摘要 涂附磨具分会专家委员会委员湖南大学教授万隆 我第一次来到通城。看到在这么一个小小的、相对比较偏僻的县城,有这么多涂附磨具企业,而且国内知名的、最大规模的企业也在这里,感觉很好。中国...
我第一次来到通城。看到在这么一个小小的、相对比较偏僻的县城,有这么多涂附磨具企业,而且国内知名的、最大规模的企业也在这里,感觉很好。中国涂附磨具经历了几十年的发展,从上世纪80年代白鸽引进第一条宽砂带生产线开始,砂带磨削在国内得到了快速的发展。特别是近一、二十年发展更快,成为中国机械加工行业不可或缺的一个行业,每年的产值也达到了几十个亿。近两年来,中国的制造业发展到了一定的水平,必定要进行一些调整。这个调整也必然会影响到我们涂附磨具行业。
目前国内涂附磨具普遍存在的问题,一是行业竞争越来越激烈。因为相对来说,它的技术水平不算是很高,技术含量不是很大,所以生产企业越来越多,而市场容量就那么大,企业之间就必然要竞争;第二个就是用户的要求越来越高。制造业不断发展,精度要求越来越高,光洁度要求越来越高,相应地就会提出一些新的要求,特别是一些新用途的要求、新产品的要求。从国外进来了一些新的磨削工艺,新的产品要求,我们就有点适应不了。另外,近年来国内形势的变化也使传统产品面临严峻的挑战。传统产品相对来说利润比较低些,竞争更加激烈,生存压力就越来越大。这两年劳动力成本不断上涨,使得企业的负担无形中加重了很多。我不知道你们这边劳动力形势是怎样的,像长沙那边,员工工资至少要两千多,沿海地区要三千多、四千多。劳动力成本上升很快,而产品的价格提不上去,原材料成本也在上涨,无形中企业的压力就很大。这也是涂附磨具企业和其它制造企业普遍存在的问题。
在这种形势下,怎么找出一条出路。前面几位专家已经做了很好的介绍,我只是想从专业的角度简单地谈谈我的一些看法。我主要是搞专业的,当然我这个专业不完全是涂附磨具,但我是磨料磨具方面的,有一些相同的看法和大家交流一下。
我觉得目前的情况,企业要得到快速发展、稳定发展,就要创新。传统产品、现用产品已经达到了一定的规模,就要在于质量的稳定。而且目前的一些产品,很多来说是,大众化的比较多一些,真正具有特色的产品不多。玉立有一些特色产品,但是占的比例也是很小的。主要还是大路产品为主。所以我觉得一个企业要持续发展,必须要有新的产品。新产品的开发要从一下几个方面着手:
一个是原材料方面的创新。最早做涂附磨具采用的是动物胶,也就是明胶,皮胶之类,后来发展到了脲醛树脂,再后来酚醛树脂。发展到现阶段,我觉得要做高档的,胶粘剂方面要有所提高,我们最近研究了一些聚酰亚氨树脂,用来做金刚石类的涂附磨具,其耐高温、耐磨损都还不错。在这方面我们也关注一些新的材料,比如西安黄曦博士研究的无机高分子胶粘剂。它是一种复合胶,是有机和无机的复合胶,最早是为航天航空方面所用复合材料的复合胶。它是无机胶里面的有机胶,两种复合起来的。我们做了很多试验,在低温阶段,利用它高分子产量性能;在高温阶段,主要利用它无机材料的性能。这个材料我还比较感兴趣,强度确实很强,工艺上也比较简单,很多性能还是不错的,但目前它的耐水性能是一个比较大的问题,能不能将性能进一步提高一下,以在涂附磨具、固结磨具行业推广应用,是实现比较大的突破的关键。
第二个是基体方面的创新。涂附磨具的基体最早是用纸或布,后来发展到聚合物、玻璃纤维,目前,像超硬材料涂附磨具在往金属基体方向发展。像郑州瑞特做的金刚石涂附磨具,包括砂带、页轮,还有一些金刚石线锯等,所用的都是金属基体,这也是一个方向。
第三个就是磨料方面的创新。传统的磨料就是碳化硅、棕刚玉、白刚玉,后来发展到锆刚玉,比较重负荷方面的磨削,采用锆刚玉比较好一些。另外就是大家都在研究的堆积磨料。在这个过程中,比较普遍的是采用树脂作为结合剂来研究堆积磨料,像玉立公司做的就是用树脂把磨料粘结在一起而做的堆积磨料。目前我们研究的主要是陶瓷结合的堆积磨料,因为陶瓷本身比较脆,硬度可以比较随意的控制,所以它做成堆积磨料后,某些性能和树脂做成的堆积磨料可能会有些不同。我觉得还是比较有意义的,目前也正在做一些实验。另外说到陶瓷磨料,也就是以前我们说的“SG”磨料。SG磨料在固结磨具里面,做成工具后应用得比较多一些,在涂附磨具方面,目前真正应用的还不是太多。我想这可能是SG磨料成本相对比较高,做起来性价比不能够实现比较好的理想。SG磨料在涂附磨料磨具方面的应用应该是可以实现的,怎么样把基体,把胶配套上去,越高档的产品,高档的磨料要配上高档的粘结剂,这是必须要配套的。俗话说“好马配好鞍”。
第四个就是工艺方面的创新。我以前是搞固结磨具的,近年来也搞一些涂附磨具,涂附磨具和固结磨具没有明显的界限。我现在也带学生搞一些研究和开发,产品很多是涂附与固结相结合的。目前,我研究的几个方面,一个是磨手机玻璃屏幕和掌上电脑玻璃屏幕的一个磨盘。这个磨盘3M也生产,主要在塑料基体上面做一些树脂结合的金刚石颗粒,粘在薄膜上面,做成一个盘,这就是涂附磨具和固结磨具相结合的。另一个方面就是太阳能光伏材料切削线锯。我国能源非常紧张,所以太阳能的发展是一个必然的趋势,国家也比较重视。它的原理是,把单晶硅和多晶硅切成很薄的片,再通过表面处理和接线处理,把太阳能转变成电能,把光变成电。单晶硅和多晶硅首先生产成棒,直径大小不等,再把棒切成很薄的片,以前是采用金属线,把碳化硅微粉做成料浆,线来回运动,把碳化硅浆料加进去,线带动碳化硅颗粒运动来进行切割的。现在国外,特别是日本,他们采用的就是在金属丝上电镀或者是涂附金刚石磨料,做成金刚石线锯。这种线锯比原来的碳化硅浆料生产效率高、加工刀口的宽度大大减小,加工切割质量也上升了,这是超硬材料跟涂附磨具结合应用的一个方向,估计在一两年内内有比较大的发展。第三个方面就是把液体树脂和磨料混合做成浆料,再粘到橡胶上面,然后切成小块,这个产品目前在印刷电路板方面应用得比较多,这实际上也是涂附磨具和固结磨具的一个结合,以上是我目前做的几项工作。
涂附磨具在很多领域都可以推广应用。像玻璃边的磨削,目前是采用固结磨具的,特别是金刚石;还有单晶硅和多晶硅薄片的磨边,因为厚度很薄,不能受很大的力,同时单晶硅和多晶硅都很脆,所以说这方面的磨削可以用涂附磨具替代的;还有手机屏幕的磨边,掌上电脑屏幕的磨边,还有很多陶瓷的加工等等,很多方面可以利用涂附磨具,这方面的应用还缺乏研究。据我看,目前一些新产品的推广,应与应用设备结合起来,我们在做固结磨具的时候有一些感觉,很多东西虽然很好,但是推广起来很难,比如说新材料固结磨具在轴承行业的推广就是这样。轴承行业应用磨料磨具是比较多的,目前它主要是采用普通磨料,比如碳化硅和刚玉比较多。超硬材料固结磨具在这方面有很多优势,但在推广的过程中,遇到的问题是,原来的加工设备都是采用普通磨具的,普通磨具的修整可以用金刚石来修整,如果采用超硬磨具去加工,修整就成了问题,他们没有修整工具,安装也成问题。所以说产品的开发,应该和机床配套起来,产品与加工设备配套起来才会有比较好的应用,这是我的一些体会。
涂附磨具,包括磨料磨具,只是个工具,相对机械制造业,机床制造业,行业比较小,在基础研究方面包括产品的开发、工艺研究,都比较少,技术还比较落后。所以,在这方面我们还有很多工作要做。涂附磨具行业要由大变强,做大主要是靠经济实力,我们很多企业已经具备规模了,但是做强,就需要综合因素,包括经济、管理,但更多的是在技术方面要上去,才能够做强。因此技术人员的投入是十分重要的,作为涂附磨具的一员,我希望能为这个行业做出一些贡献;另外,作为行业协会也要努力,在国家,特别是在新产品立项方面,能够争取一些话语权,为我们行业争取一些国家政策的支持,这也是一个非常必要的事情。在这方面,我觉得超硬方面比我们做得要好一些。作为一个行业协会,这方面要加强。