自20世紀(jì)60年代以來(lái)，歐、美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在砂帶磨床技術(shù)及砂帶制造技術(shù)方面有了新的突破，取得了巨大的成就，已進(jìn)入向現(xiàn)代化發(fā)展的新階段。從日用湯勺到宇航器件，各行各業(yè)無(wú)不競(jìng)相采用砂帶磨削技術(shù)，新型機(jī)大量涌現(xiàn)，砂帶磨床朝著小型化、強(qiáng)力、高效、大功率寬砂帶磨床方向發(fā)展，如美國(guó)生產(chǎn)的砂帶磨床最大寬度達(dá)5.0m，最大功率達(dá)200kW。砂帶磨削技術(shù)在國(guó)外已得到了廣泛應(yīng)用，磨床擁有量不斷增加，據(jù)資料顯示：砂帶磨床與砂輪磨床產(chǎn)值比，美國(guó)為49∶51，德國(guó)為45∶55，日本為25∶75，英國(guó)、瑞士等國(guó)發(fā)展也很快。用涂附磨具進(jìn)行磨削加工，已成為這些發(fā)達(dá)國(guó)家獲得高額經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，砂帶磨削的功能已遠(yuǎn)超出了除銹、粗磨、拋光等范圍，并與特種加工方法和現(xiàn)代化技術(shù)緊密結(jié)合。國(guó)際知名的砂帶品牌有美國(guó)3M、Norton，德國(guó)Hermes、VSM，韓國(guó)DEER和日本牛頭等，著名的砂帶磨床制造廠商有美國(guó)Cincinnati、EmersonElectric、Sundstand，德國(guó)Loser，瑞士ASEA等。砂帶是砂帶磨削技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵和重要標(biāo)志，是衡量一個(gè)國(guó)家砂帶磨削技術(shù)發(fā)展水平高低的標(biāo)準(zhǔn)。世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視砂帶開(kāi)發(fā)和制造，其生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，各類(lèi)國(guó)外砂帶品牌在我國(guó)的銷(xiāo)售量也在逐年增加。

國(guó)外砂帶的發(fā)展及應(yīng)用

近年來(lái)，國(guó)外砂帶結(jié)構(gòu)和材料不斷發(fā)展和完善。砂帶結(jié)構(gòu)方面：出現(xiàn)了堆積磨料砂帶(金字塔型砂帶)、多層磨粒砂帶、超涂層砂帶、、空心球型砂帶、高彈性砂帶、防跑偏砂帶、不等厚砂帶、粒度復(fù)合砂帶等。砂帶組成材料及制造工藝等方面：在磨料方面，傳統(tǒng)上采用氧化鋁和碳化硅，強(qiáng)力砂帶主要采用鋯剛玉，美國(guó)3M公司研制了一種Cubicut砂帶，磨粒采用鋯鋁氧化物合成，這是目前砂帶磨料中最硬的品種，德國(guó)開(kāi)發(fā)并獲多國(guó)專利的空心球復(fù)合磨粒，其砂帶的切削效率高、使用壽命長(zhǎng)、成本低;在基體材料方面，日本正研制一種由軟鋼帶作基底的CBN或金剛石砂帶，對(duì)于特殊場(chǎng)合和高硬度材料的加工很有效，美國(guó)3M公司研制出一種塑料薄膜基底，制出的砂帶強(qiáng)度高、韌性好，可以加工出粗糙度Ra為0.05μm以下的工件表面。

(1)堆積磨料砂帶

堆積磨料砂帶從外觀看是由一系列粗大的磨粒構(gòu)成的，實(shí)際上每個(gè)大磨粒都包含了許多微細(xì)的氧化鋁和碳化硅顆粒。如2004年美國(guó)3M公司研制的金字塔堆積磨料砂帶TrizactTM953FA和法國(guó)SaintGobain(原美國(guó)Norton)的NORaX金字塔砂帶(圖1-1)，前者由外形規(guī)則整齊排列的四棱錐磨粒組成，磨料除常規(guī)的氧化鋁和碳化硅以外，還有陶瓷剛玉磨料;后者由外觀相對(duì)粗糙，近似球狀的磨粒團(tuán)構(gòu)成。但就本質(zhì)而言，它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是相似的，即每個(gè)大磨粒都由大量比錐形磨?；蚰チF(tuán)更小的磨粒粘接而成。表層磨粒切除一定量的材料后會(huì)鈍化，磨鈍的小磨粒會(huì)從錐形磨?；蚰チF(tuán)上破碎脫落，位于里層的新磨粒就會(huì)露出來(lái)參與磨削，因此，新型堆積磨料砂帶由于在磨削過(guò)程中不斷有鋒利的切削刃產(chǎn)生，所以具有較長(zhǎng)的壽命和對(duì)材料均勻一致的切除率。圖1-2是相同粒度堆積磨料砂帶和普通砂帶切除率與磨削時(shí)間的關(guān)系曲線。從圖中不難看出，普通砂帶磨削前期材料切除率雖然比堆積磨料砂帶略高，但隨磨削時(shí)間的增加快速下降;相反，堆積磨料砂帶材料切除率下降速度比普通磨料砂帶要慢，而且隨磨削時(shí)間的遞增逐漸減小并趨于零，壽命約為普通砂帶的4倍以上。

堆積磨料砂帶在美國(guó)和德國(guó)推廣很快，如2004年美國(guó)的HeilAcme公司改用3M公司TrizactTM953FA砂帶實(shí)現(xiàn)了高精度電機(jī)轉(zhuǎn)子的高效精密磨削，加工表面粗糙度值可達(dá)Ra0.015μm，平均單件磨削成本降低近50%。德國(guó)著名渦輪葉片砂帶磨床制造企業(yè)MetaboPolisys公司也將VSM公司KK712X砂帶用于葉片型面的精密磨削，加工后的葉片具有一致的表面。

(2)多層磨粒砂帶

多層磨粒結(jié)構(gòu)可以有效地提高砂帶使用壽命。法國(guó)SaintGobain磨料磨具公司的細(xì)粒度多層磨粒砂帶也是精細(xì)砂帶一大特色產(chǎn)品，圖1-4(a)、(b)分別是NORaX砂帶的微觀結(jié)構(gòu)和斷面示意圖。由圖1-4(a)可見(jiàn)，砂帶表層呈起伏狀，在一定程度上提高了多層砂帶的柔曲性能。多層磨粒砂帶具有一定的磨粒層(圖1-4(b))，當(dāng)上層磨粒鈍化破裂脫落后，就會(huì)露出新的切削層，所以多層磨粒砂帶具有較長(zhǎng)的使用壽命和一定的自銳性。但磨粒層數(shù)有限，因?yàn)閷訑?shù)過(guò)多會(huì)導(dǎo)致砂帶僵硬，從而無(wú)法有效地進(jìn)行磨削。

(3)空心球磨料砂帶

空心球磨料被公認(rèn)為世界上最有效的磨料，不僅可用于工件的研磨和拋光，而且其重負(fù)荷磨削效果顯著。如德國(guó)Hermes公司HermesitSystem空心球磨料砂帶(圖1-4)是通過(guò)粘結(jié)劑將許多表層粘有細(xì)小磨粒的空心球殼固定在基體上形成的一種復(fù)合磨粒砂帶，球殼薄而脆，由熱塑性樹(shù)脂或玻璃等脆硬材料制成。其中單個(gè)球殼上的磨粒數(shù)量高達(dá)200多個(gè)，磨料種類(lèi)通常是鋯剛玉或陶瓷剛玉。類(lèi)似于堆積磨料砂帶，磨鈍后高度相對(duì)較低的新磨粒將突出來(lái)參與切削，所以具有很長(zhǎng)的使用壽命。砂帶使用一段時(shí)間后，磨粒開(kāi)始破碎、開(kāi)孔，但仍然具有很高的機(jī)械強(qiáng)度和長(zhǎng)時(shí)間保持持續(xù)。