石材拋光效果取決于兩個方面:一是所采用的拋光技術 ,即后天認為因素;二是石材本身存在的先天的內因 。采用花崗石的可拋光光澤度可以作為評價花崗石石材可拋光性的評價指標。如果不考慮石材本身的所具有的內因, 單就拋光工藝而言, 影響石材拋光的幾個主要因素是拋光劑的類型, 拋光磨具(塊)和拋光工藝參數。

1 、影響石材拋光的幾個主要因素

1.1 拋光劑的類型
拋光劑雖然是一種特殊的磨光材料, 但它與磨光材料的主要區別表現在加工機理上。原則上說,有一些低硬度的微粉材料也可以當作拋光劑來使用。但通常高硬度的拋光劑比低硬度的好, 且適用范圍也廣 。金剛石拋光粉 ,對大多數石材的拋光 ,都能取得較為滿意的拋光效果。例如華僑大學化工學院的杜慷慨,林志勇對此作了研究 ,磨片在石雕工藝品等異型石材加工中廣泛使用。石材磨具的制備,常使用菱苦土 、酚醛樹脂 、不飽和樹脂和環氧樹脂作為黏結劑 。由于異型磨具必須具有一定的柔軟性和
彎曲度,黏結劑的選擇應考慮有一定的耐磨性和柔曲性 ,實驗選擇酚醛樹脂作黏結劑 ,丁腈橡膠作軟化劑 ,可溶或微溶性鹽作氣孔填充劑。同時, 研究磨具對石材的磨制和拋光性能等的影響。

實驗材料:
45t油壓 機, 日立手提 研磨機 。粉 末酚醛 樹脂(H161), 丁腈橡膠, 烏洛托品 (固化劑 ), CaSO4·0.5H2 O∶NaCl∶NaAlF4 =1∶1∶1(填充劑 ), 100目至 W5的金剛石微粉 。

實驗方法 :
(1)將酚醛樹脂、軟化劑、氣孔填充劑 、固化劑在球磨機中充分球磨混
合均勻,再加入金剛石微粉混合均勻備用。將物料裝模, 于 150℃, 10 MPa的壓力下壓模成形 。分別制得粗磨 (150 #, 300#)、細磨 (500 #, 1000 #)、精磨(2000#)和拋光片的異型石材磨具一套共 6 片。
(2)使用手提研磨機研磨平面和曲面的石材 , 檢測異型石材磨具的磨削比(B)和拋光光澤度 (G)。

結論:
(1)以酚醛樹脂作為石材異型磨具的結合劑, 選擇 150℃和 80 MPa的壓力為宜.
(2)制備異型石材磨具時, 樹脂質量分數一般為 0.25;丁腈橡膠的質量分數為 0.25,有最高的磨削比達到 0.35時, 有最高的光澤度 。氣孔填充劑質量分數達到 0.20時, 拋
光光澤度達到最大值 。精磨和細磨的氣孔填充劑質量分數分別為 0.15和 0.10時最合適 .

1.2 光磨具(塊)

規格平整的石材光面板, 是石材平面磨削的一種表面加工的表現形式, 多采用含有金屬材料制成的硬盤作為拋光盤。軟盤拋光的拋光面, 在石材受壓時易屈服成一凹面, 適用于弧面型拋光。中硬盤的耐磨性 ,吸附性較好, 并具有一定的彈性, 對平面型石材的拋光的效果也比較好 。由山東大學機械工程學院劉增文教授對石材加工過程中的磨輪磨損做了實驗,該實驗的目的就是考察不同粒度的磨粒對石材加工效率的影響, 以及不同材質的石材對刀具磨損的影響。實驗用石材選常見的濟南青和齊魯紅,在意大利 CMS公司生產的石材加工中心 (型號:SPEED3)進行的 。所用刀具為菱苦土作為黏結劑,SiC為磨料但粒度不同的兩個磨輪 T1 和 T2。兩種花崗石的厚度都是 20 mm, 幅面尺寸均為 1 500 mm×1 000 mm, 在切削加工中 , 每次切深保持不變(0.1 mm), 每轉進給保持不變(0.lmm/r), 但主軸轉速從 3 000 r/min～ 10 000 r/mm發生變化 (每次變化 1 000 r/mm)。因此,其進給速度也相應地發生變化 。每次磨削之后,用千分尺測量刀具直徑,把測量的結果記錄下來, 留作分析之用。通過用兩種不同粒度磨輪磨削不同硬度的花崗石實驗, 可以得到以下結論 :磨輪的磨損主要取決于石材的硬度和石材去除量 ,石材硬度愈高, 刀具壽命愈短;去除量愈大,刀具磨損愈大。樹脂型磨輪磨拋花崗石, 刀具半徑每米要補償 (0.01 ～ 0.02)mm,石材硬度愈高 ,補償愈大。但轉速超過一定值時 ,刀具磨損加快,同時光澤度下降。

1.3 磨削加工和拋光工藝參數的選擇

石材磨削工藝參數包括 :工作壓力 P, 磨頭轉速n,工作臺進給速度 Vw。

粗、中磨削階段, 主要考慮石材磨除量 (石材磨除率 )這一重要指標 ,提高磨削效率 ,降低磨具磨損,以使成本下降 ,而表面光澤度很低 ,意義不大 。選用TH36#— 70#粒度菱苦土磨塊 , 通過正交試驗 , 可以獲得如下結論 :在該階段 ,對指標影響最大的是磨削速度 n,其次是工作壓力 P,影響最小的是進給速度Vw, 所以在選擇工藝參數時, 應優先考慮采用大的Vw, 其次考慮采用大的 P,最后才根據機床剛性系統的要求選擇較高的 n .

粗、中磨削大理石板材時工藝參數的選擇原則:為保證能在單位時間內去除較多的工件材料,同時磨具損耗不能過快 (即要求磨削比大 ), 可選取較大的壓力和較高的磨削速度 ,為提高生產效率, 應選取較大的試件速度 。但壓力的選擇要由磨具的硬度及板材的抗壓強度來決定 , 速度的增加也由機床及磨頭主軸的性能來決定 。

細、精磨削階段 ,主要考慮的是保證板材的表面加工質量 (光澤度 ), 為拋光作準備 ,同時兼顧磨具磨損和生產效率 。選用 320#— 800#粒度菱苦土磨塊,通過正交試驗得出:工件進給速度 Vw和磨削速度 n對板材的光澤度影響較顯著 ,而工作壓力 P影響較小,由此可以得到細 、精磨削大理石板材時工藝參數的選擇原則 :為了獲得較高的表面光澤度,可選取較高的轉速 、較慢的進給速度以及較低的壓力。

拋光是石材加工中最后一道工序, 拋光方法有磨具拋光和毛氈拋光 , 大理石拋光通常采用磨具拋光。拋光加工中 ,磨具磨粒是很細的細微粉, 其加工中切除量很小, 因此 ,評價拋光質量的主要性能指標是光澤度 。拋光工藝參數對拋光質量起著重要作用。選取白剛玉為磨料, 3#P混合樹脂為粘結劑, 采用單因素試驗法, 可對拋光壓力 P、板材進給速度Vw,拋光時間 T這三個工藝參數進行優化。

壓力是影響拋光過程的重要參數之一。拋光塊以一定壓力作用在板材表面上 ,在拋光表面的同時自身也因磨損而喪失其拋光能力。隨著壓力增加,參加工作的磨粒數量增多 , 磨粒更快地喪失工作能力, 同時由于劇烈摩擦, 板面溫度上升, 在磨擦點處溫度上升更快 ,磨粒在高溫下更易軟化,粒附現象嚴重。因此壓力過高時,板材的表面粗糙度上升,降低了拋光質量。但壓力過低時 ,參加拋光的磨粒數減少, 拋光能力減弱, 也不能提高板材的光澤度選定

可見 ,拋光時間取為 2.5 min較合適 ,這樣既提高了生產效率, 同時又保證了拋光質量。