Что такое абразивный материал: Абразивы, абразивные материалы свойства, характеристики

Абразивы, абразивные материалы свойства, характеристики

1. Главная
2. Информация
3. Абразивы, абразивные материалы, абразивное зерно

Человечество с древних времен изучало и использовало абразивные материалы. Об абразивных свойствах многих природных материалов написании в сотнях книгах. Абразивные материалы по праву считаются источником для производства обрабатывающих инструментов. Вспомните каменные наконечники, сделанные с использованием абразивных свойств камня. Природа подарила нам замечательные минералы абразивы, которые и по сей день используются в промышленности и быту. К природным абразивам относят алмаз, гранат, кремень. Человек научился синтезировать абразивные материалы близкие по своим свойствам природным абразивам.

Виды, свойства и особенности применение

Понятие абразивные материалы происходит от французского abrasif,на латыни, abrado, abrasi (лат.) — скоблить. Любой достаточно твердый материал обладает по отношению к менее твердому материалу абразивными свойствами. Твердость абразивных материалов определяется сопротивлением материала, поверхность которого подвергается скоблению (шлифованию). Степень твердости абразивных материалов  определяется по шкале Мооса, названая в честь немецкого минеролога Фридриха Мооса, предложенного им в 1818 году. Данные шкалы выведены на основании наблюдения за тем, насколько легко или трудно один материал может соскоблить другой менее твердый материал. Абразивные материалы по своей природе подразделяются на натуральные и искусственные (синтезированные). Первые искусственные абразивы получены в 1891 году американским ученым изобретателем Эдвардом Ачесоном – это был карборунд.

Абразивные материалы, абразивное зерно для создания абразивных инструментов

Абразивы делятся по твердости (сверхтвердые. твёрдые, мягкие), химическому составу, по величине шлифовального зерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), размер абразивного зерна измеряется в микрометрах или мешах.

Для производства абразивных инструментов используются достаточно распространенные природные и синтетические абразивные материалы, которые в разной степени хорошо поддаются обработке и по-разному воздействуют на обрабатываемую поверхность.

Искусственные абразивы обладают большей твердостью по сравнению с природными, а применение добавок позволяет получить широкий спектр материалов с необходимыми свойствами для различных видов абразивной обработки. Наибольшее распространение для производства абразивных инструментов на гибкой основе получили три типа абразивного зерна.

Оксид алюминия (электрокорунд) — кристаллический оксид алюминия (Al2O3). Сырьем для производства оксида алюминия являются бокситовые глины, содержащие не менее 60% Al2O3. Свое второе название электрокорунд оксид алюминия получил из-за технологического процесса плавления в электродуговых печах с использованием энергии электрической дуги при температуре более 2000 С.

Обычные металлургические печи не способны выделить угольный кокс. Эффект плавления может быть усилен магнитным полем в специализированных индукционных печах. При охлаждении расплава в его верхней части происходит кристаллизация с образованием вещества с содержанием оксида алюминия более 97%. В процессе дальнейшей очистки, дробления и просеивания получается абразивное зерно для производства абразивных инструментов. В зависимости от степени твердости и чистоты оксида алюминия от 94 до 99% получаются разновидности корунда . Электрокорунд особенно подходит для обработки металла и древесины, он составляющей для производства отрезных и шлифовальных кругов и других абразивных инструментов.

Карбид кремния (SiC), получаемый путем синтеза природного кварцевого песка и нефтепродуктов. В электропечи при температуре более 2000 С происходит кристаллизация смеси результатом которого является образование карбида кремния. Зерна карбида кремния, благодаря твердой и кристаллической структуре с высокой режущей способностью подходят для обработки лака, краски, шпаклевки, стекла, керамики, камня, чугуна, титана, резины и различных полимеров. Зерно карбид кремния применяется для изготовления основы из которой производится шлифовальная лента на бумажной или тканевой основе, водостойкая шлифовальная бумага.

Циркониевый корунд

получается в результате высокотемпературного (примерно 1900 С) расплавления смеси из окиси алюминия Al2O3 и двуокиси циркония ZrO2 в специальных наклоняющихся электродуговых печах, методом «на слив» с последующим интенсивным охлаждением расплава, что позволяет получить микрокристаллический материал с размерами первичных кристаллов до 50 мкм. с само затачивающимся эффектом, высокой плотностью и микротвердостью. Циркон корунд обладает высокой вязкостью и высоким коэффициентом шлифования, которые оптимально подходят для обработки нержавеющей стали. Циркон корунд применяется при изготовлении основы, из которой производят шлифовальную ленту, круги лепестковые торцевые, фибровые круги и другие абразивные инструменты.

В последнее время появляются новые модифицированные виды абразивного зерна, обладающие высокими режущими способностями и превосходной стойкостью за счет само затачивания.

К таким видам абразивного зерна относится керамический электрокорунд (керамический корунд). Компания 3M производит искусственно созданный абразивный минерал Cubitron (Кубитрон) превосходящий по своим свойствам традиционные абразивы. Cubitron имеет микрокристаллическую структуру с внутренними изломами кристаллов, что способствует образованию новых острых краев и само затачиванию абразивного зерна во время шлифования. К разновидностям абразивного зерна относятся структурированные абразивы Trizact – пирамидки из микрочастиц абразивного материала, которые по мере износа включают в работу новые абразивные частицы до полного износа.

Абразивные материалы — применение

Абразивные материалы в чистом виде, как рабочий инструмент применяются крайне редко. Свое основное применение абразивы нашли как основная составляющая для производства абразивных инструментов на гибкой основе, армированных отрезных кругов, шлифовальных кругов и на керамической связке.

Технология производства абразивной шкурки является уникальной для каждого производителя и является коммерческой тайной. Идет постоянная борьба за покупателя среди производителей абразивных материалов и инструментов, которые предлагают все новые и новые абразивы для достижения лучших результатов.

Качественные абразивные материалы, связка и основа, всё это компоненты, из которых производятся достойные абразивные инструменты. Подробности применения Вы найдете на страницах сайта Абразив.рф

Где и для чего применяются абразивные материалы | Классификация абразивных материалов

Любые мероприятия, связанные со строительством, предполагают использование широкого числа инструментов, материалов. В частности, для проведения работ по обработке объектов, например, шлифовании, задействуются специальные абразивные материалы. Последние представляют собой элементы, которые широко используются для:

• шлифования;
• заточки;
• полировки.

Вышеупомянутые мероприятия – не финальный список. Также абразивные материалы применяются и для других механических процессов, предназначенных для взаимодействия с поверхностями.

 

Примечательными особенностями абразивного процесса является воздействие на обрабатываемую поверхность множественными микрочастицами. В совокупности они шаг за шагом снимают слой, делают поверхность гладкой и наиболее подходящей для дальнейшего проведения строительных работ.

В этой статье мы расскажем, что представляют собой абразивные материалы, покажем виды и типы, а также классификации абразивных материалов.

Что является абразивным материалом?

Вышеупомянутыми элементами называются материалы, имеющие повышенную твердость по отношению к другим элементами. Их главная задача заключается в обеспечении правильной механической обработке требуемых поверхностей.

Абразивные материалы применяются для снятия лишнего слоя основания. Для этого и существуют такие механические процессы, как шлифовка, полировка, зачистка, заточка, резка.

Интересно: Абразивным материалом является любой элемент, чья твердость превосходит аналогичный показатель обрабатываемой поверхности. Но все же для промышленных задач используются определенные виды абразивных материалов.

Наиболее распространенными представителями последних являются следующие материалы:

• изделия природной группы – различные породы кремния, алмазы, гранат;
• наименования синтетического происхождения.

Все элементы, имеющие яркие абразивные черты, применяются для изготовления абразивного инструмента – шлифовального круга. Главное отличие последнего заключается в полном отсутствии сплошной кромки резы.

Функциональные задачи последней выполняет соединенная зернистая поверхность. Все абразивные вещества скрепляются между собой и основанием при помощи связующего элемента. При этом маркировочный номер конкретного инструмента показывает всю необходимую информацию, а именно:

• материал, из которого изготовлено зерно, фракцию;
• объем и внутренний состав связки;
• структурные особенности тела инструмента.

Такие характеристики, как устойчивость к износу, стойкость к воздействию повышенного температурного режима зависит в первую очередь от твердости самого абразивного материала.

Важно: Наиболее эффективными средствами для обработки поверхности на высоких скоростях является абразив. Именно он превосходит любые инструментальные стали по твердости и благодаря ему можно работать в скоростном режиме без повреждения резы.

Абразивные материалы классификация силикатов

Такие элементы представлены химическими соединениями диоксида кремния и оксидов металла. Стоит отметить, что в природе эти вещества встречаются в двух видах: аморфном и кристаллическом.

 

Пемза и пумицит образовываются высокопористым вулканическим стеклом. Они наиболее часто применяются в качестве чистящих порошков и мыла. Гранаты – силикатная группа, имеющая усложненный химический состав, также широко применяется при осуществлении строительных работ.

Альмадин – материал, который часто используется при обработке древесного массива. Поэтому деревообрабатывающая промышленность – его сфера. Для работы альмадин измельчают, сортируют по фракции и наносят на бумагу. Последняя вместе с элементом применяется для чистовой обработки твердых пород древесины. Незначительное количество гранатов задействуют для шлифования каменных пород и стекла.

Синтетические виды абразивных материалов

Искусственных абразивных материалов (АМ) существует огромное множество. Все они созданы для выполнения определенной специфики задач. Например, электрокорунд нормальный имеет следующую сферу использования:

• 13А – изготовляются круги для обдирки. При этом связка органическая. Такие изделия применяются для шлифования стальных деталей;
• 14А – эта классификация задействуется для стандартной шлифовки. Зерна связываются как органическими, так и неорганическими веществами;
• 15А – такие компоненты примечательны использованием керамического связующего компонента и бакелита. Широко применяются для шлифования на больших скоростях.

Циркониевый электрокорунд 38А широко задействуется в совокупности с бакелитом. Последний обеспечивает прочное соединение. Поэтому такой инструмент можно эффективно использовать для шлифовки металлических заготовок на высоких скоростях.

Электрокорунд белый также отличается несколькими типами маркировки:

• 23А – применяется органический связующий компонент. Такой инструмент отлично справляется со сталью;
• 24A – такой тип материала изготовляется в виде брусков или же готовых кругов. Подходит для обработки деталей, прошедших закалку;
• 25А – инструменты, изготовленные из такого материала, отлично подходят для доводки стальных элементов при высокой скорости. Средства эффективно справляются с задачами по шлифовке труднообрабатываемых сталей.

Хромотитанистый электрокорунд 91-92А широко используется для шлифования и обдерки металлов толстыми слоями. Внутренние зерна связываются керамическим соединением или бакелитом.

Абразивный материал-глинозем

Большинство АМ, а в частности корунд, природный оксид и глинозем имеет общую формулу – AI203. В природе они встречаются в виде каменных пород, валунов. Материалы, имеющие грубые зерна, производят путем дробления крупных каменных пород и сортирования.

Также грубые зерна применяют для производства шлифовальных кругов специального назначения, для зачистки отливок и обработки чугуна. Тонкий порошок абразивных материалов служит шлифовачным средством оптических стекол.

Абразивные материалы: характеристики, основные свойства

Шлифовальный материал представляет собой комплексное средство, которое отличается широким перечнем технических свойств. В частности, стоит отметить следующие характеристики:

• фракционный показатель – это свойство определяет объединение абразивных зерен в одну систему, размер которой не выходит за определенные значения;
• зернистость – этот показатель определяет основной внутренний состав абразивного материала, примечательный для конкретного инструмента;
• показатель однородности – характеристика, определяющая стойкость и режущие качества абразивного материала. Также этот показатель влияет на шероховатость поверхности;
• твердость – одна из основных характеристик абразивного материала. Она показывает насколько крепко зерна закреплены между собой. Твердость зависит от таких свойств, как объем связки и непосредственно характеристики связующего элемента. Чем больше связка, тем выше твердость.

Плотность структуры обеспечивает разнообразие технических характеристик. Инструменты с открытой внутренней структурой отличаются эффективным отводом стружки и устойчивостью к повышенную температурного режима.

 

Стоит отметить, что такие элементы наиболее эффективно справляются с задачами по обработке вязких металлов или материалов, склонных к прожигу или к нарушению целостности структуры – образованию трещин и других деформаций.

Интересно: Менее прочное соединение зерен формирует примечательные особенности износа инструмента. При изнашивании абразивный материал начинает окрашиваться. При хрупком зерне и прочной связке первое начинает крошиться или стираться – на абразивном материале проявляются выработанные участки.

Абразивы: описание, связки

Хотите качественную обработку? Тогда выбирайте абразивный материал, в котором максимально эффективная связка. Свойства последней напрямую влияют на прочность, твердость и специфику использования. Режимы, в которых можно использовать абразивные материалы, также зависят от технических свойств связки.

Как и говорилось выше, существуют органические и неорганические связующие элементы. К числу первых относятся следующие:

• вулканит;
• бакелит;
• поливинилформалевые соединения;
• глифталевые и эпоксидные компоненты.

Вторые примечательны силикатными и магнезиальными элементами. Наиболее часто из последней группы используется алмаз, керамика.

Отличительные свойства керамических связующих компонентов заключаются в следующем:

• устойчивость к возникновению огня;
• стойкость к воздействию влаги;
• полная химическая нейтральность – не взаимодействуют с химическими веществами любого происхождения.

Абразивный материал с керамической связкой отличается усиленным профилем, но сниженной устойчивостью к ударным нагрузкам.

Связки на бакелитовой основе отличаются повышенной упругостью, устойчивостью к любым механическим воздействиям, включая изгибы и удары. Из таких связок изготовляется широкое количество различных абразивных материалов.

Однако бакелитовые связки имеют и отрицательные стороны, представленные следующими нюансами:

• восприимчивость к воздействию химических веществ на щелочной основе;
• восприимчивость к воздействию высокого температурного режима;
• имеет пониженную деформационную стойкость.

Магнезиальные и силикатные связующие элементы используются гораздо реже. Это обусловлено тем, что такие компоненты неустойчивы к охлаждению и отличаются хрупкостью. Но есть и весомое отличие – они почти не выделяют теплоту в процессе использования.

Вулканитовые связки отличаются многообразным составом. Они содержат в себе каучук и серу, проходят дополнительную термическую обработку. Такие элементы отличаются повышенной эластичностью, за счет которой ее можно использовать для фасонного и профильного шлифования.

Абразивные инструменты, в которых используется такая связка имеют плотную структуру. В этом их минус – они легко и быстро нагреваются. Из-за этого зерно проседает, поэтому такие инструменты лучше всего использовать для чистового шлифования.

Абразивы: карбидо-кремниевый тип связки, характеристики

Такой искусственный связующий компонент изготовляется в специальной печи. Процесс осуществляется за счет нагрева песка и кокса. В результате этого карбид восстанавливается и соединяется с углеродом. Последний процесс примечателен созданием карбида кремния, имеющего вид сросшихся кристаллов.

 

Последние называются карборундом. При этом стоит отметить, что карбид кремния отличается повышенной твердостью, но при этом он и хрупкий. Из-за последнего недостатка его не применяют для шлифования стали.

Однако карбид-кремния – незаменимое средство при обработке цементированных карбидов, чугуна, металла, в составе которого отсутствует железо. Также подходит для шлифовки керамики, кожи, резины.

В процессе использования не исключены отходы и куски, которые отлетают в разные стороны. Поэтому перед началом работ необходимо соблюдать все меры предосторожности и использовать средства индивидуальной защиты – шлемы, очки, перчатки. Так вы обезопасите себя от чрезвычайных происшествий.

Существующие виды абразивных материалов. Их применение в промышленности.

Материалы, созданные на основе абразива, применяются в качестве основного инструмента для пескоструйной обработки. Очень важным является правильно выбрать материал.

Если абразив будет выбран неверно, качество обработанной поверхности может получиться неудовлетворительным, а пескоструйные процессы относятся к достаточно дорогим.

Чаще всего, причиной получения покрытия плохого качества становится неверно выбранный абразивный материал. В таких условиях, даже применение самого дорогостоящего оборудования этого не компенсирует.

Для создания глубокопрофильных рисунков и удаления твердой поверхности материала лучше всего использовать гранатовую крошку и кремень, которые относятся к наиболее острым веществам и обладают большой прочностью. Их можно просеивать и брать в обработку вторично.

Кварц содержится в гранате в свободном виде в маленьком количестве, в кремне же его очень много – более девяноста процентов. Именно поэтому, в пескоструйной обработке использовать его не рекомендуется.

Разновидности

Абразивные материалы бывают трех видов:

1. Природного происхождения – песок, цирконий, гранат, а также, иные минеральные вещества.
2. Производственного происхождения – эти материалы изготавливаются специально для такого типа обработки: дробь, пластик, крахмал из пшеницы, шарики из стекла, оксид алюминия и другие.
3. Из побочных продуктов – являются отходами производства: шлак от выплавки металла, остатки из сельского хозяйства.

Для струйной обработки не стоит пользоваться песком из реки, особенно, если процесс происходит в закрытом помещении. Это вредно для здоровья из-за образующейся пыли.

Материалы природного происхождения

Шире всего применяется песок, так как он эффективен, доступен и недорог. Однако, при обработке образуется пыль.

Сразу же после первого этапа обработки большая часть песка становится пылью. Если процесс идет при использовании материала на основе кварца, мелкие частицы остаются в воздухе длительное время и угрожают дыхательным органам человека.

Материалы производственного происхождения

Металлические абразивы могут быть изготовлены на основе стали, железа и чугуна. В работе они используются в виде крошки. Этот вид материалов используется чаще других, потому что его можно применять многократно.

Чугун стоит дешевле стали, он используется, когда много материала утрачивается в процессе обработки. Железо является более ломким и разрушается на частицы, в результате чего его применение становится более эффективным.

Частицы стали изменяют свою форму при ударе, могут использоваться, пока их размеры не станут слишком маленькими. Для того, чтобы создать нормальные условия обработки, нужно постоянно добавлять некоторое количество нового абразива.

Самым дорогим, твердым и острым материалом является карбид кремния. Применяется для удаления нагара после закалки.

Следующим по своим качествам является оксид алюминия. Чаще всего, им обрабатывают сложные покрытия. Стоит довольно дорого, применяется в закрытых камерах, которые предоставляют возможность рециркуляции. Является одним из самых твердых.

Шарики и стекла используют для удаления загрязнений, однако, при этом не происходит изменение отклонений размеров поверхности. Ими, как правило, полируют и упрочняют изделия, снимают напряжения. В качестве материала для их производства используется натриевое стекло без примесей. Являются весьма ломким абразивом, работа должна вестись под низким давлением для увеличения срока службы.

Побочные продукты

Шлаки производятся при плавке металла и работе электростанционных котельных. В последнее время эти материалы применяются чаще, так как они обладают чистящими свойствами, доступны, содержат мало кварца, имеют разные размеры частиц и недорого стоят.

При применении, частицы шлаков могут развивать высокую скорость и хорошо режут поверхность. В связи с вышесказанным, при помощи этих материалов может выполняться широкий спектр задач. Однако, здесь нужно внимательно следить за давлением.

Никельшлак

Такой вид шлака является продуктом, который получают в медеплавильной отрасли. В разных отделах промышленности этот материал называют по-разному: купрошлак, минеральная дробь или шлифзерно. Чаще всего применяется первое обозначение.

Это наиболее распространенный материал на данный момент. Он обладает высокой плотностью и твердостью. У гранул острая форма с большим количеством углов, позволяющая получить высокую степень очистки. Такой шлак создает хороший профиль поверхности и адгезионные свойства. Применяется для удаления ржавчины, окалины и старого покрытия.

Применение такого материала безвредно для здоровья человека и окружающей среды. Он не запрещен инстанциями, занимающимися экологическими и санитарно-гигиеническими вопросами. В шлаке нет кварца в чистом виде.

Под заказ может быть изготовлен купрошлак с различными размерами фракций. У материала высокая удельная масса и плотность. Кинетическая энергия от удара частиц о поверхность достаточно велика. Рекуперация абразива достигает пяти раз, однако, размер кусочков будет уменьшаться, а количество примесей – возрастать, снижая качество чистки.

Чем мельче фракция шлака, тем мягче должен быть металл для очистки. Применяется для создания профиля и удаления глубоко проникшей ржавчины.

Способ обработки при применении купрошлака может быть абразивоструйным, а может – с применением воды.

У шлаков есть несколько недостатков: они очень ломкие, вторичное их применение ограничено, они образуют пыль. Перед тем, как брать материал в работу, надо удостовериться в отсутствии в нем загрязняющих примесей.

Абразивные материалы. Основные свойства, параметры и рекомендации по применению.

Для любого абразивного инструмента основной составляющей является абразивный материал от свойств которого , в первую очередь, зависит эффективность абразивной обработки. Стандартные показатели абразивных материалов не отражают их основных свойств и не позволяют определить область их применения в составе абразивного инструмента.

Классификация абразивных материалов является понятной информацией, предусматривающей два класса: искусственные (синтетические) и естественные. К искусственным абразивам отнесены электрокорунды (нормальный, белый, легированные, монокорунд, спеченные корунды (формокорунды), SG -абразивы; карбиды кремния зеленый и черный. Карбид бора, синтетические алмазы и материалы на основе кубического нитрида бора (эльбор, гексанит, кубонит и другие марки) выделяются в самостоятельную группу сверхтвердых материалов. К естественным абразивным материалам относятся природные алмазы, природный корунд, гранат, кремень и др. , которые не имеют решающего промышленного значения.

На все приведенные абразивные материалы имеются стандарты, регламентирующие их свойства (хим. состав, насыпной вес, разрушаемость…) и назначение. Но стандартные показатели конкретного абразива отражают узкий спектр свойств без сравнения с другими подобными материалами.

Основным свойством абразивных материалов является их высокая твердость, по сравнению с другими материалами, так как именно это свойство дает способность одному телу обрабатывать поверхность другого, менее твердого.

Наиболее распространенным методом определения твердости материалов является метод царапания, основанный на том, что острием одного тела с определенной силой проводят по поверхности другого и более твердое тело при этом оставляет на поверхности более мягкого царапину, глубина которой зависит от свойств испытуемого тела. На основании этого принципа была составлена шкала твердости Мооса , согласно которой по нарастанию твердости материалы имеют следующие баллы:

1 — тальк; 2 — гипс; 3 — известковый шпат; 4 — плавиковый шпат; 5 — апатит; 6 — полевой шпат; 7 — кварц; 8 —топаз; 9 — корунд; 10 — алмаз.

Указанная шкала была расширена Риджвеем, Баллардом и Биллеем, предложившими 15-ти бальную шкалу для определения твердости материала:

1 —тальк; 2 —гипс, алюминий; 3—известковый шпат, медь, латунь; 4—плавиковый шпат, никель; 5 — апатит, мягкая сталь; 6 — полевой шпат, легированная сталь; 7 — стекло; 8 —кварц, кремень, стеллит; 9 — топаз, высокоуглеродистая закаленная сталь; 10 — гранат; 11 — цирконий, твердый сплав на основе карбида тантала; 12 — электрокорунд, твердый сплав на основе карбида вольфрама; 13—карбид кремния; 14 — карбид бора; 15 — алмаз.

Указанные шкалы являются относительными и дают грубое относительное сравнение твердости различных материалов.

О твёрдости абразивных материалов, определяющей их абразивные свойства, наиболее объективен показатель микротвёрдости, полученный на приборе ПМТ-3 (методом вдавливания алмазной пирамиды в поверхность испытуемого материала при постоянной нагрузке 1,96 H ). Стандартный показатель разрушаемости (хрупкости), определяемый на приборе ПХЗ, определяет способность к самозатачиванию в процессе шлифования. Разрушаемость определяют посредством измельчения шлифовального материала определённых зернистостей (3) с помощью мелющих тел (2) на приборе, работающем по принципу лабораторной шаровой мельницы (1).

Критерием разрушаемости испытуемого шлифзерна является процентное содержание в продуктах его измельчения фракций зерна, прошедших через контрольные сита номером ниже испытуемых зернистостей.

Режущие свойства инструмента, производительность процесса шлифования и качество шлифованной поверхности так же зависят от сопротивляемости абразивных зерен механическому истиранию (износостойкости). Износостойкость абразивных материалов определяется на стандартном приборе типа АСЗ-4.

Эти показатели, приведенные в таблице1, достаточно наглядно показывают основные свойства абразивных материалов в сравнении:

Таблица 1

Абразивный материал	Микротвёрдость, Гпа	Разрушаемость ,%				Относительная износостойкость
		F 60	F 40	F 14
Электрокорунд нормальный	18,9…19,6	51…52	49…51	52…53	2,5
Электрокорунд белый	19,6…20,9	46…48	43…45	50…52	2,7
Электрокорунд хромтитанистый и хромистый	19,6…22,6	45…47	43…45	48…50	2,8
Электрокорунд циркониевый	22,6…23,5	38…40	35…37	38…40	3
Монокорунд	22,6…23,5	42…45	38…40	-	3
Карбид кремния чёрный зелёный	32,4…35,3	46…48 42…45	46…48 42…45	70 75	2,5 2,6
Твёрдый сплав Т15К6	25…27	-				-
Минералокерамика	20-22	-				-

Для оценки прочностных характеристик абразивных материалов применяется метод, предусматривающий объемное сжатие навески зерен. Пресс-форму с испытуемой массой зерна 10 г устанавливают на пресс и подвергают давлению 1,55 ГПа. Механическая прочность абразивных материалов характеризуется количеством зерен основной фракции, сохранивших исходный размер после приложения давления, и определяется как процентное отношение массы неразрушенного остатка фракции испытуемой зернистости на сите после рассева к массе основной фракции испытуемой пробы. Механическая прочность абразивных материалов отдельных марок приведена в таблице 2.

Таблица 2

Абразивный материал	Зернистость	Механическая прочность,%
Электрокорунд	F60
нормальный		84
белый		86
хромтитанистый		86. ..88
циркониевый	F16	93…95
Карбид кремния зелёный	F60	82…83
Синтетические алмазы
АСО	160/125	30
АСП		44…65
АСВ		73…85
Гранат	F46	40…50
Кремень		50…60

Следующий показатель — абразивная способность, отражает способность разных абразивных материалов обрабатывать тот или иной материал. Величину абразивной способности определяют на специальном приборе, типа «Шлиф». За критерий абразивной способности любого абразивного материала принимается масса сошлифованного материала определенным количеством абразивных зерен, расположенных между двумя вращающимися (1 и 3, см. рисунок) в разных направлениях дисками, с которых сошлифовывается материал. В качестве стандартного материала для дисков применяют стекло, поэтому при шлифовании металлических материалов нет сопоставимых результатов.

Характеристика абразивной способности различных абразивных материалов зернистостью F 60 приведена в табл.3.

Таблица 3

Абразивный Материал зернистостью F60 (16)	Масса сошлифованного материала,г	Относительная абразивная способность ,%
Природные алмазы	0,473	100
Синтетические алмазы АСВ	0,248	52,4
АСР	0,234	49,5
АСО	0,094	20
Эльбор ЛО	0,09. ..0,12	19,0….25,4
Карбид бора	0,099…0,1123	20…22,37
Карбид кремния зелёный	0,079…0,1	16,7…21,1
Электрокорунд белый	0,049….0,054	10,4…11,4
Нормальный	0,048….0,052	10,2…11
хромтитанистый	0,052….0,060	11,0…12,7
монокорунд	0,054….0,064	11,4…13,5
Природный корунд	0,042…0,076	8,9. …16,1
Наждак	0,039…0,045	8,4…9,4
Гранат	0,033…0,040	7…8,5
Кварцит	0,021	4,4

Из табл. 3 видно, что относительная абразивная способность зависит от твердости минералов, однако при изменении обрабатываемого материала этот порядок может меняться: так, при обработке стали абразивная способность эльбора выше, чем алмаза, и электрокорундовых материалов выше, чем карбидокремниевых. Таким образом, показатель абразивной способности не характеризует полностью эксплуатационных свойств материала.

На приведенные показатели в значительной степени влияют макромеханические свойства абразивных материалов, приведенные в таблице 4 в сравнении с типовыми обрабатываемыми материалами.

Таблица 4

Абразивный материал	Плотность, г/см³	Микро твёрдость, Гпа	Модуль упругости, Гпа	Предел прочности, Гпа		Коэф фициент теплопро водности при t=0ºС	Удельная тепло ёмкость, ДЖ/кг	Коэф фициент линейного расширения, ºСˉ¹ 10-4	Темпера турный предел устойчиво сти,ºС
				на сжатие	на изгиб
Алмаз	3,48…3,56	84,4…98,4	900	2	0,21. .0,49	146,6	502,8	0,9…1,45	700..800
Эльбор	3,45…3,49	78,5…98,1	720	0,5		41,9	670,4	2,1…2,2	1300…1500
Карбид бора	2,48…2,52	39,2…44,2	296	1,8	0,21..0,28	11,5		4,5	700…800
Карбид кремния	3,15. ..3,25	32,4…35,3	365	1,5	0,05..0,15	15,5	586,6	6,5	1300…1400
Электро корунд	3,95…4,1	18,9…23,5	358…390	0,76	0,08..0,09	19,7	754,2	7,5	1700…1900
Карбиды титана	4,93	31,4	322	3,85	0,56..0,60	24,3		7,42	3140
вольфрама	15,6	17	722	3	0,52. .0,56	29,3		5,2…7,3	2600
Твёрдый сплав
Т15К6	11…11,6	27,4	520	3,9	1,15	27,2	209,5	6	800
ВК8	14,4…14,8	15,2	540	4…5	1,6	58,7	167,6	5	900
Минерало керамика	3,93	19,6. ..22,5	4	0,9…1,5	0,3…0,5	4,2	838	7,9…8,2	1200
СтальР18 (закалённая)	8,5…8,7	12,7…13,7	220	3,6	3,7	24,3	367,1	11

В дополнение к приведенным характеристикам очень важно иметь понимание о термостойкости абразивных материалов. Наибольшей термостойкостью обладают материалы электрокорунда (1700—1900 ⁰ C ), наименьшей (700—800 ⁰ C ) алмаз и карбид бора. Термостойкость абразивного материала влияет на технологию изготовления абразивного инструмента, на выбор режимов шлифования и необходимость использования охлаждающей жидкости, т. к. с повышением температуры твердость материалов снижается. Например, при нагреве электрокорунда от 20 до 1000° С его микротвердость снижается более чем в 3 раза, у карбида кремния до 4-х раз.

Важнейшим показателем, определяющим выбор абразивного материала, является степень химического взаимодействия. Она определяет область применения абразивных материалов для обработки тех или иных материалов и зависит от химической устойчивости материалов и взаимодействия их с обрабатываемым материалом (табл.5):

Таблица 5

Абразивный материал	Сталь, железо- углеродистый сплав	Титан и сплавы	Чугун	Керамика, стекло
Электрокорунд	Нет	Высокая	Нет	Нет
Карбид кремния	Высокая	Средняя	Низкая	Низкая
Эльбор (для сравнения)	Низкая	Низкая	Нет	Нет
Алмаз (для сравнения)	Высокая	Низкая	Низкая	Низкая

Основываясь на вышеприведенных данных, сложно ошибиться с выбором типа абразивного материала. Во всех случаях без исключения, электрокорундовые материалы предназначены для шлифования стальных заготовок, а твёрдый сплав, минералокерамику электрокорунд просто не шлифует, т.к. микротвёрдость у него ниже. Карбид кремния (чёрный, зелёный) подходит для шлифования твёрдых сплавов, неметаллических заготовок, но для стальных заготовок не приемлем.

Если при выборе конкретных марок абразивных материалов учесть такой показатель, как обрабатываемость материала шлифованием, то результат будет гарантирован. В каждую группу входят материалы, которые создают при обработке один тип нагрузки на режущее зерно и тем самым определяют один и тот же тип износа абразивного зерна (табл.6).

Таблица 6

Группы обрабатываемости	Обрабатываемый материал
I	Стали конструкционные и легированные хромом, никелем в сочетании с марганцем, кремнием, вольфрамом, титаном, молибденом, ванадием, а также инструментальные углеродистые и высоколегированные чугуны
II	Стали конструкционные и легированные хромом и никелем
III	Стали нержавеющие, коррозионностойкие. жаропрочные
IV	Жаропрочные никелевые сплавы и титановые сплавы
V	Быстрорежущие стали
VI	Чугуны и бронзы

Такая градация принята не случайно. Химический состав металла, существенно влияет на качество резания, степень окисления стружки и качество разрезаемой поверхности. Например, алюминий, кремний, никель и др. способны образовывать химически устойчивую пленку, увеличивая стойкость сплавов к окислению. Наоборот, повышение содержания углерода снижает устойчивость сплавов против окисления и тем самым способствует процессу образования стружки и облегчает ее удаление с поверхности круга. Таким образом, повышение степени окисления облегчает процесс резания, а понижение затрудняет. Поэтому углеродные стали, например, лучше режутся, чем легированные конструкционные и инструментальные. Легирующие присадки способствуют образованию в сталях карбидных соединений, повышают их твердость и температуру плавления. Это увеличивает степень «затупления» абразивных зерен, понижает стойкость шлифовальных кругов.

Немаловажное значение для процесса шлифования имеют и физико-механические свойства шлифуемого материала — теплопроводность и теплостойкость, прочность и вязкость. Так, обработка сплавов с низкой теплопроводностью происходит при высоких температурах, что делает их труднообрабатываемыми. Высокая прочность в сочетании с большой вязкостью так же затрудняет процессы шлифования. Например, серый чугун шлифуется и режется кругами значительно легче, чем отбеленный или легированный.

Все это можно обобщить конкретными рекомендациями, которые позволят точно подобрать тип абразивного материала под определённые материалы и операции шлифования (табл.7):

Табл.7

Тип абразивного материала	Рекомендации по применению
Электрокорунд нормальный 14А (А)	Наиболее распространённая марка электрокорунда для высоконагруженных операций: Шлифование материалов с высоким сопротивлением разрыву, обдирка стальных отливок, проката, высокопрочных чугунов, предварительное шлифование углеродистых и легированных сталей, бронзы, никелевых и алюминиевых сплавов кругами на керамической и бакелитовой связке
Электрокорунд белый 25А (WA )	Наиболее универсальный абразив для шлифования закаленных деталей из углеродистых, быстрорежущих и нержавеющих сталей, для высокоточной шлифовки деталей. и заточки металлорежущих инструментов. На операциях круглого, плоского и внутреннего шлифования и заточки металлорежущих инструментов
Электрокорунд хромистый и хромтитанистый 94А (35А)	Специальные абразивы для высокопроизводительного шлифования с большими подачами, шлифования деталей со сложным профилем, врезного шлифования, бесцентрового шлифование всех видов мягких и твердых углеродистых сталей и сталей чувствительных к перегреву. Незаменимы при зубошлифовании.
Электрокорунд циркониевый 37A (ZA)	Наиболее эффективный абразивный материал для силового обдирочного шлифования всех типов стали серого чугуна, включая вязкую сталь, нержавейку, закаленную сталь и мягкую сталь на стационарных и маятниковых шлифовальных станках. Используется с нормальным электрокорундом или черным карбидом кремния с различным процентным сочетанием.
Карбид кремния чёрный 54С (С)	Оптимальный материал для шлифования твердых материалов с низким сопротивлением разрыву (серый чугун, бронза, латунь, стекло, драгоценные камни, мрамор, гранит, фарфор). Широко используется для изготовления шлифовальной шкурки.
Карбид кремния зелёный 64 С (39С)	Исключительно эффективный и незаменимый абразив для обработки твёрдых сплавов, заточки тёрдосплавного металлорежущего инструмента, серого чугуна, композитных материалов и аустенитной нержавеющей стали.

Использование приведенных рекомендаций позволит эффективно подбирать характеристику шлифовальных кругов, естественно с учётом других общепринятых параметров, таких как твёрдость, структура, тип связки, класс точности и т.д.

Абразивные материалы (абразивы) синтетические алмазы шлифпорошки наждак карбид кремния

Абразивные материалы (абразивы) — твердые горные породы и минералы (природные и искусственные), применяемые для механической обработки металлов, сплавов, горных пород, стекла, драгоценных камней. Естественные абразивные материалы: алмаз, корунд, гранат, кварц; искусственные: электрокорунд, синтетические алмазы, карбид кремния, карбид бора. Рассмотрим основные абразивные материалы, применяемые при обработке стекла.

Абразивный материал (абразив) — это естественный или искусственный материал преимущественно высокой твердости, применяемый для холодной обработки — шлифования, полирования, резания и сверления. Естественные абразивные материалы: пемза, кварцевый песок, алмаз, гранат; искусственные: электрокорунд, карбид кремния, алмаз, карбид бора, крокус (окись железа), полирит.

Основная масса изделий из стекла подвергается обработке абразивными материалами в связанном  и измельченном состояниях.

Кварц — безводная кристаллическая кремниевая кислота SiO₂. Содержание кремнезема в кварце 98,5 … 99,5 %. В зависимости от примесей кварц имеет различную окраску: от бесцветного до черного. В качестве абразивного материала для гравирования бытовой посуды используют обогащенный кварцевый песок с содержанием, %: SiO₂ не менее 98, Al₂O₃ не более 2, Fe₂O₃ не более 0,7.

Наждак содержит до 60 % оксида алюминия и имеет кристаллическое строение, используется для изготовления шлифовальных кругов и шлифовальной шкурки.

Корунд — кристаллический глинозем, в зависимости от содержащихся в нем примесей имеет различный цвет и свойства. Применяемый в промышленности корунд содержит до 95 % Al₂O₃. Корунд используют в виде порошков и микропорошков для шлифования, доводки и полирования рабочих поверхностей деталей формовых комплектов.

Алмаз представляет собой кристаллический углерод (96 … 99,8 %) с примесями (0,02 … 4,5 %) алюминия, железа, кальция, кремния, марганца, титана, которые придают алмазу различный цвет. Алмазы делятся на природные и синтетические.

Алмазы используют для изготовления алмазных кругов и паст, которые применяют при шлифовании и фацетировании изделий, нанесении алмазной грани на посуду, а также при полировании рабочей поверхности деталей стекольных формовых комплектов.
Сейчас все больше применяют инструменты, изготовленные из алмазов, как природных (обозначаются буквой А), так и синтетических (АС), и нитрида бора. Синтетические и природные алмазы имеют одинаковую кристаллическую решетку, плотность, твердость и другие физико-механические свойства. Отличаются они друг от друга только формой зерен, характером их поверхности, прочностью и хрупкостью. Кубический нитрид бора — новый синтетический сверхтвердый материал, который по твердости приближается к алмазу, но имеет более высокую теплостойкость. Кубический нитрид бора представляет собой химическое соединение двух элементов — бора (43,6%) и азота (56,4%). Он имеет кристаллическую решетку почти с такими же строением и параметрами, как алмаз. В стекольной промышленности используют инструменты, как правило, из синтетических алмазов.

Синтетические алмазы АСО, АСР, АСВ, АСК и АСС выпускают размером от 0,04 до 0,63 мм, микропорошки — АСМ и АСН — размером от 1 до 60 мкм. Зерна алмаза АСО имеют наименьшую прочность, АСС — наибольшую. В зависимости от размера зерен алмазы марки АСС обладают прочностью в 1,3—2 раза большей, чем прочность природных алмазов. Эксплуатационные свойства шлифовальных порошков из синтетических алмазов зависят от формы зерен, характера их поверхности и механической прочности. Наиболее развитую поверхность имеют зерна алмаза марки АСО, наиболее гладкую — АСС.

Синтетические алмазы подвергают дроблению и последующей классификации по размерам на фракции. В зависимости от размера зерен, метода их получения и контроля порошки делятся (ГОСТ 9206—70) на две группы: шлифпорошки и микропорошки.

Размер зерен в каждой фракции шлифпорошков определяется размерами сторон ячеек двух контрольных сит в мкм по ГОСТ 3584—73, из которых через верхнее сито зерна должны проходить, а на нижнем задерживаться. Зернистость шлифпорошка определяется по основной фракции и обозначается дробью, у которой числитель соответствует размеру стороны ячейки верхнего сита, знаменатель — размеру стороны   ячейки   нижнего сита.

Электрокорунд — продукт плавки, основной составляющей частью которого является кристаллический оксид алюминия (81 … 99 %). Выпускается трех разновидностей: нормальный, белый и монокорунд.

Карбид кремния — продукт химического взаимодействия углерода с кремниевой кислотой SiO₂, кристаллизуется главным образом в виде тонких шестиугольных пластинок размерами 2 … 15 мм. Это не только абразивный материал с хорошими режущими свойствами, но и огнеупорный материал высокой жаростойкости. В стеклоделии используется для обработки формовых комплектов.

Карбид бора — тугоплавкое соединение бора с углеродом, применяется в виде порошков для шлифования и доводки рабочих поверхностей формовых комплектов.

Влияние свойств абразивных материалов на эффективность абразивной обработки

  Технический прогресс в машиностроении характеризуется быстро возрастающими требованиями к точности размеров и геометрической формы деталей и качеству их поверхности, поэтому наибольшую актуальность риобретает абразивная обработка деталей.

  В настоящий момент в отечественной индустрии объём абразивной обработки составляет более 30 % всей металлообработки, а в подшипниковой промышленности свыше 70 %. В зарубежной практике общий объём абразивной обработки достигает 50 %.

  В настоящее время накоплены обширные теоретические и экспериментальные материалы, на базе которых  сформированы научные основы  шлифования, включая разработку различных моделей управления этим процессом. Однако вопрос о влиянии составляющих абразивного инструмента  на его свойства и эксплуатационные показатели  остается предметом полемики, что является одной из причин отсутствия  общепринятой взаимосвязи свойств абразива и параметров шлифования. Это выгодно, в первую очередь производителям абразивного инструмента.  Для отечественных производителей абразивов  навязанные  стереотипы, «забитые в техпроцессы предприятий»,   позволяют  выпускать универсальную продукцию крайне низкого качества. Ведущие мировые производители практикуют специализацию абразивного инструмента, что не позволяет потребителю обдуманно выбирать характеристики абразивный инструмент под конкретную операцию шлифования.  
    Главной проблемой выбора характеристик абразивного инструмента  является  «много вариантность» его параметров, а при  назначении параметров шлифования игнорируются  процессы взаимодействия абразива со шлифуемым материалом.  Поэтому необходимо понимать, что основной составляющей любого абразивного инструмента  является  абразивный материал и от его взаимодействия с обрабатываемым материалом, в первую очередь,  зависит эффективность обработки.
    Классификация абразивных материалов является понятной информацией, предусматривающей два класса: искусственные (синтетические) и естественные. К искусственным абразивам отнесены электрокорунды (нормальный, белый, легированные, монокорунд, спеченные корунды (формокорунды), SG-абразивы; карбиды кремния зеленый и черный. Карбид бора, синтетические алмазы и материалы на основе кубического нитрида бора (эльбор, гексанит, кубонит и другие марки) выделяются в самостоятельную группу сверхтвердых материалов. К естественным абразивным материалам относятся природные алмазы, природный корунд, гранат, кремень и др. , которые не имеют решающего промышленного значения. 
На все приведенные абразивные материалы имеются стандарты, регламентирующие их свойства (хим. состав, насыпной вес, разрушаемость…) и назначение. Но  стандартные показатели конкретного абразива  отражают узкий спектр свойств без сравнения  с другими  подобными материалами.
    Основным свойством абразивных материалов является их высокая твердость, по сравнению с другими материалами, так как именно это свойство дает способность одному телу обрабатывать поверхность другого, менее твердого. 
    Наиболее распространенным методом определения твердости материалов является метод царапания, основанный на том, что острием одного тела с определенной силой проводят по поверхности другого и более твердое тело при этом оставляет на поверхности более мягкого царапину, глубина которой зависит от свойств испытуемого тела.  На основании этого принципа была составлена шкала твердости Мооса, согласно которой по нарастанию твердости материалы имеют следующие баллы:
 1 — тальк; 2 — гипс; 3 — известковый шпат; 4 — плавиковый шпат; 5 — апатит; 6 — полевой шпат; 7 — кварц; 8 —топаз; 9 — корунд; 10 — алмаз.
Указанная шкала была расширена Риджвеем, Баллардом и Биллеем, предложившими 15-ти бальную шкалу для определения твердости материала: 
1 —тальк; 2 —гипс, алюминий; 3—известковый шпат, медь, латунь; 4—плавиковый шпат, никель; 5 — апатит, мягкая сталь; 6 — полевой шпат, легированная сталь; 7 — стекло; 8 —кварц, кремень, стеллит; 9 — топаз, высокоуглеродистая закаленная сталь; 10 — гранат; 11 — цирконий, твердый сплав на основе карбида тантала; 12 — электрокорунд, твердый сплав на основе карбида вольфрама; 13—карбид кремния; 14 — карбид бора; 15 — алмаз.
    Указанные шкалы являются относительными и дают грубое относительное сравнение твердости различных материалов.
    Более объективная оценка твёрдости основана на принципе вдавливания — алмазной пирамиды в поверхность испытуемого материала при постоянной нагрузке 1,96 H на приборе ПМТ-3, т.н. микротвердость. Согласно этому методу измерения микротвердость указанных ниже материалов находится в следующих пределах, Гпа:
 Алмазы природные и синтетические 51,9—98,4;  Эльбор 78,5—98,1; 
Карбид бора 39,2—44,2; Карбид кремния 32,4—35,3; 
Электрокорунд: нормальный 18,9—19,6; Белый 19,6—20,9; Хромтитанистый 19,6—22,6;
 Циркониевый 22,6—23,5;  монокорунд 22,6—23,5; корунд 17,7— 23,5;
 Гранат 13,7—16,7; Кремень 9,8—14,7; техническое стекло 3,9—8,8.
    Указанные свойства не являются критериями качества абразивных материалов.  Стандартами предусмотрена проверка по химическому, минералогическому и зерновому составам, насыпной массе и в отдельных случаях по абразивной и режущей способности. Физико-механические свойства абразивного материала, как правило, не регламентируются или не являются браковочными показателями. В то же время очевидно, что при эксплуатации абразивов в первую очередь реализуются физико-механические свойства абразивного зерна, непосредственно характеризующие его шлифующие свойства.
Для оценки прочностных характеристик абразивных материалов применяется метод, предусматривающий объемное сжатие навески зерен. Пресс-форму с испытуемой массой зерна 10 г устанавливают на пресс и подвергают давлению 1,55 ГПа. Механическая прочность абразивных материалов характеризуется количеством зерен основной фракции, сохранивших исходный размер после приложения давления, и определяется как процентное отношение массы неразрушенного остатка фракции испытуемой зернистости на сите после рассева к массе основной фракции испытуемой пробы. Механическая прочность абразивных материалов отдельных марок приведена в табл. 1.

Таблица 1.

  Не менее важным критерием оценки физико-механических свойств абразивных материалов, кроме сверхтвёрдых, является разрушаемость, которую определяют посредством измельчения шлифовального материала определённых зернистостей (3) с помощью мелющих тел (2) на приборе, работающем по принципу лабораторной шаровой мельницы (1).

 Критерием разрушаемости испытуемого шлифзерна является процентное содержание в продуктах его измельчения фракций зерна, прошедших через контрольные сита номером ниже испытуемых зернистостей.     Разрушаемость различных абразивных материалов приведена в табл. 2.

Таблица 2

  Следующий показатель — абразивная способность,  отражает  способность разных абразивных материалов обрабатывать тот или иной материал. Величину абразивной способности определяют на специальном приборе, типа  «Шлиф». За критерий абразивной способности любого абразивного материала принимается масса сошлифованного материала определенным количеством абразивных зерен, расположенных между двумя вращающимися (1 и 3, см. рисунок) в разных направлениях дисками, с которых сошлифовывается материал. В качестве стандартного материала для дисков применяют стекло, поэтому  при  шлифовании металлических материалов нет сопоставимых результатов.

Характеристика абразивной способности различных абразивных материалов зернистостью F60 приведена в табл.3.
      Таблица 3

Из табл. 3 видно, что относительная абразивная способность зависит от твердости минералов, однако при изменении обрабатываемого материала этот порядок может меняться: так, при обработке стали абразивная способность эльбора выше, чем алмаза, и электрокорундовых материалов выше, чем карбидокремниевых. Таким образом, показатель абразивной способности не характеризует полностью эксплуатационных свойств материала.  
На приведенные показатели в значительной степени влияют макромеханические свойства абразивных материалов, приведенные в таблице 4 в сравнении с  типовыми обрабатываемыми материалами. 

Таблица 4

Из таблицы видно, что обладая высокой микротвердостью и модулем упругости, абразивные материалы уступают по пределам прочности на сжатие и изгиб обрабатываемым материалам (твердым сплавам, сталям, карбидам металлов), так как абразивные материалы являются минералами, имеющими более высокую хрупкость.
    При более глубоком изучении    свойств абразивов было установлено, что  эксплуатационные свойства абразивов в значительной  степени зависят от термостойкости абразивных материалов и степени химического взаимодействия абразивного материала с обрабатываемым материалом. Наибольшей термостойкостью обладают материалы электрокорунда (1700—1900 0C), наименьшей (700—800 0C) алмаз и карбид бора. Термостойкость абразивов  влияет и на технологию  абразивного инструмента, и на выбор режимов шлифования, т.к. с повышением температуры твердость материалов снижается. Например, при нагреве электрокорунда от 20 до 1000° С его микротвердость снижается от 

19 800 до 5880 МН/м2 

    Степень химического взаимодействия (табл. 5) определяет область применения абразивных материалов для обработки тех или иных материалов и зависит от химической устойчивости материалов и взаимодействия их с обрабатываемым материалом.
  Таблица 5 

Основываясь на  вышеприведенных параметрах, сложно ошибиться с выбором абразивного материала.  Понятно, что резать стальную заготовку кругами из алмаза или карбида кремния  нельзя. Во всех случаях, без исключения, электрокорунд (нормальный, белый, циркониевый) предназначен для резки металлов, а карбид кремния для резки неметаллов. Второй вопрос, что видов электрокорунда достаточно много и на кругах, замаркирована конкретная марка (например, 14А, 13А, 25А, 38А), которая обязывает к чему-то производителей. На кругах некоторых западных и, особенно, большинства восточных производителей ограничиваются маркировкой А, Z, С, что предполагает широкую гамму материалов, не всегда пригодных для абразивного инструмента.  Но  это не мешает сделать обобщение, определяющее  область применения основных абразивных материалов (табл. 6)                                                                                                                                                           
Таблица 6

  У ведущих западных производителей выбор абразивных материалов значительно шире, но каких-либо принципиально новых абразивов, за исключением разрекламированных специальных керамических корундов, получаемых  золь-гель технологией. Причём группа спечённых абразивных материалов появилась достаточно давно.
  Если перевести информацию в практическую плоскость, то вышеприведенные свойства абразивов крайне важны, но при некорректном использовании в составе абразивного инструмента их значение нивелируется.

Автор: Эсмантович С.Н.
Директор департамента 
Технологии и инноваций
ООО» Торговый дом «Александр»
[email protected]

 

 

 

 

 

*скачать статью полностью в PDF — Скачать

Абразивы для обработки дерева

Люди, близкие к науке, в разговоре о качестве обработки поверхностей могут привести такой пример: если нашу планету уменьшить до размеров идеально отшлифованного бильярдного шара, то она окажется несравненно глаже его. Однако в обычной жизни степени шлифовки, которыми обладает этот игровой аксессуар, оказываются вполне достаточными. В быту и строительстве широко используется дерево, и эту статью мы посвятим абразивам, которые применяются для придания ему гладкости.

Безмашинная шлифовка

Для ручной обработки дерева используется наждачная бумага. Она появилась около 800 лет назад и является удачным подтверждением того, что все гениальное имеет очень простую базу. Несмотря на столь долгую историю, структура ее остается неизменной: основа из текстиля либо плотной бумаги, на которую клеем крепятся мелкие частицы твердого вещества.

Однако если ранее абразивом служили осколки камней и размолотое стекло, то сейчас для этой цели используются окисел алюминия Al₂O₃ (электрокорунд) и карбид кремния SiC. Для обработки дерева чаще всего используется наждак с корундом, представляющим собой кристаллики с твердыми и острыми гранями, которые способны выдержать большое давление.

Размер гранул

Наждачная бумага различается по размеру зерен и зернистости. Это не одно и то же: первый показатель определяет диаметры гранул абразива, а второй – их число на единицу площади, выраженную в квадратных дюймах. Изделия с зернистостью от P 12 до P 80 предназначены для наиболее грубой обработки дерева, наждак марки до P 150 используют для промежуточной шлифовки, а еще более мелкозернистая наждачная бумага применяется для окончательной подготовки деревянных поверхностей к покраске, устранения чрезмерно сильного блеска и удаления небольших и невъевшихся пятен.

Вид насыпки

Кроме того, существует градация шлифовальной бумаги в соответствии с закрытой, полузакрытой и разреженной насыпкой гранул абразива. Как правило, первый вид насыпки используется для мелкозернистых абразивов, второй и третий – для крупных зерен.

Прочие аксессуары

Кроме того, мастерами-отделочниками используются шлифовальные губки – двух- и четырехсторонние. Они изготавливаются из вспененного полимера, на поверхность которого наносится абразивная крошка. Они гораздо пластичнее наждачной бумаги и поэтому делают более удобной обработку стыков и углов.

Шлифовка в продольном направлении дает меньший съем материала и меньшую ворсистость, чем при обработке поперек волокон.

Автоматическая шлифовка

Более продуктивным является использование различного абразивного электроинструмента. В нем наряду с наждачной бумагой используются и иные расходные материалы – абразивные и шлифовальные круги, полимерные и металлические щетки (для удаления присохшей старой краски или браширования дерева).

Эксцентриковые и дельташлифовальные машины

Эти виды шлифмашинок являются наиболее компактными. Основной конструктивной особенностью эксцентриковых шлифмашинок является круглая подошва, которая одновременно вращается и участвует в возвратно-поступательном движении. Это позволяет получить весьма тонкую шлифовку без грубых рисок на границе раздела обработанного и необработанного участков.

Дельташлифовальные машинки являются хорошими помощниками при очистке узких деталей (кромки мебели, оконные рамы и т.д.), а также углов из-за формы подошвы, напоминающей утюжок. Расходными материалами для них являются специальные шлифовальные листы и ткани, полировальные губки.

Вибрационные машинки работают на таком же принципе, как и те, о которых рассказано выше. Они несколько громоздки, однако в качестве расходника для них применяется хорошо известная наждачная бумага. Они пригодны для обработки больших поверхностей и используются для всех видов шлифовки.

Ленточные шлифмашинки

В этой разновидности шлифовальных машинок используется бесконечная наждачная лента. Их иногда в разговоре называют «танками», так как скольжение ленточного абразива по обрабатываемой поверхности похоже на движение танковых гусениц. Сфера их применения – обработка поверхностей большой площади.

Несмотря на то, что абразивные материалы для дерева отличаются друг от друга по многим показателям, нельзя однозначно сказать, какие из них лучше. Каждое приспособление для шлифовки имеет свою область использования, а результат работ определяется не только стоимостью инструмента, но и правильностью его применения. Кроме того, при шлифовке дерева образуется много пыли, а, значит, следует принять меры для защиты от нее органов зрения и дыхания.

Абразивный | материал | Британника

Абразивный , острый, твердый материал, используемый для истирания поверхности более мягких и менее стойких материалов. В этот термин входят как натуральные, так и синтетические вещества, от относительно мягких частиц, используемых в бытовых чистящих средствах и ювелирных полиролях, до самого твердого известного материала — алмаза. Абразивные материалы незаменимы при производстве практически любого продукта, производимого сегодня.

Абразивы используются в виде шлифовальных кругов, наждачных бумаг, хонинговальных брусков, полиролей, отрезных кругов, галтовочных и вибрационных масс для чистовой обработки, пескоструйной обработки, целлюлозных камней, шаровых мельниц и других инструментов и изделий.Только за счет использования абразивов промышленность может производить высокоточные компоненты и сверхгладкие поверхности, необходимые при производстве автомобилей, самолетов и космических аппаратов, механических и электрических приборов и станков.

В этой статье рассматриваются основные материалы, используемые в абразивных материалах, свойства этих материалов и их переработка в промышленные продукты. Большинство абразивных изделий изготовлено из керамики, в которую входят одни из самых твердых известных материалов.Истоки твердости (и других свойств) керамических материалов описаны в статье о составе и свойствах керамики.

История

Использование абразивов восходит к тому, что самые ранние люди терли один твердый камень о другой для придания формы оружию или инструменту. В Библии упоминается камень под названием шамир , который, скорее всего, был наждаком — природным абразивом, который до сих пор используется. Древние египетские рисунки показывают, что абразивные материалы используются для полировки ювелирных изделий и ваз. Статуя скифского раба, названная «Точильщик», в галерее Уффици во Флоренции, представляет собой натуральный точильный камень неправильной формы, используемый для точения ножа.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Песок и кусочки гибкой кожи были наждачной бумагой древних людей. Позже мастера пытались закрепить абразивные зерна на гибких основах с помощью грубого клея. В китайском документе 13-го века описывается использование натуральных камедей для прикрепления кусочков морской ракушки к пергаменту. Примерно два столетия спустя швейцарцы начали наносить покрытие на бумажную основу из дробленого стекла.

Ранним абразивам для песка и стекла не хватало остроты, и к XIX веку такие абразивные материалы, как природный песчаник, из которого сформирован «шлифовальный круг», больше не отвечали потребностям развивающейся промышленности.В 1873 году Свен Пульсон, работавший в компании Norton and Hancock Pottery Company, Вустер, штат Массачусетс, США, выиграл кувшин пива, поспорив, что сможет сделать шлифовальный круг, соединив наждак с гончарной глиной и обожгнув их в печи. Пульсон преуспел с третьей попытки; Этот инцидент означал конец неудовлетворительного производства продуктов на клеевой и силикатной связке и рождение керамического шлифовального круга.

Незадолго до начала 20 века, когда природные абразивы наждак, корунд и гранат не удовлетворяли потребности промышленности, американский изобретатель Эдвард Г.Ачесон открыл метод получения карбида кремния в электрических печах, а ученые из Ampere Electro-Chemical Company в Ампере, штат Нью-Джерси, США, разработали оксид алюминия. В 1955 году компания General Electric преуспела в производстве синтетических алмазов. Как и другие искусственные абразивы, синтезированный алмаз оказался во многих случаях лучше натурального продукта, который использовался в шлифовальных кругах с 1930 года.

Когда-то абразивные материалы использовались только тогда, когда требовались точная размерная точность и гладкие поверхности, но теперь они стали широко применяемым промышленным инструментом.Более высокая скорость шлифовального круга, более мощные шлифовальные станки и улучшенные абразивные материалы постоянно увеличивают их роль.

Угловая шлифовальная машина

Рабочий использует угловую шлифовальную машину для шлифования куска металла.

© franckreporter /iStock.com

Абразивные материалы: их состав и свойства

Материалы, используемые для изготовления абразивов, в широком смысле можно разделить на натуральные и синтетические. Природные абразивы включают алмаз, корунд и наждак; они встречаются в естественных месторождениях и могут быть добыты и переработаны для использования с небольшими изменениями.Синтетические абразивы, с другой стороны, являются продуктом значительной переработки сырья или химических прекурсоров; они включают карбид кремния, синтетический алмаз и оксид алюминия (синтетическая форма корунда). Большинство природных абразивов были заменены синтетическими материалами, потому что почти все промышленные применения требуют постоянных свойств. За исключением природного алмаза, большинство природных абразивов слишком разнообразны по своим свойствам.

Одно из важнейших свойств абразивного материала — твердость.Проще говоря, абразив должен быть тверже материала, который нужно шлифовать, полировать или удалять. Твердость различных абразивных материалов можно измерить по ряду шкал, включая испытание на твердость по Моосу, испытание на твердость по Кнупу и испытание на твердость по Виккерсу. Шкала Мооса, впервые описанная в 1812 году, измеряет устойчивость к вдавливанию, исходя из того, какой материал поцарапает другой. Эта шкала, которая присваивает номера природным минералам, получила широкое распространение и используется минералогами.В испытаниях на твердость по Кнупу и Виккерсу используются пирамидальные устройства для алмазного вдавливания и измеряют вдавливание, выполненное алмазами в данном исследуемом материале. Тест Виккерса был разработан в первую очередь для металлов. Однако с помощью теста Кнупа можно измерить твердость чрезвычайно хрупких материалов, включая стекло и даже алмазы, без повреждения индентора или образца.

Характеристики вязкости или прочности тела также важны для абразивной функции. В идеале отдельная абразивная частица заточена сама собой за счет разрушения тупой режущей или рабочей кромки, которая обнажает другую режущую кромку внутри той же частицы.В синтетических абразивах можно достичь некоторой степени контроля над этим свойством, изменяя форму зерна во время операции дробления или калибровки, изменяя чистоту абразива, легируя абразивы и контролируя кристаллическую структуру внутри абразивных зерен. Таким образом, абразивные материалы могут быть разработаны для соответствия условиям эксплуатации в различных областях применения.

Взаимодействие между абразивом и шлифуемым материалом препятствует использованию одного абразива в качестве универсальной среды.Например, когда карбид кремния используется для обработки стали или оксида алюминия на стекле, имеет место некоторая реакция, которую еще предстоит четко определить, но которая приводит к быстрому затуплению и неэффективному абразивному действию. Стойкость к истиранию — вот название, данное этому третьему, очень важному свойству.

В таблице перечислены известные природные и синтетические абразивные материалы. В таблице приведены ссылки на дополнительную информацию о материалах и шкалах твердости.

Твердость видных абразивных материалов

абразивные материалы		твердость
		Шкала Мооса	Шкала Виккерса	Шкала Кнупа
природные абразивы	промышленный алмаз	10	10 000	8 000
	корунд	9	2200	1,600–2,100
	Эмери	7–9	1,600	800–1 800
	гранат	7–8	1 100–1 300	1 300–1 350
	кремень	7	900–1 100	700–800
	кварц	7	1,100	700–800
	пемза	5–6	—	430–560
	тальк	1	—	—
синтетические абразивы	синтетический алмаз	10	10 000	8 000–10 000
	нитрид бора (кубический)	10	7 300–10 000	4 700–10 000
	карбид бора	9–10	3 300–4 300	2 200–5 100
	Карбид кремния	9	2 800–3 300	2 000–3 700
	глинозем	9	2200	2 000–2 600

Абразивов — Как работают абразивные материалы? — Материалы, шлифование, твердость и абразивный износ

5 минут на чтение

Как работают абразивные материалы?

Абразивные материалы — это твердые кристаллы, которые встречаются в природе или производятся.Наиболее часто используемые из таких материалов — это оксид алюминия , , карбид кремния, кубический нитрид бора и алмаз , .

Другие материалы, такие как гранат, диоксид циркония, , стекло и даже скорлупа грецкого ореха, используются для специальных целей.

Абразивы в основном используются в металлообработке, поскольку их зерна могут проникать даже в самые твердые металлы и сплавы. Однако их высокая твердость также делает их пригодными для работы с другими твердыми материалами, такими как камни, стекло и некоторые типы пластика .Абразивы также используются для обработки относительно мягких материалов, включая дерево и резину, поскольку их использование обеспечивает высокий съем материала, длительную режущую способность, хороший контроль формы и чистовую отделку.

Применения абразивов обычно делятся на следующие категории: 1) очистка поверхностей и грубое удаление излишков материала, например грубое ручное шлифование в литейных цехах; 2) формообразование, как при формовании, так и при заточке инструмента; 3) калибровка, прежде всего при точном шлифовании; и 4) разделение, как при операциях отрезания или нарезки.

ТАБЛИЦА 1. ОБЫЧНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ АБРАЗИВЫ

Абразивный	Используется для
оксид алюминия	шлифование гладкой и легированной стали в мягком или закаленном состоянии
карбид кремния	чугун, цветные металлы и неметаллические материалы
алмаз	для шлифования твердых сплавов, а также для шлифования стекла, керамики и закаленной инструментальной стали
кубический нитрид бора	шлифование закаленных сталей и износостойких суперсплавов

ТАБЛИЦА 2.ТОЧНОСТЬ ОТБРАННЫХ МАТЕРИАЛОВ по MOHS

Абразивный	Твердость по Моосу
воск (0 ° C)	0,2
графит	0,5 к 1
тальк	1
медь	2,5 к 3
гипс	2
алюминий	2 к 2.9
золото	2,5 к 3
серебро	от 2,5 до 4
кальцит	3
латунь	от 3 до 4
флюорит	4
стекло	от 4,5 до 6,5
асбест	5
апатит	5
сталь	5 к 8.5
оксид церия	6
ортоклаз	6
стекловидный кремнезем	7
берилл	7,8
кварц	8
топаз	9
оксид алюминия	9
карбид кремния (бета-тип)	9,2
карбид бора	9.3
бор	9,5
алмаз	10

За последние 100 лет или около того промышленные абразивы, такие как карбид кремния и оксид алюминия, в значительной степени вытеснили природные абразивы — даже природные алмазы были почти вытеснены синтетическими алмазами. Успех производимых абразивов обусловлен их превосходными контролируемыми свойствами, а также их надежной однородностью.

Абразивные материалы из карбида кремния и оксида алюминия очень твердые и хрупкие, поэтому они имеют тенденцию образовывать острые края. Эти кромки помогают абразиву проникать в обрабатываемый материал и уменьшают количество тепла, выделяемого во время истирания. Этот вид абразива используется для точного и чистового шлифования. Для грубого шлифования используются прочные абразивные материалы, которые сопротивляются разрушению и служат дольше.

Промышленность использует абразивные материалы в трех основных формах: 1) связанные с образованием твердых инструментов, таких как шлифовальные круги, цилиндры, кольца, чашки, сегменты или палочки; 2) покрытие на основе из , бумаги или ткани в виде листов (например, наждачной бумаги), полос или лент; 3) незакрепленные, удерживаемые в каком-либо жидком или твердом носителе, например, для полировки или переворачивания, или приводимые в движение силой воздуха или воды давление по рабочей поверхности (например, пескоструйная обработка зданий).

Истирание чаще всего возникает в результате царапин на поверхности. Как правило, вещество серьезно царапается только материалом, который тяжелее его самого. Это основа шкалы твердости Мооса (см. Таблицу 2), в которой материалы ранжируются в соответствии с их способностью царапать материалы с меньшей твердостью.

Следовательно, абразивы

обычно считаются тугоплавкими материалами со значениями твердости от 6 до 10 по шкале Мооса, которые можно использовать для уменьшения, сглаживания, очистки или полировки поверхностей других, менее твердых веществ, таких как металл , стекло , пластик, камень или дерево.

Во время истирания абразивные частицы сначала проникают в истираемый материал, а затем вызывают отрыв частиц от истираемой поверхности. Легкость, с которой абразивные частицы проникают в поверхность, зависит от твердости шлифуемой поверхности; Легкость отрыва деформированной поверхности зависит от прочности и, в некоторых случаях, от ударной вязкости материала. Между твердостью, прочностью и ударной вязкостью твердость обычно является наиболее важным фактором, определяющим устойчивость материала к истиранию.

Когда две поверхности перемещаются друг относительно друга, пики микроскопических неровностей должны либо смещаться, либо увеличиваться в твердости, либо ломаться. Если локальные напряжения достаточно велики, это приведет к разрушению крошечного объема истираемого материала, и небольшая частица будет отделена. Этот тип истирания возникает независимо от того, происходит ли контакт двух поверхностей за счет скольжения, качения или удара.

Некоторые формы абразивного истирания связаны с небольшим ударом или без него, но в других энергия удара является решающим фактором при определении эффективности абразива.Например, хрупкие материалы имеют тенденцию к разрушению при ударе, и их истирание может больше напоминать эрозию , чем разрушение.

Ресурсы

Книги

Gao, Yongsheng, ed. Достижения в абразивной технологии. 5-е изд. Enfield, NH: Trans Tech, 2003.

Гилл, Артур, Стив Крар и Питер Смид. Основы технологии станков. Нью-Йорк: Industrial Press, 2002.

Грин, Роберт Э., изд. Справочник по машинам. Нью-Йорк: Industrial Press, 1992.

Riggle, Arthur L. Как использовать алмазные абразивные материалы. Mentone, CA: Gembooks, 2001.

Дополнительные темы

Science Encyclopedia Science & Philosophy: 1,2-дибромэтан от до Adrenergic

Что такое абразивные материалы и для чего они используются?

Абразив — это материал определенной твердости и плотности, который позволяет обрабатывать другие материалы путем удаления самого материала.Например, одной из наиболее распространенных операций, которые можно выполнять с абразивом, является полировка поверхности или ее полировка. Их также можно использовать для многих других целей.

Абразивы классифицируются по твердости, размеру зерна и абразивному материалу. Каждая из этих переменных влияет на конечный результат. Правильный выбор абразива имеет важное значение для достижения желаемого результата.

Из чего они сделаны

Абразивные материалы природного или синтетического происхождения.Их отличает в основном степень твердости. Говорят, что один материал может истирать другой, когда один касается другого при их контакте. Их степень твердости измеряется с помощью специальных шкал (Кноппа, Мооса и др.).

Алмаз — самый твердый абразивный материал, присутствующий в природе. Существуют также другие материалы как природного, так и синтетического происхождения, такие как карбид кремния, корунд и цирконий. Они не достигают такой же твердости, как алмаз, но очень близки к ней.

Для изготовления абразива необходима опора для крепления абразивного порошка. Чаще всего используются опоры из бумаги или холста. Затем для фиксации абразива используют смолу или клей. Так изготавливаются основные абразивные инструменты. Примерами являются листы наждачной бумаги (также известные как наждачная бумага), абразивные полоски и многое другое. Для создания сложных инструментов, таких как диски и лепестковые колеса, требуются несколько более сложные процедуры, которые предполагают использование промышленного оборудования.

Для чего они используются и как они используются

Абразивы в основном используются для промышленной обработки.Они особенно важны в металлургическом и автомобильном секторах. Многие обычные предметы создаются благодаря использованию абразивов. Попробуйте подумать о кузове автомобиля. Детали, из которых состоит автомобиль, свариваются друг с другом, создавая заусенцы в области стыка металла. Удаление заусенцев при сварке — это действие, которое происходит за счет использования абразивных материалов.

С другой стороны, ремесленники и профессионалы также используют абразивные материалы для выполнения определенных операций. Например, плотники и плотники используют абразив для сглаживания и отделки паркетных поверхностей.Кроме того, широко распространены ремесленники, использующие абразивные материалы для создания мебели или произведений искусства. Художники формируют и режут нержавеющую сталь с помощью абразивов. С помощью подходящих инструментов вы можете создавать необычные произведения искусства. Абразив — идеальное средство для улучшения этих работ. Благодаря абразиву можно придать готовым работам финиш без дефектов и получить глянцевую или матовую поверхность в соответствии с вашими потребностями.

Форма, размер и размер

Разным абразивным инструментам соответствуют разные виды обработки, поэтому существуют диски, круги, круги, фрезы и различные напильники.Они различаются в основном формой, размером и зернистостью.

Выбор правильной формы абразива очень важен для обработки поверхности. Использование наиболее подходящего абразива значительно помогает достичь желаемого результата. Например, на плоских поверхностях можно использовать как плоские, так и конические абразивные диски. Первый предлагает более агрессивное истирание на узкой поверхности, а второй позволяет работать на большей поверхности и с большей точностью. Для обработки углов или фасонных поверхностей рекомендуется использовать абразивы чашеобразной формы.

Толщина абразива влияет на скорость очистки и получаемый рисунок. Абразивные материалы с зернистостью от 8 до 16, как правило, очень грубые. Они подходят для придания поверхности глубокого рисунка. От 20 до 40 (среднезернистых) абразивов считаются универсальными и очень разнообразными. Наконец, абразивные материалы с зерном от 120 до мелкого зерна используются в основном для чистовой обработки.

Они также доступны в различных размерах, чтобы адаптироваться к имеющемуся у вас инструменту и к выполняемой работе.

Вам нужен расходный материал? Связаться с Росвером

Росвер SRL — это компания, которая продает абразивные материалы специализированным фабрикам, торговцам и инструментальным магазинам. Работаем в области абразивов 1961 года. В нашей штаб-квартире в Сесто-Сан-Джованни вы можете просмотреть нашу продукцию и забрать свои заказы. Предлагаем решения профессионалам и компаниям благодаря большой команде. Наши консультанты смогут ответить на ваши запросы и удовлетворить ваши потребности. Мы сможем посоветовать вам наиболее подходящие продукты для вашей работы.Клиенты, занимающиеся производственными процессами, также могут найти у нас определенную линейку продуктов в своей отрасли.

Хотите заказать партию продукции? Найдите всю необходимую информацию и наши контактные данные, нажав здесь или вы можете ознакомиться с нашим FAQ. Если вы ищете абразивный продукт, вы можете ознакомиться с нашим каталогом. Вы также можете ознакомиться со страницей «Продуктовая линейка». где вы можете найти статьи, разделенные по категориям. Если вам нужно что-то конкретное, вы можете использовать строку поиска в верхнем меню.При возникновении любых проблем, пожалуйста, обращайтесь к нам. Мы в вашем распоряжении с понедельника по пятницу с 8.30 до 12.30 и с 13.45 до 17.45.

Напоминаем, что Росвер не продает частным лицам. Свяжитесь с нами, и мы подскажем ближайшего к вам дилера.

Подробнее об абразивах

Абразивы — это вещества, используемые для выравнивания или обработки (для формования или отделки с помощью машин) других более мягких материалов путем интенсивного трения. Они работают, царапая поверхность материалов, чтобы избавить ее от нежелательных шероховатостей или веществ.Общие примеры включают пемзу, наждачную бумагу, наждак и песок. Каждый из этих минералов имеет разную твердость, что позволяет выполнить определенную задачу. Размер зерна минерала может быть изменен, при этом более крупный размер зерна хорошо подходит для более мелких деталей.

Абразивы используются во множестве отраслей, от обработки дерева до обработки металла и очистки. При работе с деревом чаще всего используется наждачная бумага. Однако есть и другие типы абразивов, которые работают так же хорошо. Стальная вата используется для выравнивания поверхности между слоями лака.Нейлоновая абразивная подушечка может выполнять ту же функцию, и ее можно использовать повторно. Наконец, пемза, смешанная с небольшим количеством воды, хороша для сглаживания финального лакового покрытия.

Абразив используется в металлообработке по многим причинам. Если он используется для шлифования свежепрорезанного металла, этот процесс называется удалением заусенцев. Обычно удаление заусенцев выполняется путем переворачивания деталей в бочку вместе с выбранным абразивом, который может быть абразивным материалом с покрытием, таким как наждачная бумага, нетканые материалы и камни. Абразивы, используемые для полировки готового продукта, включают твердые минералы, такие как алмаз или синтетические минералы, хотя в менее важных процессах почти все может стать абразивом, включая лед, скорлупу грецкого ореха и пластик.

Пескоструйная очистка — это обработка, используемая профессиональными промышленными очистителями. Процесс работает путем регулирования потока абразивного материала — например, стеклянных шариков, стальной крошки или пластика — из резервуара высокого давления. Давление до 100 фунтов на квадратный дюйм может поддерживаться, чтобы удалить краску с лодки или удалить пятна с металлического продукта.

Наконец, абразивные материалы на связке можно использовать практически в любой отрасли. Связанный абразив может представлять собой материал, сплавленный вместе под действием тепла (стекловидный), или абразив, приклеенный смолой к жесткой основе (не стекловидный).Шлифовальный круг и синтетический точильный камень являются примерами связанного абразива.

Больше от Machinery, Tools & Supplies

Абразивный материал — обзор

5.2.3.3 Порошковая струйная очистка

Вместо того, чтобы приводить один инструмент в контакт с пленкой, используются несколько случайных ударов меньшего размера (вызванных направленным ударом мелкозернистого абразивного материала) для удаления нежелательного материала. . Чтобы создать узорчатую структуру, необходимо направить абразив в определенные места.На макроуровне этот подход используется как метод точечного удаления материала для вырезания элементов в металлических листах. На микромасштабе невозможно сфокусировать струю абразива в достаточно малую точку. Поэтому для локальной защиты материала используется защитная маска, и вся пленка стирается (удаление материала с большой площади).

Удаление материала с большой площади.

Хорошо подходит для придания формы хрупким материалам, например керамике.

Когда твердый снаряд ударяется о поверхность, могут образоваться небольшие подповерхностные трещины.По мере того, как другие снаряды ударяют по поверхности, создается больше подземных трещин, пока эти трещины не соединятся, в результате чего материал над трещиной будет удален с поверхности (рис. 5.3). Этот процесс особенно эффективен для удаления хрупких материалов, таких как керамика. Если материал, на который воздействуют, является мягким или может подвергаться пластической деформации (например, полимер или металл), скорость удаления значительно меньше или отсутствует. По этой причине металлические или полимерные (или эластомерные) маски являются хорошим выбором для выборочной защиты подложки.

РИСУНОК 5.3. Схема механизма удаления материала при порошковой очистке. При попадании абразивного материала на поверхность пленки в месте удара образуется трещина. Дальнейшие удары создают больше трещин, которые в конечном итоге соединяются, в результате чего материал удаляется.

Порошковая очистка не является селективной с точки зрения химии; следовательно, он протравит любой материал с аналогичными упругими свойствами с той же скоростью. В отличие от химического травления (которое является химически селективным), при порошковой струйной очистке материалы подложки будут протравливаться, если их механические свойства сопоставимы с характеристиками пленки.Например, кремниевая подложка будет продолжать травление после того, как на керамической пленке будет нанесен рисунок. Из-за высокой скорости травления часто невозможно предотвратить повреждение подлежащей подложки. Также важно отметить, что тонкие слои пластичного материала не будут сопротивляться удалению, если нижележащий материал является хрупким, поскольку любые удары частиц вызовут разрушение нижележащего материала, тем самым снимая тонкую металлическую пленку. Это видно по удалению тонких слоев металлического электрода (100–200 нм) при травлении через керамическую пленку.

Можно достичь определенной степени селективности, выбрав подходящую среду для взрывных работ. Скорость удаления материала зависит от разницы в твердости взрывной среды и материала мишени, а также от кинетической энергии взрывной среды. Очень твердые абразивные материалы с высокой кинетической энергией (т. Е. Большой массой и высокой скоростью) будут демонстрировать высокую производительность съема. Например, очень твердый абразивный материал, такой как оксид алюминия, удаляет большинство материалов, в то время как более мягкие материалы, такие как кукурузный крахмал, показывают гораздо более низкие скорости удаления материала.Контраст между двумя средами можно увидеть на рисунке 5.4, где и оксид алюминия, и кукурузный крахмал протравливают зеленый керамический слой, но кукурузный крахмал не может протравить нижележащий кремний.

РИСУНОК 5.4. Разница между использованием жестких и мягких абразивоструйных материалов при порошковой струйной очистке. При использовании твердой (глиноземной) среды нижележащая кремниевая подложка повреждается. Использование более мягкого кукурузного крахмала влияет только на пленку PZT.

Процесс порошкового травления является относительно анизотропным по своей природе, поскольку абразивная среда направлена ​​в одном направлении.Некоторое травление вбок все еще происходит, поскольку абразив не весь движется в одном направлении из-за расходящейся природы распыления и случайных отклонений среды травления. Край маски также может деформироваться или истираться травителем, что приводит к дальнейшему разрушению боковых стенок.

Эти эффекты могут приводить к появлению различных профилей травления при уменьшении площади травления. При травлении отверстий относительно большого размера фронт травления остается относительно однородным с небольшими краевыми эффектами.Когда размер отверстия травления уменьшается, краевые эффекты ослабляются и фронт травления становится менее однородным. В основном это происходит из-за того, что травящая среда отклоняется от краев отверстия и ударяется об основание углубления, что приводит к появлению ярко выраженного U-образного профиля. По мере дальнейшего уменьшения размера элемента способность абразивного порошка достигать материала у основания углубления значительно снижается, что приводит к прекращению процесса травления. Это предел достижимого разрешения и зависит от размера абразивной частицы; разрешение составляет от 5 до 10 раз больше размера частиц.Для решения этой проблемы можно использовать более мелкие частицы, но их меньшая масса означает, что кинетическая энергия, доступная для травления, также уменьшается, если скорость частиц не увеличивается. В критической точке кинетической энергии будет недостаточно для протравливания.

Применение абразивов — CUMI

Применение абразивов

Абразивы — Обзор

Абразив — это тип очень твердого материала (часто может быть минералом). Абразивы используются в широком спектре бытовых, промышленных и технологических применений.Абразивные материалы используются для отделки или придания формы заготовке. При трении абразива о заготовку часть заготовки изнашивается. При отделке материала об этом часто думают как о способе полировки материала для получения гладкой или даже отражающей поверхности; тем не менее, некоторые виды отделки требуют придания шероховатости, например, отделки бисером, матовой или атласной отделки.

Механизм истирания

Истирание — это термин, возникший в результате использования абразивов для описания раны или ссадин. Истирание может возникнуть в результате сильного контакта с определенной поверхностью, например, с камнем, бетоном, ковром или деревом.Разница в твердости абразива и поверхности, на которой они обрабатываются, позволяет абразиву работать, причем абразив является более твердым из двух веществ. Однако любые два твердых материала, которые имеют тенденцию тереться друг о друга, в конечном итоге изнашивают друг друга. Примером этого является подошва обуви, через десятилетия она со временем изнашивается деревянные или каменные ступени, по которым часто ходят.

Абразивы — типы

Абразивы имеют индивидуальную структуру.Обычно абразивы можно разделить на синтетические и натуральные. Многие синтетические абразивы по производительности эквивалентны органическим минералам. Он отличается только тем, что синтетические минералы производятся, а не добываются. Если природные минералы нечисты, они менее ценны. В настоящее время они синтетические. Как синтетические, так и натуральные абразивы могут быть самых разных форм, они часто представляют собой абразивные материалы с покрытием или на связке, включая шлифовальные круги, блоки, диски, ленты, стержни, рыхлое зерно и листы.Промышленные абразивы подразделяются на три типа, а именно: абразивы с покрытием, связки и суперабразивы.

Посетите наш раздел Абразивы , чтобы узнать больше о типах абразивов.

Абразивы на связке

Абразивы на связке — это абразивный материал, содержащийся в матрице. Связанные абразивные материалы необходимо очищать после использования. Посетите наш раздел «Абразивы», чтобы узнать больше о Абразивы на связке

Абразивы с покрытием

Абразивы с покрытием также являются минералами, которые используются таким же образом, как и связанные абразивы.Абразив с покрытием — это абразив, прикрепленный к форме материала основы, такой как бумага, металл, резина, смола, ткань и полиэстер. Наждачная бумага — лучший пример абразива с покрытием.
Посетите наш раздел «Абразивы», чтобы узнать больше о Абразивных материалах с покрытием

Суперабразивы

Суперабразивы — это один из группы относительно дорогих, но эффективных материалов, обладающих превосходной твердостью и стойкостью к истиранию. Суперабразивы включают кубический нитрид бора (CBN) и алмаз.Суперабразивы были разработаны для удовлетворения потребностей современной промышленности.
Посетите наш раздел абразивов, чтобы узнать больше о Super Abrasives

Abrasives — Applications

Общие области применения абразивов включают следующее:

• Полировка
• Хонингование
• Сверление
• Шлифование
• Шлифование
• Шлифование
905
• Заточка

Другие абразивные материалы также могут использоваться для различных применений, в том числе:

• Его можно использовать в качестве тросов управления в велосипедных тормозах, автомобильных стояночных тормозах и дросселях и т. Д.
• Абразивы используются в гибких стальных шлангах, таких как душ шланги, армированные кабели и т. д.
• Используется в цангах для патронов
• Абразивы используются в иглах для впрыска дизельных двигателей
• Они используются в стержнях клапанов, таких как клапаны двигателей внутреннего сгорания
• Они используются в полуосях
• Абразивы используются используется в иглах для подкожных инъекций в медицине, стоматологии и ветеринарии
• Это мы ed в вольфрамовом стержне для точек контакта
• Используется в точках контакта из драгоценных металлов
• Используется в электродах из вольфрамовой проволоки для лампочек
• Абразивы используются в компонентах спускового механизма для огнестрельного оружия
• Это пружина для пружинных муфт в автомобилестроении трансмиссии, лифты, трансмиссии вертолетов
• Используется в драгоценных трубках в солнечных панелях, паяльниках и т. д.
• Используется в электродах свечей зажигания
• Используется в медном стержне для паяльных пистолетов
• Используется в поршневых кольцах
• Используется при резке дорогих металлов
• Используется в многослойных магнитных сердечниках, таких как сердечники трансформаторов
• Используется в ферритовых стержнях для магнитов
• Используется в быстрорежущей стали (спиральные сверла и т. Д.)
• Используется в швейных иглах
• Используется в пластинах из различных материалов
• Используется в капиллярах трубы металлические и стеклянные
• Используется в трубах для выдвижных телескопических антенн
• Используется в тонкостенных трубах в самолетах, вертолетах

Абразив: типы материалов и промышленное применение

Абразивы обычно изготавливаются из твердых металлов, используемых в различных производственных и бытовых целях для деревообработки и металлообработки для формирования или завершения части работы.Абразивные материалы обычно используются вручную или машинным способом для шлифования кусков дерева или минералов. Он придает гладкий, элегантный или законченный вид или медленно уносит кусок материала, пока не будет достигнута желаемая форма.

Содержание сообщения

• Типы абразивных материалов
• Промышленные товары
• Автозапчасти:

Типы абразивных материалов

Абразивы делятся на два основных раздела: натуральные и синтетические.Синтетические абразивы предназначены для имитации органических материалов и производятся, а не выкапываются. Оба вида абразивов используются в самых разных формах и чаще всего имеют покрытие или связку. Абразивы входят в состав шлифовальных валков, лент, стержней, пластин, блоков, свободного зерна, шлифовальных губок и листов.

Абразивные материалы со связкой

Абразивные материалы на связке — это абразивы, которые превращаются в шлифовальные круги, отрезные круги, сегменты, конусы и другие подобные формы или «связанные» типы, используемые во многих аспектах деревообработки, отделки металлов или резки.Связанные абразивы обычно используются с дрелью или вращающимся инструментом. Идея склеивания абразивного материала, натурального или синтетического, заключается в том, чтобы частицы зерна держались вместе, давая твердый материал для резки или шлифования.

Абразивы с покрытием

Абразивы с покрытием — это металлы, которые можно использовать аналогично абразивам на связке. Свободное и закрытое покрытие — это два типа абразивных слоев. В абразивном материале с открытым покрытием 50% или 75% покрытия покрыто абразивным зерном.Эти зерна содержат такие материалы, как корунд, гранат, карбид кремния, светло-коричневатый оксид алюминия, термически обработанный оксид алюминия, оксид циркония и керамический оксид алюминия.

Типы подложек

Разновидности абразивной основы: бумага, ткань, пленка или волокно. Структура абразива с покрытием состоит из основы, клея и металлов. Минералы или зерна обычно приклеиваются к основе и чаще всего включают в себя как марку, так и размерное покрытие. На основу наносится закрепляющее покрытие, затем используется металл или зерно и наносится размерный слой клея.

Основы бумажные

Бумажные основы имеют шесть значений плотности и ширины: A, B, C, D, E и F. Загрузка A и B — это легкая бумага, используемая для зерен легкой и средней зернистости. Обычно они используются для ручного шлифования и ручных электрических шлифовальных машин. B несколько толще и дороже, чем плотная бумага A.

Бумажные основы

C и D имеют среднюю толщину, которая в основном используется для зерен среднего сорта и обычно применяется для листов, дисков и шлифовальных участков с малой нагрузкой.Бумага с плотностью E и F более прочная и долговечная, и ее можно легко шлифовать при шлифовании более тяжелых зерен. E и F используются в основном для производственного шлифования и принимают форму картонной бумаги, лент и дисков. Плотность F также используется для барабанов и конусов.

Тканевые основы

Тканевые основы состоят из хлопка, вискозы и полиэстера. Плотность и жесткость основы обозначены буквами J, X, Y, M, S, T и Z. Вес J является самым тонким и наиболее упругим из хлопковых основ.Вес X является средним и подходит для наиболее широкого диапазона приложений, таких как инструменты. Вес Y используется для сложных сверл, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации. M weight — одна из наиболее прочных основ хлопчатобумажной ткани, используемых для более сложных тяжелых условий эксплуатации. Утяжелители A и T используются в дополнительных суконных ремнях и обеспечивают оптимальную прочность в обоих направлениях вязания, при этом вес T практикуется на мощной машине.

Также читайте: Что такое бесцентровое шлифование?

Вискоза прочная и эластичная, устойчива к разрыву и истиранию на концах.Полиэстер — это очень прочная и жесткая основа, используемая в процедурах, требующих дополнительной прочности и водостойкой тканевой основы. Зерновая основа твердая и прочная, но достаточно гибкая для шлифования барабанов и дисков из ветоши. Полиэфирная пленка — это еще один ярд и регулируемая основа, которая используется для дисков с очень легким и средним размером зерна, а также для поверхностей. Пленочные продукты обычно используются в сочетании с растворителями на водной основе, поскольку основа полностью водонепроницаема.

Промышленное применение абразивов

В промышленности используются абразивные материалы трех основных моделей.Они могут быть прикреплены к металлу для образования твердых машин, таких как шлифовальные круги, цилиндры, ленты, чашки, сегменты или палочки. Их можно добавлять в бумагу, ткань, пластик или другое вещество, как это делается с наждачной бумагой. Или они могут практиковаться в свободной форме, например, когда брызги песка используются для протирания поверхности здания во время пескоструйной обработки.

Большинство промышленных применений абразивов относятся к одной из четырех общих категорий. Очищение подразумевает удаление грязи и пятен с поверхности объекта.Одна часть — это использование шлифовальных кругов для полировки фасада металла. Формование — это метод, с помощью которого абразив используется для создания желаемой формы. Заточка инструмента — это иллюстрация придания формы. Проклейка — это своего рода полировка, при которой абразив обесцвечивает поверхность до тех пор, пока не приобретет точную форму. Резка — это разделение материала на две отдельные части, например, когда алмазная пила используется для резки части металла.

Промышленные промыслы

Этот широкий рынок включает все производственные приложения с использованием абразивов в производственном процессе.

Основные цели на этом рынке:

1. Деревообработка и производство: мебель, кухонные шкафы и корпуса по индивидуальному заказу
2. Производство металлов: изготовление легких листовых металлов, металлических компонентов и металлических корпусов
3. Стекловолокно, пластмассы и композиты: продукция для крупных производителей автомобильной, авиационной и других отраслей
4. Производители автомобилей
5. Производители самолетов и других авиакосмических предприятий
6. Морские торговые предприятия

Автозапчасти:

Этот большой рынок включает в себя все приложения для ремонта и изготовления деталей с использованием в процессе абразивных материалов.

Основные цели на этом рынке:

1. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: оборудование для ремонта после столкновений, оборудование для механического ремонта и оборудование по индивидуальной окраске
2. Производители запчастей для автомобилей: нестандартные аксессуары и запчасти для автомобилей и грузовиков

Также прочтите: Руководство по оборудованию для рисовых мельниц
Что такое общие области применения абразивов?

Следующие общие области применения абразива:
Полировка
Хонингование
Сверление
Шлифование
Полировка
Резка
Заточка

Нравится:

Нравится Загрузка…

.