保持40±2℃，运至生产线。
2.4制备用于本发明的基材
聚酯纤维原布依次经一次浸渍、拉伸、二次浸渍、一次刮浆、二次刮浆、涂附预涂层处理后，制得用于本发明的基材。
调节好第一组辊与辊之间的压力，使得第一浸渍添加的克重保持在60g/㎡，后拉伸，调节好第二组辊与辊之间的压力，使得第二浸渍添加的克重保持在30g/㎡。为了保持数据准确，在基材线运行时，刻下布盘进行测量，最终确认压力。
两次浸渍结束后，于200℃～220℃温度条件下烘干后进入刮浆线，通过调整刮浆刀位置以及走量调整刮浆量，通过刻盘确认使一次刮浆克重增加70g/㎡；于200℃～220℃温度条件下烘干后再次进入刮浆线，通过调整刮浆刀位置以及走量调整刮浆量，通过刻盘确认使二次刮浆克重增加60g/㎡；于130℃～160℃温度条件下烘干后重新进入刮浆线，刮浆线中加入预涂层的浆料，通过调整刮浆刀位置以及走量调整预涂量，通过刻盘确认使预涂克重增加140g/㎡，于120℃～150℃温度条件下烘干后收卷，制得用于本发明涂附磨具基材层的基材。
3、制备本发明的陶瓷刚玉磨料涂附磨具
3.1、配置底胶胶液
底胶胶液包括以下质量份数的组分：
用水调节粘度至3000cps/室温。
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，底胶胶液涂附单重226g/m2，底胶胶液总重量为45216g，按配方比称取水溶性酚醛树脂9600 15368g，水溶性酚醛树脂110010215.2g，偶联剂90.4g，渗透剂硅脂90.4g，乙二醇二***(EC)1328.88g，消泡剂有机硅253.12g，氧化硅硅灰石17854g。
配制底胶胶液：将配胶釜的夹套温度升至40℃，并保证整个配胶***的清洁与干燥。在配胶釜中，加入15368g水溶性酚醛树脂9600以及10215.2g水溶性酚醛树脂1100，以450r/min的搅拌速度搅拌混合，保温40℃的温度条件下加入90.4g偶联剂、90.4g渗透剂硅脂、1328.88g乙二醇二***以及253.12g消泡剂有机硅后，再缓慢加入17854g氧化硅硅灰石，以750r/min继续搅拌40min。当胶液温度达到40±2℃时用500mL玻璃杯取样，测量粘度。通过水调整底胶胶液粘度至3000cps/室温；用DNJ粘度计测粘度，粘度调整好后，将搅拌器调制到400r/min，维持自身粘度与温度，慢速搅拌，盖好配胶釜盖，避免空气进入使配好后胶料表面氧化结皮。
制得改性酚醛树脂底胶胶液，通过转换泵与加热循环***，维持自身粘度与温度，出料，导入机器，送生产线用于对基材层进行涂附底胶生产。
3.2、配置复胶胶液
复胶胶液包括以下质量份数的组分：
复胶胶液的组分用乙二醇二***调节粘度至2000cps/室温。
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，复胶胶液涂附单重425g/m2，复胶胶液总重量为84976g，按配方比称取酚醛树脂9600 20400g，酚醛树脂1900 14705g，偶联剂136g，钛白2890g，增稠剂非离子聚氨酯HEUR 68g，冰晶石45050g，司本20 127.5g，蓝色颜料1623.5g。
配制复胶胶液：在配胶釜中，加入20400g酚醛树脂9600以及14705g酚醛树脂1900，以450r/min的搅拌速度搅拌混合，加热至40℃，加入136g偶联剂，搅拌混合，加入2890g钛白以及68g增稠剂(非离子聚氨酯HEUR)，再缓慢加入45050g冰晶石，将搅拌器调制到750r/min，以避免结块，最后将搅拌器调制到400r/min，继续搅拌均匀后加入127.5g司本20，继续搅拌均匀后，加入1623.5g蓝色颜料，用乙二醇二***将粘度调到2000cps/室温；继续搅拌40min后将搅拌器调制到400r/min，慢速搅拌，盖好配胶釜盖，避免空气进入使配好后胶料表面氧化结皮。
制得改性酚醛树脂复胶胶液，通过转换泵与加热循环***，维持自身粘度与温度，出料，导入机器，送生产线用于基材层经上底胶-植砂后进行覆胶生产。
3.3、配置表层涂层涂料
表层涂层胶液包括以下质量份数的组分：
用乙二醇二***调节粘度至15000cps/室温。
其中，氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶包括以下质量份数的组分：
氟硼酸钾 74.24质量份；
乙二醇二*** 13.38质量份；
环氧树脂 12.37质量份。
涂层分散剂包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，表层料液涂附单重514.5g/m2，需表层料液总重量为102907.2g，其中，氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶的制备中按配方比称取氟硼酸钾76.47kg，乙二醇二***13.78kg，油性环氧树脂12.75kg；涂层分散剂的制备按配方比称取乙二醇二***98.86kg，渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚0.72kg，环氧树脂2.88kg，蓝色颜料0.54kg；其余组分气相法二氧化硅3.15kg，钛白粉0.42kg，环氧固化剂6.19kg。
制备氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶：
将氟硼酸钾76.47kg和乙二醇二***13.78kg先进行常温搅拌，于三辊研磨机上研磨至粒度15μm以下；在反应容器中加入上述制得的溶液和12.75kg环氧树脂，搅拌，加热至45～50℃温度条件下继续搅拌20～30min，制得氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶常温保存。
制备涂层胶分散剂：
在反应容器中，将98.86kg乙二醇二***和0.72kg脂肪醇聚氧乙烯醚先行放入，加热至45～50℃温度条件下以1500r/min的搅拌速度搅拌，保温45～50℃的温度条件下放入2.88kg环氧树脂，继续搅拌20～30min，最后放入0.54kg蓝色颜料，搅拌20～30min制得涂层胶分散剂，常温保存。
制备涂层涂料：
称取82.95kg氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶以及10.29kg涂层分散剂放入混料筒中，以1500r/min的搅拌速度搅拌均匀后，加入3.15kg气相法二氧化硅以及0.42kg钛白粉，常温充分搅拌后(约30min)，放入6.19kg环氧固化剂，如果粘度偏大用乙二醇二***调节粘度至15000cps/室温，制得具备触变功能的高强度耐水抗烧伤的表层料液。
3.4、涂附底胶步骤
将上述制备的用于本发明涂附磨具基材层的基材置于底胶机上，调整好底胶机设备的各种技术参数，将底胶机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的底胶胶液调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为3000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入底胶机台。
将底胶胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意胶液要放到的位置，以防胶液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工位就位后，开车，打开所有控制按钮，待基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，转入植砂工序。
3.5、植砂步骤
重力植砂：
开启循环提升斗，将要用的氧化铝陶瓷刚玉磨料经过筛后投入砂箱内，本实施例中氧化铝陶瓷刚玉磨料为经离子注入处理的粒度为40目的高温煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料。根据磨料粒度，调节砂箱间隙、撒砂辊位置和速度以及挡砂板的角度，保证上砂量符合工艺规定植砂量，后紧接着转入静电植砂。
静电植砂：
在重力植砂后的基材上通过静电植砂工艺植入氧化锆陶瓷刚玉磨料。开启静电植砂房的温湿度控制开关，使其达到工艺规定的温度25℃、湿度65％后开启静电植(冬季注意温度的保证，夏季注意湿度的保证)，调整设备参数，保证静电极板的平行度和高度(P24-P80 2.5cm，P100-600 3.0cm)，静电电压(P24-80 45KV，P100-600，40KV)。
开启循环提升斗，将要用的氧化锆陶瓷刚玉磨料经过筛后投入砂箱内，调整静电植砂装置中的震动幅度，同时打开输砂带，让其慢速先运行，根据砂面情况及时调整砂箱的下砂量以及输砂带的转速。
一切正常后将机速升至工艺要求的范围，对底胶、上砂量进行取样检测，如未达到工艺要求再次调整后并取样，直至结果达到要求。经过静电植砂后进行预烘干。
静电植砂过程中，注意循环砂进入砂箱后要搅匀，因其已经带电，和新砂搅匀后有利于静电的释放，生产结束后要先关闭所有开关，特别是电压要关闭(红灯熄灭)，然后用接地棒去放掉上极板的静电。
通过重力植砂和静电植砂后，在高强度高粘度底胶的作用下，先进行的重力植砂植入的氧化铝陶瓷刚玉磨料呈平躺形式于底胶中，后进行的静电植砂植入的氧化锆陶瓷刚玉磨料呈直立形式于底胶中，重力植砂的氧化铝陶瓷刚玉磨料将静电植砂的氧化锆陶瓷刚玉磨料固定，经过75℃～95℃预烘干，已经初步固定在基材上。
3.6、涂附复胶步骤
涂附复胶可采用与涂附底胶相同的设备进行，即涂附复胶可以采用底胶机进行。
将上述植砂后基材的置于复胶机上，调整好复胶机设备的各种技术参数，将复胶机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的复胶胶液调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为2000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入复胶机台，其步骤和底胶相同。
将复胶胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意胶液要放到的位置，以防胶液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工作就位后，开车，打开所有控制按钮，待上述植砂后的基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，复胶结束，经75℃～95℃烘干后转下道工序。
3.7、涂附表层涂层步骤
涂附表层涂层可采用与涂附底胶相同的设备进行，即涂附表层涂层可以采用底胶机进行。
将上述制备的涂附复胶后的基体置于表层涂层机上，调整好表层涂层机设备的各种技术参数，将表层涂层机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的表层涂层胶液用乙二醇二***调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为15000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入表层涂层机台。
将表层涂层胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意胶液要放到的位置，以防胶液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工作就位后，开车，打开所有控制按钮，待上述植砂后的基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，表层涂层结束，于70℃～95℃℃烘干，制得初步涂层后的陶瓷刚玉磨料涂附磨具。
3.8、后处理步骤
涂层步骤，将初步涂层后的陶瓷刚玉磨料涂附磨具置于涂层炉进行三段涂层，一段固化温度为100℃，一段固化时间为12h；二段固化温度为120℃，二段固化时间为12h；三段固化温度为130℃，三段固化时间为12h。
柔曲步骤，将涂层后的产品进行机械柔曲，使砂布表面产生微小的小裂纹，提高产品的柔性和韧性，从而获得整体柔软的产品。
成品制备步骤，将柔曲后的产品经分割砂卷→裁切→磨边→上胶→接头→压边→工序转换为设定规格涂附磨具；
成品检验步骤，按国家规定标准进行质检。
按以上方法制造的陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，经转换制备HB-80砂带，规格为1520*200(mm)，粒度：46#，使用线速度：60m/s，成品断裂强度：纵向≥4000N/5cm，横向≥2000N/5cm，在某钢厂磨削弹簧钢特钢产品，使用线速度60m/s，表面粗糙度Ra：≤0.19，磨削比：≥1:83.5，干磨条件下是普通砂带的4倍，耐热磨削达300℃。国外某公司同类产品同等条件下磨削比：1:21.5，表面粗糙度Ra：1.2。
实施例2
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，转换制备磨削不锈钢特钢产品用砂带，砂带规格(mm)为1520×200，粒度为80#，使用线速度为80m/s，投料单重为1885g/㎡，工作层总重量为377000g。该实施例的陶瓷刚玉磨料涂附磨的工作层由下述质量份数的组分：
按上述工作层组分配比及投料单重1885g/㎡计算的制备200㎡，耗用各组分材料的重量为：70#煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料32007.30g，80#氧化锆陶瓷刚玉磨料125515.6g，底胶37700g，复胶81281.20g，涂层胶98020g，工作层总重量合计为377000g。
制备方法包括以下步骤：
1、磨料预处理步骤
将70#高温煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料32007.30g和80#氧化锆陶瓷刚玉磨料125515.6g，清洗烘干后，分别采用直线式高能离子注入机，在真空条件下选择金属离子与氮离子连续重叠注入，先注入氮离子再注入金属离子，依次循环至少2次。
其中，金属元素注入是通过金属蒸气真空弧放电离子源(MEVVA)实现，加速电压40～50kV，注入的金属离子选自Ti、Cr等金属元素；氮离子的注入是通过电子回旋共振离子源(ECR)注入，加速电压60～80kV。
上述离子注入处理工艺中，氮离子气源采用纯度为99.99％的氮气，每次注入剂量约为5×1017ion cm-2；金属离子源采用纯度为99.8％的金属靶，注入剂量约为1×1017ioncm-2。
将离子处理后的高温煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料、氧化锆陶瓷刚玉磨料分别称重，然后分别转入重力植砂的料斗内和静电植砂的料斗内。
2、基材预处理步骤
根据磨削不锈钢特钢产品的技术要求，选用重型聚酯纤维原布，该重型聚酯纤维原布克重为330～350g/㎡。按一次浸渍、拉伸、二次浸渍、一次刮浆、二次刮浆、涂附预涂层的预处理顺序对该中型聚酯纤维原布进行预处理，制得用于陶瓷刚玉磨料涂附磨具的基材层。
2.1、配制浸渍料
浸渍料包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，投料单重为90g/㎡，浸渍料总重量为18000g，按配方比称取聚乙烯醇16740g，酚醛树脂631.8g，白乳胶622.8g，有机硅5.4g。
先将水和聚乙烯醇PVA-205加入容器中，升温至60℃，按照比例制成25％的PVA溶液，打开搅拌器，加入酚醛树脂，搅拌10min后加入白乳胶，搅拌10min后加入有机硅，调制设定粘度300cps/室温/室温，再搅拌10min后运至生产线。
2.2配制刮浆料
刮浆料包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，投料单重为130g/㎡,刮浆料总重量为26000g，按配方比称取酚醛树脂9600 5200.00g，碳酸钙3380.00g，PVA-205聚乙烯醇3151.20g，白乳胶4940.00g，有机硅8491.60g，直接蓝335.40g，硅凝胶468.00g，失水山梨醇月桂酸酯33.80g。
按配方要求先将3151.20g的25％PVA水溶液加入容器，打开搅拌器，再加入5200.00g酚醛树脂9600，搅拌10min后加入3380.00g碳酸钙，搅拌10min后加入4940.00g白乳胶、8491.60g有机硅化合物、468.00g硅凝胶、33.80g失水山梨醇月桂酸酯，再搅拌10min后加入335.40g直接蓝进行调色，调制设定粘度3000cps/室温/室温，搅拌10min后运至生产线。
2.3配制预涂层浆料
优选的，预涂层浆料包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，投料单重为140g/㎡,预涂层浆料总重为28000g，按配方比称取酚醛树脂9600 4950.4g，酚醛树脂1100 11200g，碳酸钙6720g，聚乙烯醇(PVA-205)5040g，硅烷偶联剂56g，失水山梨醇月桂酸酯33.6g。
按配方比将5040g的PVA加入容器，打开搅拌器，再加入4950.4g酚醛树脂9600和11200g酚醛树脂1100(无顺序先后)，搅拌10min后加入6720g碳酸钙，搅拌10min后加入56g硅烷偶联剂、33.6g失水山梨醇月桂酸酯，调制设定粘度2000cps/室温，搅拌10min后保持40±2℃，运至生产线。
2.4制备用于本发明的基材
聚酯纤维原布依次经一次浸渍、拉伸、二次浸渍、一次刮浆、二次刮浆、涂附预涂层处理后，制得用于本发明的基材。
调节好第一组辊与辊之间的压力，使得第一浸渍添加的克重保持在60g/㎡，后拉伸，调节好第二组辊与辊之间的压力，使得第二浸渍添加的克重保持在30g/㎡。为了保持数据准确，在基材线运行时，刻下布盘进行测量，最终确认压力。
两次浸渍结束后，于200℃～220℃温度条件下烘干后进入刮浆线，通过调整刮浆刀位置以及走量调整刮浆量，通过刻盘确认使一次刮浆克重增加70g/㎡；于200℃～220℃温度条件下烘干后再次进入刮浆线，通过调整刮浆刀位置以及走量调整刮浆量，通过刻盘确认使二次刮浆克重增加60g/㎡；于130℃～160℃温度条件下烘干后重新进入刮浆线，刮浆线中加入预涂层的浆料，通过调整刮浆刀位置以及走量调整预涂量，通过刻盘确认使预涂克重增加140g/㎡，于120℃～150℃温度条件下烘干后收卷，制得用于本发明涂附磨具基材层的基材。
3、制备本发明的陶瓷刚玉磨料涂附磨具
3.1、配置底胶胶液
底胶胶液包括以下质量份数的组分：
用水调节调节粘度至3000cps/室温。
本实施例为制备200m2陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，底胶胶液涂附单重226g/m2，底胶胶液总重量为37700g，按配方比称取水溶性酚醛树脂9600 14464g，水溶性酚醛树脂110011119.2g，偶联剂85.88g，渗透剂硅脂85.88g，乙二醇二***(EC)1396.68g，消泡剂有机硅248.6g，氧化硅硅灰石17799.76g。
配制底胶胶液：将配胶釜的夹套温度升至40℃，并保证整个配胶***的清洁与干燥。在配胶釜中，加入14464g水溶性酚醛树脂9600以及11119.2g水溶性酚醛树脂1100，以450r/min的搅拌速度搅拌混合，保温40℃的条件下，加入85.88g偶联剂、85.88g渗透剂硅脂、1396.68g乙二醇二***以及248.6g消泡剂有机硅，再缓慢加入17799.76g氧化硅硅灰石，以750r/min继续搅拌40min。当胶液温度达到40±2℃时用500mL玻璃杯取样，测量粘度。通过水调整底胶胶液粘度至3000cps/室温；用DNJ粘度计测粘度，粘度调整好后，将搅拌器调制到400r/min，维持自身粘度与温度，慢速搅拌，盖好配胶釜盖，避免空气进入使配好后胶料表面氧化结皮。
制得改性酚醛树脂底胶胶液，通过转换泵与加热循环***，维持自身粘度与温度，出料，导入机器，送生产线用于对基材层进行涂附底胶生产。
3.2、配置复胶胶液
复胶胶液包括以下质量份数的组分：
复胶胶液的组分用乙二醇二***调节粘度在建瓯2000cps/室温。
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，复胶胶液涂附单重425g/m2，复胶胶液总重量为81281g，按配方比称取酚醛树脂9600 24650g，酚醛树脂1900 10455g，偶联剂170g，钛白3111g，增稠剂非离子聚氨酯HEUR 85g，冰晶石44786.5g，司本20 1119g，蓝色颜料1623.5g。
配制覆胶胶液：在配胶釜中，加入24650g水溶性酚醛树脂9600以及10455g水溶性酚醛树脂1900，以450r/min的搅拌速度搅拌混合，加热至40℃，加入170g偶联剂，搅拌混合，加入3111g钛白以及85g增稠剂(非离子聚氨酯HEUR)，再缓慢加入44786.5g冰晶石，将搅拌器调制到750r/min，以避免结块，最后将搅拌器调制到400r/min，继续搅拌均匀后加入司本，继续搅拌均匀后加入1623.5g蓝色颜料，用乙二醇二***将粘度调到2000cps/室温；继续搅拌40min后将搅拌器调制到400r/min，慢速搅拌，盖好配胶釜盖，避免空气进入使配好后胶料表面氧化结皮。
制得改性酚醛树脂覆胶胶液，通过转换泵与加热循环***，维持自身粘度与温度，出料，导入机器，送生产线用于基材层经上底胶-植砂后进行覆胶生产。
3.3、配置表层涂层涂料
表层涂层胶液包括以下质量份数的组分：
用乙二醇二***调节粘度至15000cps/室温/常温。
其中，氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶包括以下质量份数的组分：
氟硼酸钾 75质量份；
乙二醇二*** 13质量份；
环氧树脂 12质量份。
涂层分散剂包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，表层料液涂附单重495.1g/m2，需表层料液总重量为98020g，其中，氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶的制备中按配方比称取氟硼酸钾77.25kg，乙二醇二***13.39kg，油性环氧树脂12.36kg；涂层分散剂的制备按配方比称取乙二醇二***98.67kg，渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚0.62kg，环氧树脂3.09kg，蓝色颜料0.62kg；其余组分气相法二氧化硅3.19kg，钛白粉0.36kg，环氧固化剂6.70kg。制备氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶：
将氟硼酸钾77.25kg和乙二醇二***13.39kg先进行常温搅拌，于三辊研磨机上研磨至粒度15μm以下；在反应容器中加入上述制得的溶液和12.36kg环氧树脂，搅拌，加热至45～50℃温度条件下继续搅拌20～30min，制得氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶，常温保存。
制备涂层胶分散剂：
反应容器中，将98.67kg乙二醇二***和0.62kg脂肪醇聚氧乙烯醚先行放入，加热至45～50℃温度条件下以1500r/min的搅拌速度搅拌，保温45～50℃的温度条件下放入3.09kg环氧树脂，继续搅拌20～30min，最后放入0.62kg蓝色颜料，搅拌20～30min制得涂层胶分散剂，常温保存。
制备涂层涂料：
称取83.43kg氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶以及9.32kg涂层分散剂放入混料筒中，以1500r/min的搅拌速度搅拌均匀后，加入3.19kg气相法二氧化硅以及0.36kg钛白粉，常温充分搅拌后(约30min)，放入6.7kg环氧固化剂，如果粘度偏大用乙二醇二***调节粘度至15000cps/室温，制得具备触变功能的高强度耐水抗烧伤的表层料液。
3.4、涂附底胶步骤
将上述制备的用于本发明涂附磨具基材层的基材置于底胶机上，调整好底胶机设备的各种技术参数，将底胶机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的底胶胶液调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为3000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入底胶机台。
将底胶胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意胶液要放到的位置，以防胶液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工位就位后，开车，打开所有控制按钮，待基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，转入植砂工序。
3.5、植砂步骤
重力植砂：
开启循环提升斗，将要用的氧化铝陶瓷刚玉磨料经过筛后投入砂箱内，本实施例中氧化铝陶瓷刚玉磨料为经离子注入处理的高温煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料。根据磨料粒度，调节砂箱间隙、撒砂辊位置和速度以及挡砂板的角度，保证上砂量符合工艺规定植砂量，后紧接着转入静电植砂。
静电植砂：
在重力植砂后的基材上通过静电植砂工艺植入氧化锆陶瓷刚玉磨料。开启静电植砂房的温湿度控制开关，使其达到工艺规定的温度25℃、湿度65％后开启静电植(冬季注意温度的保证，夏季注意湿度的保证)，调整设备参数，保证静电极板的平行度和高度(P24-P80 2.5cm，P100-600 3.0cm)，静电电压(P24-80 45KV，P100-600，40KV)。
开启循环提升斗，将要用的氧化锆陶瓷刚玉磨料经过筛后投入砂箱内，调整静电植砂装置中的震动幅度，同时打开输砂带，让其慢速先运行，根据砂面情况及时调整砂箱的下砂量以及输砂带的转速。
一切正常后将机速升至工艺要求的范围，对底胶、上砂量进行取样检测，如未达到工艺要求再次调整后并取样，直至结果达到要求。经过静电植砂后进行预烘干。
静电植砂过程中，注意循环砂进入砂箱后要搅匀，因其已经带电，和新砂搅匀后有利于静电的释放，生产结束后要先关闭所有开关，特别是电压要关闭(红灯熄灭)，然后用接地棒去放掉上极板的静电。
通过重力植砂和静电植砂后，在高强度高粘度底胶的作用下，先进行的重力植砂植入的氧化铝陶瓷刚玉磨料呈平躺形式于底胶中，后进行的静电植砂植入的氧化锆陶瓷刚玉磨料呈直立形式于底胶中，重力植砂的氧化铝陶瓷刚玉磨料将静电植砂的氧化锆陶瓷刚玉磨料固定，经过75℃～95℃预烘干，已经初步固定在基材上。
3.6、涂附复胶步骤
涂附复胶可采用与涂附底胶相同的设备进行，即涂附复胶可以采用底胶机进行。
将上述植砂后基材的置于复胶机上，调整好复胶机设备的各种技术参数，将复胶机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的复胶胶液调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为2000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入复胶机台，其步骤和底胶相同。
将复胶胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意胶液要放到的位置，以防胶液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工作就位后，开车，打开所有控制按钮，待上述植砂后的基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，复胶结束，经75℃～95℃烘干后转下道工序。
3.7、涂附表层涂层步骤
涂附表层涂层可采用与涂附底胶相同的设备进行，即涂附表层涂层可以采用底胶机进行。
将上述制备的涂附复胶后的基体置于表层涂层机上，调整好表层涂层机设备的各种技术参数，将表层涂层机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的表层涂层胶液用乙二醇二***调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为15000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入表层涂层机台。
将表层涂层胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意胶液要放到的位置，以防胶液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工作就位后，开车，打开所有控制按钮，待上述植砂后的基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，表层涂层结束，于70℃～95℃℃烘干，制得初步涂层后的陶瓷刚玉磨料涂附磨具。
3.8、后处理步骤
涂层步骤，将初步涂层后的陶瓷刚玉磨料涂附磨具置于涂层炉进行三段涂层，一段固化温度为100℃，一段固化时间为12h；二段固化温度为120℃，二段固化时间为12h；三段固化温度为130℃，三段固化时间为12h。
柔曲步骤，将涂层后的产品进行机械柔曲，使砂布表面产生微小的小裂纹，提高产品的柔性和韧性，从而获得整体柔软的产品。
成品制备步骤，将柔曲后的产品经分割砂卷→裁切→磨边→上胶→接头→压边→工序转换为设定规格涂附磨具；
成品检验步骤，按国家规定标准进行质检。
按以上方法制造的陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，经转换制备不锈钢特钢产品用HB-240砂带，规格为1520*200(mm)，粒度：80#，成品断裂强度：纵向≥4000N/5cm，横向≥2000N/5cm，在某钢厂磨不锈钢表面时，使用线速度80m/s，表面粗糙度Ra：≤1.29，磨削比：≥1:89.5，干磨条件下是普通砂带的4倍，耐热磨削达300℃。
实施例3
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，转换制备磨削钛合金用砂带，砂带规格(mm)为2100×75，粒度为120#，使用线速度为100m/s，投料单重为1975g/㎡，工作层总重量为395000g。该实施例的陶瓷刚玉磨料涂附磨的工作层由下述质量份数的组分：
按上述工作层组分配比及投料单重1949g/㎡计算的制备200㎡，耗用各组分材料的重量为：100#高温煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料30415g，120#堆积磨料氧化锆陶瓷刚玉磨料121581g，底胶47992.50g，复胶90020.50g，表层涂层104991g，工作层总重量合计为395000g。
制备方法包括以下步骤：
1、磨料预处理步骤
将30415g的100#高温煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料和121581g的120#堆积磨料氧化锆陶瓷刚玉磨料，清洗烘干后，分别采用直线式高能离子注入机，在真空条件下选择金属离子与氮离子连续重叠注入，先注入氮离子再注入金属离子，依次循环至少2次。
其中，金属元素注入是通过金属蒸气真空弧放电离子源(MEVVA)实现，加速电压40～50kV，注入的金属离子选自Ti、Cr等金属元素；氮离子的注入是通过电子回旋共振离子源(ECR)注入，加速电压60～80kV。
上述离子注入处理工艺中，氮离子气源采用纯度为99.99％的氮气，每次注入剂量约为5×1017ion cm-2；金属离子源采用纯度为99.8％的金属靶，注入剂量约为1×1017ioncm-2。
将离子处理后的高温煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料、氧化锆陶瓷刚玉磨料分别称重，然后分别转入重力植砂的料斗内和静电植砂的料斗内。
2、基材预处理步骤
根据磨削弹簧钢特钢产品的技术要求，选用重型聚酯纤维原布，该重型聚酯纤维原布克重为420～450g/㎡。按一次浸渍、拉伸、二次浸渍、一次刮浆、二次刮浆、涂附预涂层的预处理顺序对该中型聚酯纤维原布进行预处理，制得用于陶瓷刚玉磨料涂附磨具的基材层。
2.1、配制浸渍料
优选的，浸渍料包括以下质量份数的组分：
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本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，投料单重为90g/㎡，浸渍料总重量为18000g，按配方比称取聚乙烯醇16833.6g，酚醛树脂594g，白乳胶568.8g，有机硅3.6g。
先将水和聚乙烯醇PVA-205加入容器中，升温至60℃，按照比例制成25％的PVA水溶液，打开搅拌器，加入酚醛树脂，搅拌10min后加入白乳胶，搅拌10min后加入有机硅，调制设定粘度300cps/室温/室温，再搅拌10min后运至生产线。
2.2配制刮浆料
刮浆料包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，投料单重为130g/㎡,刮浆料总重量为26000g，按配方比称取9600酚醛树脂4927.00g，碳酸钙3809.00g，25％聚乙烯醇水溶液2912.00g，白乳胶4856.80g，有机硅8730.80g，直接蓝327.60g，硅凝胶408.20g，失水山梨醇月桂酸酯28.60g。
按配方要求先将2912.00g的25％PVA水溶液加入容器，打开搅拌器，再加入4927.00g酚醛树脂9600，搅拌10min后加入3809.00g碳酸钙，搅拌10min后加入4856.80g白乳胶、8730.80g有机硅化合物、408.20g硅凝胶、28.60g失水山梨醇月桂酸酯，再搅拌10min后加入327.60g直接蓝进行调色，调制设定粘度3000cps/室温/室温，搅拌10min后运至生产线。
2.3配制预涂层浆料
预涂层浆料包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，投料单重为140g/㎡，预涂层浆料总重为28000g，按配方比称取9600酚醛树脂5040g，1100酚醛树脂10892g，碳酸钙6384g，聚乙烯醇(PVA-205)5600g，硅烷偶联剂50.4g，失水山梨醇月桂酸酯33.6g。
按配方比将5600g PVA加入容器，打开搅拌器，再加入5040g酚醛树脂9600和10892g酚醛树脂1100(无顺序先后)，搅拌10min后加入6384g碳酸钙，搅拌10min后加入50.4g硅烷偶联剂、33.6g失水山梨醇月桂酸酯，调制设定粘度2000cps/室温，搅拌10min后保持40±2℃，运至生产线。
2.4制备用于本发明的基材
聚酯纤维原布依次经一次浸渍、拉伸、二次浸渍、一次刮浆、二次刮浆、涂附预涂层处理后，制得用于本发明的基材。
调节好第一组辊与辊之间的压力，使得第一浸渍添加的克重保持在60g/㎡，后拉伸，调节好第二组辊与辊之间的压力，使得第二浸渍添加的克重保持在30g/㎡。为了保持数据准确，在基材线运行时，刻下布盘进行测量，最终确认压力。
两次浸渍结束后，于200℃～220℃温度条件下烘干后进入刮浆线，通过调整刮浆刀位置以及走量调整刮浆量，通过刻盘确认使一次刮浆克重增加70g/㎡；于200℃～220℃温度条件下烘干后再次进入刮浆线，通过调整刮浆刀位置以及走量调整刮浆量，通过刻盘确认使二次刮浆克重增加60g/㎡；于130℃～160℃温度条件下烘干后重新进入刮浆线，刮浆线中加入预涂层的浆料，通过调整刮浆刀位置以及走量调整预涂量，通过刻盘确认使预涂克重增加140g/㎡，于120℃～150℃温度条件下烘干后收卷，制得用于本发明涂附磨具基材层的基材。
3、制备本发明的陶瓷刚玉磨料涂附磨具
3.1、配置底胶胶液
底胶胶液包括以下质量份数的组分：
用水调节粘度至3000cps/室温。
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，底胶胶液涂附单重226g/m2，底胶胶液总重量为47992.5g，按配方比称取水溶性酚醛树脂9600 17176g，水溶性酚醛树脂11008407.2g，偶联剂81.36g，渗透剂硅脂81.36g，乙二醇二***(EC)13256g，消泡剂有机硅262.16g，氧化硅硅灰石17835.92g。
配制底胶胶液：将配胶釜的夹套温度升至40℃，并保证整个配胶***的清洁与干燥。在配胶釜中，加入17176g水溶性酚醛树脂9600以及8407.2g水溶性酚醛树脂1100，以450r/min的搅拌速度搅拌混合，保温40℃的温度条件下加入81.36g偶联剂、81.36g渗透剂硅脂、1356g乙二醇二***以及262.16g消泡剂有机硅后，再缓慢加入17835.92g氧化硅硅灰石，以750r/min继续搅拌40min。当胶液温度达到40±2℃时用500mL玻璃杯取样，测量粘度。通过水调整底胶胶液粘度至3000cps/室温；用DNJ粘度计测粘度，粘度调整好后，将搅拌器调制到400r/min，维持自身粘度与温度，慢速搅拌，盖好配胶釜盖，避免空气进入使配好后胶料表面氧化结皮。
制得改性酚醛树脂底胶胶液，通过转换泵与加热循环***，维持自身粘度与温度，出料，导入机器，送生产线用于对基材层进行涂附底胶生产。
3.2、配置复胶胶液
复胶胶液包括以下质量份数的组分：
其中，复胶胶液的组分用乙二醇二***调节粘度至2000cps/室温。
配置复胶胶液：在配胶釜中，加入24565g水溶性酚醛树脂9600以及10540g水溶性酚醛树脂1900，以450r/min的搅拌速度搅拌混合，加热至40℃，加入153g偶联剂，搅拌混合，加入2966.5g钛白粉以及76.5g增稠剂(非离子聚氨酯HEUR)，再缓慢加入44965g冰晶石，将搅拌器调制到750r/min，以避免结块，最后将搅拌器调制到400r/min，继续搅拌均匀后加入110.5g司本，继续搅拌均匀后加入1623.5g蓝色颜料，用乙二醇二***将粘度调到2000cps/室温；继续搅拌40min后将搅拌器调制到400r/min，慢速搅拌，盖好配胶釜盖，避免空气进入使配好后胶料表面氧化结皮。
制得改性酚醛树脂覆胶胶液，通过转换泵与加热循环***，维持自身粘度与温度，出料，导入机器，送生产线用于基材层经上底胶-植砂后进行覆胶生产。
3.3、配置表层涂层涂料
表层涂层胶液包括以下质量份数的组分：
用乙二醇二***调节粘度至15000cps/室温。
其中，氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶包括以下质量份数的组分：
氟硼酸钾 73.50质量份；
乙二醇二*** 13.50质量份；
环氧树脂 13.00质量份。
涂层分散剂包括以下质量份数的组分：
本实施例为制备200㎡陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，表层料液涂附单重524.95g，需表层料液总重量为104991g，其中，氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶的制备中按配方比称取氟硼酸钾75.71kg，乙二醇二***13.91kg，油性环氧树脂13.39kg；涂层分散剂的制备按配方比称取乙二醇二***98.98kg，渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚0.52kg，环氧树脂2.94kg，蓝色颜料0.57kg；其余组分气相法二氧化硅3.04kg，钛白粉0.37kg，环氧固化剂6.33kg。
制备氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶：
将75.71kg氟硼酸钾和13.91kg乙二醇二***先进行常温搅拌，于三辊研磨机上研磨至粒度15μm以下；在反应容器中加入上述制得的溶液和13.39kg油性环氧树脂，搅拌，加热至45～50℃温度条件下继续搅拌20～30min，制得氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶，常温保存。
制备涂层胶分散剂：
反应容器中，将98.98kg乙二醇二***和0.52kg脂肪醇聚氧乙烯醚先行放入，加热至45～50℃温度条件下以1500r/min的搅拌速度搅拌，保温45～50℃的温度条件下放入2.94kg环氧树脂，继续搅拌20～30min，最后放入0.57kg蓝色颜料，搅拌20～30min制得涂层胶分散剂，常温保存。
制备涂层涂料：
称取83.74kg氟硼酸钾油性涂层改性环氧树脂胶以及9.52kg涂层分散剂放入混料筒中，以1500r/min的搅拌速度搅拌均匀后，加入3.04kg气相法二氧化硅以及0.37kg钛白粉，常温充分搅拌后(约30min)，最后放入6.33kg环氧固化剂，如果粘度偏大用乙二醇二***调节粘度至15000cps/室温，制得具备触变功能的高强度耐水抗烧伤的表层料液。
3.4、涂附底胶步骤
将上述制备的用于本发明涂附磨具基材层的基材置于底胶机上，调整好底胶机设备的各种技术参数，将底胶机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的底胶胶液调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为3000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入底胶机台。
将底胶胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意胶液要放到的位置，以防胶液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工位就位后，开车，打开所有控制按钮，待基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，转入植砂工序。
3.5、植砂步骤
重力植砂：
开启循环提升斗，将要用的氧化铝陶瓷刚玉磨料经过筛后投入砂箱内，本实施例中氧化铝陶瓷刚玉磨料为经离子注入处理的粒度为100#的煅烧氧化铝陶瓷刚玉磨料30415g。根据磨料粒度，调节砂箱间隙、撒砂辊位置和速度以及挡砂板的角度，保证上砂量符合工艺规定植砂量，后紧接着转入静电植砂。
静电植砂：
在重力植砂后的基材上通过静电植砂工艺植入120#堆积磨料氧化锆陶瓷刚玉磨料121581g。开启静电植砂房的温湿度控制开关，使其达到工艺规定的温度25℃、湿度65％后开启静电植(冬季注意温度的保证，夏季注意湿度的保证)，调整设备参数，保证静电极板的平行度和高度(P24-P80 2.5cm，P100-600 3.0cm)，静电电压(P24-80 45KV，P100-600，40KV)。
开启循环提升斗，将要用的氧化锆陶瓷刚玉磨料经过筛后投入砂箱内，调整静电植砂装置中的震动幅度，同时打开输砂带，让其慢速先运行，根据砂面情况及时调整砂箱的下砂量以及输砂带的转速。
一切正常后将机速升至工艺要求的范围，对底胶、上砂量进行取样检测，如未达到工艺要求再次调整后并取样，直至结果达到要求。经过静电植砂后进行预烘干。
静电植砂过程中，注意循环砂进入砂箱后要搅匀，因其已经带电，和新砂搅匀后有利于静电的释放，生产结束后要先关闭所有开关，特别是电压要关闭(红灯熄灭)，然后用接地棒去放掉上极板的静电。
通过重力植砂和静电植砂后，在高强度高粘度底胶的作用下，先进行的重力植砂植入的氧化铝陶瓷刚玉磨料呈平躺形式于底胶中，后进行的静电植砂植入的氧化锆陶瓷刚玉磨料呈直立形式于底胶中，重力植砂的氧化铝陶瓷刚玉磨料将静电植砂的氧化锆陶瓷刚玉磨料固定，经过75℃～95℃预烘干，已经初步固定在基材上。
3.6、涂附复胶步骤
涂附复胶可采用与涂附底胶相同的设备进行，即涂附复胶可以采用底胶机进行。
将上述植砂后基材的置于复胶机上，调整好复胶机设备的各种技术参数，将复胶机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的复胶胶液调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为2000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入复胶机台，其步骤和底胶相同。
将复胶胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意胶液要放到的位置，以防胶液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工作就位后，开车，打开所有控制按钮，待上述植砂后的基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，复胶结束，经75℃～95℃烘干后转下道工序。
3.7、涂附表层涂层步骤
涂附表层涂层可采用与涂附底胶相同的设备进行，即涂附表层涂层可以采用底胶机进行。
将上述制备的涂附复胶后的基体置于表层涂层机上，调整好表层涂层机设备的各种技术参数，将表层涂层机胶盘循环水升温至夏季47℃，冬季60℃，抬起胶盘，开启管道阀门，将按上述配方比配置好的表层涂层胶液用乙二醇二***调整粘度，用DNJ粘度计测粘度为15000cps/室温，调整胶液温度为38±2℃，送入表层涂层机台。
将表层涂层胶液过筛后慢慢放入胶盘，注意胶液要放到的位置，以防胶液溢出，精确测量胶温达到工艺要求的温度38±2℃，开启胶辊，看胶液是否均匀，发现两边有薄厚要及时调整，循环胶液约5min。
待预烘房、主烘房温度达到工艺要求时，工作就位后，开车，打开所有控制按钮，待上述植砂后的基材走到胶盘处压合钢辊，压上均匀杠，速度先慢后快，待车速达到工艺要求的速度并稳定后，在基体的中间位置取样，测定上胶量，并及时调整至符合要求，表层涂层结束，于70℃～95℃℃烘干，制得初步涂层后的陶瓷刚玉磨料涂附磨具。
3.8、后处理步骤
涂层步骤，将初步涂层后的陶瓷刚玉磨料涂附磨具置于涂层炉进行三段涂层，一段固化温度为100℃，一段固化时间为12h；二段固化温度为120℃，二段固化时间为12h；三段固化温度为130℃，三段固化时间为12h。
柔曲步骤，将涂层后的产品进行机械柔曲，使砂布表面产生微小的小裂纹，提高产品的柔性和韧性，从而获得整体柔软的产品。
成品制备步骤，将柔曲后的产品经分割砂卷→裁切→磨边→上胶→接头→压边→工序转换为设定规格涂附磨具；
成品检验步骤，按国家规定标准进行质检。
按以上方法制造的陶瓷刚玉磨料涂附磨具砂布，经转换制备磨钛合金产品用砂带，规格为2100×75(mm)，粒度：120#，成品断裂强度：纵向≥4000N/5cm，横向≥2000N/5cm，在某叶片厂五轴联动数控加工中心叶片抛光，使用线速度100m/s，表面粗糙度Ra：≤0.09，磨削比：≥1:83.5，干磨条件下是普通砂带的4倍，耐热磨削达300℃。国外某公司同类产品同等条件下磨削比：1:61.4，表面粗糙度Ra：0.18。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种陶瓷刚玉磨料涂附磨具，包括基材层和工作层，所述工作层包括底胶层、植入所述底胶层的磨料、涂覆在所述磨料和所述底胶上的复胶层，其特征在于，所述磨料为经离子注入处理的陶瓷刚玉磨料，所述离子注入处理注入的是金属离子和氮离子；
所述陶瓷刚玉磨料涂附磨具的制备方法包括磨料预处理步骤、基材预处理步骤、涂附底胶步骤、植砂步骤以及涂附复胶步骤，所述磨料预处理步骤包括对磨料进行离子注入处理；所述离子注入处理是将氮离子、金属离子依次循环注入所述磨料表面，所述循环次数不少于2次，所述基材预处理步骤包括对基材进行两次浸渍处理；
所述浸渍处理的浸渍料包括以下质量份数的组分：
在所述基材进行两次浸渍处理之后，还包括对所述基材进行两次刮浆处理，所述刮浆处理的刮浆料包括以下质量份数的组分：
在所述基材预处理步骤中，在对基材进行两次浸渍处理以及两次刮浆处理后，还包括对所述基材进行预涂处理，所述预涂处理的预涂料包括以下质量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的陶瓷刚玉磨料涂附磨具，其特征在于，所述陶瓷刚玉磨料包括氧化铝陶瓷刚玉磨料、氧化锆陶瓷刚玉磨料、氧化锆陶瓷刚玉堆积磨料中的任意一种或几种。
3.根据权利要求2所述的陶瓷刚玉磨料涂附磨具，其特征在于，所述磨料呈两层分布在所述涂附磨具中。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的陶瓷刚玉磨料涂附磨具，其特征在于，所述工作层还包括涂覆在所述复胶层上的表层涂层。
5.根据权利要求4所述的陶瓷刚玉磨料涂附磨具，其特征在于，所述工作层包括以下质量份数组分：
6.根据权利要求1、2、3、5任意一项所述的陶瓷刚玉磨料涂附磨具，其特征在于，所述植砂步骤包括重力植砂处理以及静电植砂处理。
7.根据权利要求4所述的陶瓷刚玉磨料涂附磨具，其特征在于，所述植砂步骤包括重力植砂处理以及静电植砂处理。
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