Абразив: описание и фото

Абразив. Виды и применение. Работа и особенности. Инструменты

Абразив – твердый мелкозернистый или порошковый материал, используемый для шлифовки, полировки, резания. Применяется для обработки дерева, металла, пластика, стекла, керамики, застывшего лака и красок.

Как работает абразив

Абразивные материалы отличаются высокой твердостью, превышающей параметры поверхностей, которые обрабатываются. Они представляют собой мелкозернистые частицы созданные методом слома, за счет чего на них образовываются острые грани. При трении с обрабатываемой поверхностью они врезаются в нее и соскабливают. Скорость обработки зависит от размера частиц абразива. Чем они больше, тем быстрее снимается поверхность. При этом крупные частицы оставляют на ней глубокие царапины. Мелкие абразивные зерна работают медленнее, но поверхность после них более гладкая. Путем постепенного снижения зернистости абразива при обработке, можно добиться выведения зеркальной поверхности.

По мере работы кристаллики абразива обламываются от давления. По месту слома на них образовываются остроугольные края. Поэтому они продолжают эффективно врезаться в материал до тех пор, пока кристалл полностью не выкрошится. Отдельные группы мягких абразивов не крошатся, а стираются, поэтому они теряют эффективность быстрее.

Виды обработки абразивами
Абразивы могут использоваться при выполнении:
  • Шлифования. Оно заключается в снятии поверхности для ее выравнивания или снижения шероховатости. Выполняется грубыми абразивами.
  • Хонингования. Представляет собой действия по коррекции формы цилиндрических и конических заготовок с точностью до 5 мкм.
  • Полирования. Заключается в обработке мелким абразивом для снятия тончайшего слоя, создающего шероховатость. При этом не образовываются видимые царапины. В результате достигается высокая гладкость, которая на металле выглядит как зеркало.
  • Суперфиниширования. Представляет собой финальную обработку после полировки. Ее задача заключается в снятии еще более тонкого слоя металла и снижения шероховатости до идеала, при котором зеркальное отражение не искажается. Применяется в основном на металле.
  • Резание. Представляет собой узконаправленную обработку, при которой крупным абразивом снимается полоса поверхности с ее углублением. Абразивная резка применяется при работе с металлами, камнем, плиткой, твердыми минералами.
Виды абразивных материалов

В качестве абразива используются природные и искусственные материалы. Первые в своем большинстве отличаются меньшей твердостью, поэтому в ходе использования их грани достаточно быстро стираются. Как следствие скорость снятия материала прекращается.

К природным абразивам относят:
  • Алмаз.
  • Корунд.
  • Топаз.
  • Кварц.
  • Гранат и т.п.

Самым эффективным и твердым абразивом среди природных и искусственных материалов является алмаз. Его твердость позволяет граням разрушаться очень медленно, поэтому инструмент с алмазным напылением является самым долговечным и эффективным при обработке. В качестве абразива используется природный алмаз или выведенный в лаборатории из графита. В частности применяются его мелкие кристаллы, непригодные для ювелирного или другого использования.

Искусственные абразивы отличаются высокой твердостью, но меньшей, чем у алмаза. К таким материалам можно отнести:
  • Электрокорунд.
  • Карбид кремния.
  • Карбид бора
  • Монокорунд.
Абразив разделяют на 3 категории твердости. Они бывают:
  1. Сверхтвердые.
  2. Твердые.
  3. Мягкие.

Чем выше твердость материала, тем больше его стоимость, так как его раскол на зерна сопровождается сложным технологическим процессом и соответствующими затратами. Сверхтвердые абразивы используются для работы с металлами, керамикой. Твердые в основном применяются для дерева. Мягкие более податливы, поэтому не царапают поверхность. Они хорошо подходят для обработки оргстекла, кожи, пластиков.

Виды по зернистости

Одним из самых важных факторов при выборе абразивного материала выступает его зернистость. От ее величины зависит скорость съема поверхности, а также уровень ее гладкости после обработки.

По зернистости они бывают:
  • Грубые.
  • Средние.
  • Тонкие.
  • Особо тонкие.

Чтобы сделать абразив, твердые кристаллики материала калибруются по размеру. Измерение ведется в микрометрах или мешах. Отсутствие калибровки приведет к тому, что обрабатываемая поверхность будет сниматься неравномерно. Одни ее части станут гладкие, другие получат глубокие царапины. Такое качество будет приемлемо только для грубой проточки, но скорость работы при этом станет ниже, чем при использовании только крупных зерен. Кроме этого малое количество крупных кристаллов сопровождается высоким давлением на их грани, поэтому они могут обламываться и быстрее стираться. Так как сортируемые кристаллы никогда не бывают идеальными, допускается, чтобы соотношение по вылету их самой большой и короткой грани составляло 1:3.

Как оценивается абразив
Для оценки качества абразивного материала применяются следующие параметры:
  • Твердость.
  • Хрупкость.
  • Абразивная способность.
  • Механическая и химическая стойкость.

Одним из приоритетных параметров является твердость. Это физическое понятие, которое отображает результат действия при вдавливании в абразив другого материала. Задача первого вжаться в поверхность, сохранив при этом свою остроту. Он всегда должен быть более твердым, чем изделие, которое им обрабатывается. Твердость измеряется по шкале Мооса. Каждому материала в результате испытания присваивается величина от 1 до 10. Максимальную твердость 10 имеет алмаз. После него по эффективности среди известных доступных абразивов идет корунд, имеющий 9-й класс. Топаз имеет 8-ю, кварц 7-ю твердость.

Однако твердость не является главным приоритетом при выборе. Дело в том, что она сильно связана с хрупкостью. Зачастую, чем тверже абразив, тем он более хрупкий. Как следствие его грани очень быстро обламываются, поэтому фактической эффективности при работе не достигается. Важен баланс между твердостью и хрупкостью.

Также материалы отличаются между собой абразивной способностью. Это значение показывает – какой слой поверхности можно снять за единицу времени. Дело в том, что абразивы имеют разную остроту граней, образованных при сломе. Естественно, чем она выше, тем эффективней вгрызание в поверхность.

Механическая стойкость отображает предел, при котором проявляется хрупкость. Зная это значение можно прикладывать усилие при обработке на таком уровне, чтобы кристаллы сохраняли целостность. Нужно отметить зависимость механической стойкости к температуре. Чем больше греется абразив, тем быстрее он изнашивается.

Химическая стойкость отображает устойчивость зерна к кислотам, воде, щелочи. Одни материалы могут использоваться только для обработки сухих поверхностей. Другие способны работать в любых условиях. В приоритете стоит стойкость к воде и растворенным в ней частицам, так как она часто используется для охлаждения абразива.

Инструменты абразивной обработки

Абразивы используются для изготовления различных инструментов, которые применяются для резки, шлифовки, полировки.

Наиболее распространенными являются:
  • Отрезные круги.
  • Шлифовальные круги.
  • Бруски.
  • Ленты.
  • Наждачная бумага.
  • Полировальные пасты.
  • Свободное зерно.

Отрезные круги представляют собой тонкие диски разного диаметра, состоящие из спрессованных смазанных клеем абразивных кристаллов. Они устанавливаются на болгарки, различные станки, торцовочные пилы. С их помощью ведется резка металла, керамики, камня и прочих твердых материалов. Также отрезные диски могут представлять собой стальной круг с вклеенным напылением из алмаза. Эффективность резки кругами обеспечивается за счет высокой скорости вращения, задаваемой двигателем инструмента или станка. Они производятся с разной зернистостью под работу с металлом, камнем, бетоном.

Шлифовальные круги представлены в продаже множеством размеров и форм. В классическом виде они представляют собой подобие отрезного диска, но большего сечения. Они используются для заточки или снятия поверхности твердых материалов. С их помощью ведется обработка металла, дерева, пластика, стекла и т.д. За счет толщины сечения на шлифовальные круги можно прикладывать боковое давление без риска слома.

Бруски имеют аналогичную структуру, что и шлифовальные круги, но отличаются другой формой. Они предназначены для ручного использования. Чаще всего применяются для заточки ножей и режущего инструмента. Выпускаются в широком диапазоне зернистости.

Ленты представляют собой тканевые полоски, на лицевой поверхности которых закрепляется клеем мелкий абразив. Используются для установки на ленточный гриндер. В основном применяются для зачистки изделий с круглым или другим сложным профилем. Хорошо подходят для вывода спусков и заточки режущего инструмента.

Наждачная бумага изготавливается подобно ленте. Однако вместо тканевой подложки в ней применяется картон. Из бумаги делают круги для установки на электроинструмент, а также прямоугольные шкурки для ручного применения. Она отличается самой доступной стоимостью.

Полировальные пасты, представляют собой кремообразное связующее вещество с включением мелких абразивных частиц. За счет последнего обеспечивается съем материала. Основной наполнитель выполняет функцию охладителя, обеспечивает смазку.

Абразивы в виде свободного зерна представляют собой твердые кристаллики фиксированной зернистости. Они используются при пескоструйной, ультразвуковой и гидроабразивной обработке.

Абразивный инструмент: виды и особенности

Производство металлических изделий и конструкций — сложный процесс, предусматривающий несколько этапов. На заключительном изделия в обязательном порядке подвергаются обработке для придания им аккуратного вида. Чаще всего с этой целью используют абразивный инструмент. Это наиболее оптимальное решение для выполнения подобного рода задач. Ведь он обладает множеством возможностей для применения — его можно использовать для шлифовки, а также разрезания металлических и других изделий, на которые оказывается воздействие веществами повышенной твердости.

  • Что такое абразивный инструмент
  • Сфера использования абразивной обработки
  • Виды инструмента для заточки
    • Жесткий абразивный инструмент
    • Инструмент на гибкой основе
  • Круг абразивный шлифовальный
  • Шкурка шлифовальная тканевая
  • Брусок для заточки ножей и шлифования
  • Виброгалтовка и абразивы для неё
  • Процессы, относящиеся к абразивной обработке

Эти частицы могут отличаться между собой происхождением, зернистостью и ценой. Наилучших результатов обработки можно добиться, используя инструмент с микрокристаллами неправильной формы. Но в первую очередь внимание нужно обращать на степень зернистости и свойства крупиц, которые определяют качество работы.

Что такое абразивный инструмент

Под абразивным инструментом принято понимать всё разнообразие инструмента, предназначенного для механической обработки различных поверхностей.

Самыми известными разновидностями этого инструмента являются алмазные и шлифовальные круги, шкурки и бруски. Сюда же можно отнести и другие изделия, выполненные из различных связующих и абразивных материалов — например, пемзу, корунд, наждак и др.

При более тщательном изучении этих устройств для заточки можно обнаружить у него такое полезное свойство, как самозатачиваемость. К примеру, любой абразивный материал, который используется для изготовления абразивных устройств, содержит сразу несколько слоев острых зёрен. Но по мере затупления и скалывания одних частиц абразива их сразу же заменяют другие. Примечательно, что с увеличением трения верхнего слоя абразивных приспособлений ускоряется и процесс его самозатачивания.

Иногда наблюдаются нарушения этого процесса, когда изделие самозатачивается не полностью. В этом случае стоит задуматься о том, чтобы произвести правку устройства, для чего нужно просто удалить верхний слой абразива. После этого инструмент приобретает надлежащую форму для эффективного выполнения своей задачи.

Сфера использования абразивной обработки

Основными пользователями рассматриваемого инструмента выступают предприятия, специализирующиеся на изготовлении деталей или их элементов. Благодаря абразивной обработке металла готовые изделия приобретают не только более эстетичный вид, но и требуемые качественные характеристики. В первую очередь в подобных приспособлениях нуждаются производства, занятые выпуском мелких деталей для нужд машиностроения, так как для этой отрасли очень важно, чтобы выпускаемая продукция в точности соответствовала чертежам.

Относящийся к рассматриваемой категории инструмент может использоваться для обработки изделий в виде автоматизированной линии или же вручную. Последний вариант часто используется в небольших мастерских, а вот для более крупных предприятий, занятых в серийном и массовом производствах уместнее всего использовать для финишной обработки изделий автоматические агрегаты.

Виды инструмента для заточки

За последние годы этот инструмент получил распространение во многих сферах. Его активно применяют в машиностроении, строительстве зданий, ремонте и других отраслях. Логично предположить, что каждый из его видов подойдет для выполнения только своих собственных задач. Есть инструменты, которые позволяют убрать шероховатости, с помощью других можно выполнить начисто шлифовку стен или пола. Поэтому понятно, почему с каждым годом в продаже появляется всё больше разновидностей такого рода инструмента. Всё их разнообразие можно представить в виде двух больших групп — жесткие и на гибкой основе.

Жесткий абразивный инструмент

Первая группа представлена такими приспособлениями, как болгарки, станки и прочие виды ручного и стационарного электрооборудования.

Благодаря наличию множества режимов скорости вращения и высокой прочности этот инструмент позволяет быстро и эффективно выполнять шлифовку большого количества изделий за короткий срок. Его активно используют для шлифовки, выравнивания, заточки режущих кромок, а также разрезания твердого материала.

Дополнительно относящиеся к этой группе изделия можно разделить на несколько типов кругов:

  • заточные;
  • шлифовальные;
  • зачистные;
  • отрезные.

Каждое изделие обладает своими характеристиками и свойствами. Шлифовальные изделия используются для обработки изделий из камня, дерева и металла, когда нужно изменить их форму или устранить шероховатости. Особенно часто возникает необходимость использования этой продукции при производстве и ремонте домов и квартир.

Поскольку эти инструменты могут использоваться в самых разных направлениях хозяйственной деятельности, при их выборе необходимо ориентироваться на текущие задачи и на основании этого выбирать тип профиля круга, который может быть прямым, в виде чаши или тарельчатым. Основным критерием выбора следует рассматривать удобство формы.

Читайте также:  Декоративные дрова для камина: виды аксессуаров и эстетика дизайна

Отрезные изделия позволяют выполнять разрезание изделий из керамики, кирпича, гипсокартона, дерева, камня и др. Эти изделия превосходят все остальные по таким рабочим параметрам, как точность, скорость и простота обработки, не требующая приложения больших усилий.

Заточные круги получили широкое распространение в качестве эффективного инструмента для затачивания поверхностей станков, пил, ножниц и ножей. Применение этого инструмента позволяет сэкономить немало времени на обслуживании другого инструмента в производстве и сельском хозяйстве.

Зачистные изделия используются для черновой обработки изделий из дерева, камня и стали, когда нужно придать им определенную форму или избавить от серьезных дефектов. Особенно востребованы эти изделия в цехах металлообработки, где используются для удаления сварочных порезов, капель, швов и прочих серьезных дефектов.

Инструмент на гибкой основе

Наряду с жёстким инструментом производители выпускают абразивы на гибкой основе. Наиболее востребованной их разновидностью является обычная шкурка, которая может иметь различную плотность. С ее помощью можно обеспечить высокоточную и более эффективную обработку изделий из камня, синтетики, металла и дерева. Наиболее распространен вариант, имеющий бумажную или тканевую основу.

Круг абразивный шлифовальный

Абразивные круги выполнены в виде очень тонких листков и имеют посадочные отверстия в центре с обрамлением в форме металлической втулки. Для создания таких дисков используют разные частицы, наполнители в сочетании со специальной связующей массой, в качестве которой может выступать вулканитовая или бакелитовая. В соответствии с технологией, все перечисленные компоненты после перемешивания отправляются в специальные формы, после чего подвергаются прессованию.

Абразивные круги бывают двух видов:

  • шлифовальные;
  • отрезные.

Первые предназначены для резки твердых неметаллических и металлических материалов, в том числе мрамора, кирпича, гипсокартона, сплавов цветных металлов и других. Шлифовальные круги чаще всего используют для шлифования и заточки деталей, выполненных из тех же самых материалов.

Оба вида абразивных кругов одинаково востребованы на производстве. Их используют для обработки на соответствующего типа станках — шлифовальных и отрезных.

Необходимый результат при использовании абразивных кругов получают путем воздействия острыми вершинами абразивных частиц, которые во время вращения круга врезаются в обрабатываемую поверхность. Как правило, эти частицы имеют размер от 100 до 2000 мкм. Следует заметить, что с увеличением размера и твердости зерен абразива повышается и производительность круга.

Шкурка шлифовальная тканевая

Тканевая шлифовальная шкурка также активно применяется на промышленных предприятиях. Широкое распространение она получила в таких сферах, как электронная и строительная, деревообрабатывающая и мебельная промышленность, а также авиация и металлургия.

Шлифовальная шкурка предназначена для выполнения чистовых, получистовых и отделочных операций. Помимо этого она незаменима при внутренней, безцентровой, плоской и наружной шлифовке деталей.

Шлифшкурка — это универсальный абразивный материал, который можно использовать для обработки любых материалов. Чаще всего же она применяется для шлифования мрамора, кожи, бронзы, стекла, конструкционных сталей, дерева, титановых сверхпрочных сплавов.

Обладая прекрасной эластичностью, шлифовальные шкурки прекрасно подходят для обработки криволинейных сложных поверхностей, а также для размерного и декоративного шлифования.

Брусок для заточки ножей и шлифования

Большой популярностью в качестве абразивного инструмента пользуются и бруски для заточки ножей и шлифования. Основное их назначение — заточка изделий, осуществляемая вручную. Тем, кто собирается использовать этот инструмент впервые, хочется дать совет — выбирайте максимально длинную модель, а вот на ширину внимание можно не обращать.

Производители выпускают бруски для заточки разных типов. Наиболее распространены бруски натуральные. В последнее время у них появилась альтернатива — синтетические бруски.

Виброгалтовка и абразивы для неё

Виброгалтовкой принято называть влажную обработку изделий с применением рассматриваемого инструмента, для выполнения которой используется специальное оборудование, которое в своем составе должно иметь подвод и устройство стока воды.

Важной характеристикой, которой должны обладать машины, предназначенные для проведения виброгалтовки, является наличие у них техпроцесса. Для выполнения виброгалтовки традиционно используются абразивы многоразового назначения. Как показывает практика, одного материала достаточно на несколько месяцев активной эксплуатации.

Процессы, относящиеся к абразивной обработке

Чаще всего к этому виду инструмента прибегают, когда возникает необходимость придать поверхностям деталей определённые свойства, чего невозможно сделать, используя другие металлообрабатывающие станки и инструменты. Для приведения изделий к необходимым параметрам они могут подвергаться следующим процессам абразивной обработки:

  • Шлифование;
  • Полирование;
  • Притирка и доводка;
  • Хонингование и др.

Шлифование — разновидность обработки, в процессе которой выполняется шлифовка поверхностей и затачивание ножей и режущих инструментов. Подобная работа осуществляется с помощью твердых типов инструмента — брусков, кругов или сегментов.

Полирование — процедура, в процессе которой поверхности приобретают идеальную гладкость. Подобный вид обработки осуществляется с помощью специальных кругов из фетра или сукна, имеющих на поверхности предварительно нанесенную абразивную пасту или смоченный жидкостью порошок.

Доводка — процесс абразивной обработки, позволяющий обеспечить изделиям более точные размеры, а также их максимально точную состыковку между собой. Этот рабочий процесс выполняется с помощью притира — инструмента, содержащего на поверхности мелкокристаллические абразивы, смоченные водой.

Абразивный инструмент широко востребован не только в промышленности, но и в бытовой сфере. Ведь часто возникают ситуации, когда необходимо придать изделиям необходимые эстетические свойства и рабочие характеристики.

Проще всего этого добиться с помощью такого рода инструмента, который сегодня производители выпускают в различных вариантах в зависимости от его назначения. Это предопределяет задачи, для решения которых он может использоваться. Именно это и должно быть основным критерием выбора такого инструмента. Но нужно учитывать и другие факторы, прежде всего, показатели твердости материала, для обработки которого приобретается изделие для заточки. Только в этом случае работа будет выполнена быстро и эффективно.

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

Абразивные материалы: виды, типы, классификации, описание

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.
Читайте также:  Детская комната своими руками: выбор мебели, света и расцветок

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.

Абразивные материалы и методы абразивной обработки

Абразивные материалы (абразивы) – материалы, которые используются для зачистки и шлифования поверхностей из металла, пластика, минералов, стекла, дерева и т.д. Они обладают повышенной твердостью, поэтому широко применяются для порезки, хонингования, суперфиниша.

Изготовление любых деталей в производственных условиях предполагает обработку поверхностей абразивами. Доводка готовых изделий осуществляется с помощью абразивного инструментария – наждачной бумаги, шлифовальных кругов, полировальных дисков и т.д. Выбор абразива и метода обработки определяются степенью твердости материала и целями его дальнейшего применения.

Что такое абразивные материал

Абразивными называются материалы, обладающие высокой степенью твердости по сравнению с обрабатываемыми поверхностями. Они предназначены для механической зачистки, порезки, шлифования, полирования или заточки других материалов. Условно все абразивы подразделяют на два типа:

  1. природные;
  2. искусственные (синтетические).

Существует множество материалов с высокими абразивными свойствами, которые применяются в промышленности. Работоспособность абразивов определяется несколькими параметрами:

  • материалом зерна;
  • степенью зернистости;
  • конфигурацией инструментария.

Износоустойчивость шлифматериала зависит от показателей твердости, химической неактивности резцовых составляющих, их термостойкости и т.д. Зачастую под абразивами понимают сверхпрочные материалы, такие как кварц или алмаз. Но в некоторых случаях даже мягкие абразивные материалы могут использоваться для шлифования или полирования.

Абразивной способностью обладают все материалы, имеющие определенную степень твердости, вязкости, износоустойчивости и форму абразивных зерен. Именно на существенном различии степени твердости основаны механические принципы шлифования, порезки и полирования материалов.

Технические характеристики абразивов определяют двумя способами:

  1. по минералогической шкале (шкала Мооса);
  2. вдавливанием пирамиды из алмаза в испытуемый материал.

Под абразивной способностью следует понимать возможность одних материалов обрабатывать другие. В производстве используются только те инструменты, которые обладают достаточной механической прочностью. Это позволяет минимизировать затраты на частую замену разрушившихся абразивов.

Виды абразивных материалов

Абразивные материалы классифицируют по нескольким критериям:

  • степень твердости – сверхтвердые, твердые и мягкие;
  • размер шлифовальных частиц – грубые, средние и тонкие;
  • химический состав – природные и синтетические.

Пригодность абразивных материалов к механической обработке определяется кристаллографическими, термическими, химическими и физическими свойствами. Немаловажное значение в определении степени износоустойчивости абразивов имеет их способность к истиранию, разламыванию и плавлению во время обработки.

Вид абразивного материала определяют по степени его зернистости. Для этого его просеивают через сито с определенным размером ячеек. Величина абразивных зерен характеризуется фракцией. Она может быть мелкой, крупной, предельной, комплексной или основной. После просеивания материала определяется процентное содержание основной фракции, которая впоследствии обозначается индексами Д, Н, В И П.

Твердость абразивных материалов влияет на сферу их применения и особенности механической обработки. Сверхтвердые абразивы с крупными зернами используют для грубой шлифовки и зачистки поверхностей, а более мягкий абразивный материал применяют для полировки и финишной обработки деталей.

Природные абразивные материалы

В большинстве случаев естественный абразивный материал по своим техническим характеристикам – износоустойчивости, твердости, термостойкости – уступает синтетическим абразивам. Тем не менее, многие из них используются в промышленности для порезки и шлифования материалов. К наиболее распространенным из них относятся:

  • гранат – природный минерал, состоящий из смеси изоморфных рядов, используется для резки и шлифовки;
  • алмаз – минерал, обладающий алмазоподобной кубической формой углерода, который применяется для резки сверхпрочных материалов;
  • корунд – бинарное соединение из кислорода и алюминия, использующееся для шлифовки в виде порошка;
  • мел – углекислый кальций, который применяется для очень тонкой абразивной обработки;
  • красный железняк – минерал железа, использующийся для полирования поверхности стекол и металла;
  • пемза – пористая вулканическая порода, которую чаще используют для грубой шлифовки;
  • трепел – сцементированная осадочная порода, которая используется в форме порошка для обработки металла и камней;
  • кварц – диоксид кремния, который используется только в сочетании с водой для пескоструйной обработки камней;
  • наждак – минеральное вещество, в состав которого входит корунд и магнетик; применяется для зачистки, шлифования и полирования поверхностей.

Природные абразивные материалы используют при изготовлении ручного и стационарного оборудования для механической обработки заготовок или готовых деталей. Сфера их применения определяется техническими и абразивными свойствами. Наиболее износоустойчивым и прочным является алмаз, который может использоваться как для порезки материалов, так и для шлифования поверхностей.

Искусственные абразивные материалы

Широкое применение в промышленности нашли синтетические абразивные материалы. В отличие от природных, они обладают лучшими эксплуатационными характеристиками. Большая однородность основных фракций обеспечивает качественную обработку поверхностей из металла, пластика, стекла, дерева, камня и т.д.

В производственных условиях для шлифования и порезки материалов могут использоваться:

  • эльбор (боразон) – обработка стали и металлических сплавов;
  • купрошлак – механическая очистка деревянных, металлических и бетонных покрытий;
  • бор-углерод-кремний – шлифование стекла, камней, цветных и черных металлов;
  • искусственный алмаз – обработка металлических деталей и камня;
  • карборунд – обработка титана, цветного металла, стали и других сплавов;
  • карбид бора – шлифование черного металла и поверхностей стекла;
  • электрокорунд – преимущественно обработка черных металлов;
  • диоксид титана – полирование деталей из цветных металлов;
  • фианит – обработка металлических поверхностей;
  • диоксид олова – полирование стекол и металлов;
  • стальная дробь – шлифование мягкого камня (мрамора).

Сыпучие абразивные материалы используются в пескоструйной обработке, а также при изготовлении шлифовальных и полировальных кругов. Сверхпрочные абразивы применяют для порезки древесины, стекла или металлических сплавов.

Методы абразивной обработки

Природные и синтетические абразивные материалы успешно применяются в следующих видах механической обработки:

  • круглое шлифование – механическая обработка отверстий, сферических и цилиндрических поверхностей;
  • бесцентровое шлифование – механическая обработка обоймы подшипников, наружных или внутренних поверхностей;
  • плоское шлифование – механическая обработка вертикальных и горизонтальных поверхностей несложной геометрии;
  • ленточное бесцентровое шлифование – обработка сложных профилей и других наружных поверхностей;
  • разрезание – демонтаж и затоговительное производство;
  • притирка – механическое притирание поверхностей;
  • гидроабразивная обработка – струйная очистка различных поверхностей;
  • ультразвуковая обработка – изготовление штампов и пробивка сквозных отверстий в металле;
  • пескоструйная обработка – грубая очистка поверхностей от ржавчины, краски и других типов загрязнений;
  • магнитно-абразивная обработка – очистка и шлифование материалов в магнитном поле с помощью намагниченного сыпучего абразива;
  • хонингование – шлифование отверстий в металлических насосах, трубах, цилиндрах;
  • полирование – устранение шероховатостей на поверхности;
  • суперфиниш – сверхтонкая полировка готовых изделий из металла, стекла, камня и т.д.
Читайте также:  Как выбрать лучший обогреватель для гаража

Для вышеперечисленных типов обработки используются разные абразивные материалы. Шлифование, пескоструйная очистка и другие типы механической отделки позволяют добиться желаемой степени ровности и гладкости поверхностей.

Виды абразивных инструментов

Качество шлифования и порезки материалов во многом зависит от способа применения абразива. В промышленности все абразивные материалы закрепляются в специальных установках, обеспечивающих максимальную точность производимых работ. К числу наиболее распространенных абразивных инструментов можно отнести:

  • шлифовальные диски;
  • шлифовальные ленты;
  • полировальные круги;
  • наждачную бумагу;
  • бруски для заточки;
  • отрезные круги;
  • галтовочные тела;
  • мелкозернистые пасты;
  • стальную вату;
  • крупные зерна (для пескоструйной обработки).

Абразивными инструментами также считаются абразивные материалы, изготовленные в определенной форме – заточный брусок, отрезной диск и т.д. Их износоустойчивость и эксплуатационные характеристики во многом зависят от качества их крепления к стационарным станкам или ручному инструменту.

Если в инструменте абразив закреплен плохо, то во время работы он будет испытывать избыточную нагрузку, что приведет к выпадению зерен и ухудшению его абразивных свойств. В связи с этим при производстве многих их них стали использовать армирующие сетки из металла и стекловолокна.

Абразив

Абразивные материалы (фр. abrasif — шлифовальный, от лат. abradere — соскабливать) — это материалы, обладающие высокой твердостью, и используемые для обработки поверхности различных материалов. Абразивные материалы используются в процессах шлифования, полирования, хонингования, суперфиниширования, разрезания материалов и широко применяются в заготовительном производстве и окончательной обработке различных металлических и неметаллических материалов.

Содержание

Применение абразивных материалов и виды абразивной обработки

Абразивные материалы с успехом применяются в следующих видах абразивной обработки:

  • шлифование круглое — обработка цилиндрических и конических поверхностей валов и отверстий;
  • шлифование плоское — обработка плоскостей и сопряжённых плоских поверхностей;
  • шлифование бесцентровое — обработка в крупносерийном производстве наружных и внутренних поверхностей (валы, обоймы подшипников и др);
  • шлифование бесцентровое лентой — наружные поверхности, в том числе сложные профили;
  • шлифование лентой сложных профилей — например шлифование лопаток турбин;
  • отрезание и разрезание заготовок — заготовительное и монтажное производство, демонтаж конструкций;
  • притирка — абразивное притирание поверхностей (например седло и игла дизельной форсунки);
  • гидроабразивная обработка — струйная и галтование (отливки, паковки, метизы и др);
  • пескоструйная обработка — очистка субстратов от старой краски, ржавчины, окалины и других за­грязнений, а так же сглаживание поверхностей и очистка отливок и поковок;
  • ультразвуковая обработка — пробивка отверстий в твёрдых сплавах, извлечение сломанного инструмента, изготовление штампов;
  • хонингование — обработка отверстий (цилиндры двигателей, насосов и др);
  • полирование — придание поверхности малой шероховатости и зеркального блеска;
  • суперфиниширование — окончательное придание наружным, внутренним и сложным профилям высочайшей точности и чистоты поверхности, в том числе алмазное суперфиниширование (точные механизмы, инструмент, детали особо точных приборов, инструментов, оружия и т. д.).

Инструменты абразивной обработки

Абразивные материалы для применения в промышленности должны быть закреплены или конструктивно выполнены в виде различных инструментов и составов, основные виды абразивных инструментов и составов:

  • Отрезные круги: Различных диаметров (до 3500 мм), ширины, высоты и форм(профилей) рабочего(абразивного) слоя и способов закрепления его на корпусе круга.
  • Шлифовальные круги: Различные абразивные материалы в виде кругов, дисков, конусов разных профилей и диаметров.
  • Бруски: Абразивные и металлоабразивные разных размеров и профилей для хонингования, притирки, суперфиниширования.
  • Лента: Синтетическая или растительнотканная лента разной ширины с приклеенными на ее одной или двух сторонах зернами абразивных материалов.
  • Наждачная бумага: Абразивный материал нанесенный на тканевую или бумажную основу.
  • Пасты: Абразивные притирочные и полировальные абразивы равномерно распределенные в связующем (парафин, церезин, олеиновая кислота, стеарин, масла, керосин и др).
  • Свободное зерно: Сухие абразивные зерна для гидроабразивной, ультразвуковой и пескоструйной обработки.
  • Галтовочные тела: абразивный инструмент в виде изделий геометрической формы (цилиндр, призма, конус, куб и т. п.), предназначенный для галтовки

Виды абразивных материалов

Абразивные материалы делятся по твердости (сверхтвердые, твердые, мягкие), и химическому составу, и по величине шлифзерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах (мк) и мешах(

Производство абразивных материалов

В настоящее время абразивные материалы добываются и производятся синтетически, причем новые синтетические материалы, как правило, более эффективны, чем природные.

Абразивные материалы бывают двух видов по происхождению:

Природные абразивные материалы

  • Алмаз: Алмазоподобная кубическая аллотропическая форма элементарного углерода, добывается в коренных (кимберлитовые трубки) и россыпных месторождениях.
  • Корунд: Кристаллический оксид алюминия, то же и сапфир, добывается в россыпях и иногда в рудах.
  • Гранат: Природный минерал, состоит из: R 2+ 3 R 3+ 2 [SiO4]3, где R 2+ — Mg, Fe, Mn, Ca; R 3+ — Al, Fe, Cr.
  • Наждак: Природный минерал, состоит из: корунда и магнетита — черного магнитного оксида железа Fe3O4
  • Кварц: Кристаллическая двуокись кремния, один из наиболее дешевых и доступных абразивных материалов.
  • Мел: Карбонат кальция, для тонких видов абразивной обработки(притирка, полирование).

Синтетические абразивные материалы

  • Минераль­ный шлак (купрошлак или никельшлак): применяются для наружной очистки больших металлических конструкций
  • Колотая/стальная дробь: Применяется для удаления плотной окалины
  • Искусственный алмаз: Синтез при высоком давлении, обработка твердых сплавов, камня, стекла, цветных металлов.
  • Кубический нитрид бора (боразон (В России кубический нитрид бора знают как эльбор): Синтез при высоком давлении, применяют при шлифовании деталей из различных сталей и сплавов.
  • Сплав бор-углерод-кремний: Сплавление бора с углеродом и кремнием в дуговой печи, обработка черных, и цветных металлов, камня, стекла и др.
  • Карбид бора: обработка твердых сплавов, стекла, черных металлов.
  • Карбид кремния: обработка твердых сплавов, цветных металлов и титана.
  • Нитрид кремния: обработка черных и цветных металлов.
  • Нитрид алюминия: обработка металлов.
  • Электрокорунд: обработка черных металлов, изредка камня и стекла.
  • Оксид циркония(фианит): обработка черных и цветных металлов.
  • Двуокись церия: обработка стекла (полирит).
  • Двуокись олова: обработка стекла, полирование металлов.
  • Окись хрома: полирование черных и цветных металлов.
  • Двуокись титана: полирование цветных металлов.

Новые перспективные абразивные материалы:

  • Нитрид углерода:
  • Сплав карбид титана-карбид скандия:

Отдельно следует выделить категорию магнитоабразивной обработки (МАО) и материалов для магнитноабразивной обработки.

Суть заключается в объединение свойств материалов с высокими абразивными качествами и магнитными, что позволяет производить т. н. мягкую обработку и полирование на более высоком качественном уровне используя магнитоабразивные порошки.

Абразивные материалы

  • Характеристики
  • Виды
  • Производство
  • Типы абразивного зерна
  • Применение

Абразивные материалы с древних времен изучались и использовались человечеством. 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.Абразивные материалы

Характеристики абразивных материалов

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.

Виды абразивных материалов

Абразивные материалы 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.
Таблица. Виды абразивных материалов, используемых при абразивоструйной очистке.
МатериалРазмер ситаФормаПлотность, г/см³Твердость по МоосуХрупкостьПроисхождениеПрименение
Песок6-270*6,245.0-6.0высокаяприродный материалНаружная очистка
Минеральный шлак

с деликатных поверхностей

Производство абразивных материалов

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.

Абразивные зерна

Наибольшее распространение для производства абразивных инструментов на гибкой основе получили такие типы 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)

Получают 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 Al2O3и двуокиси циркония ZrO2в 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.

Новые модифицированные виды абразивного зерна

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 (керамокорунд). 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.

Применение абразивных материалов

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.

Статьи по теме

Алкидная эмульсия

Требования защиты окружающей среды вызвали интерес к алкидным эмульсиям. Стабильные эмульсии можно получить из большинства алкидов при условии, что вязкость смол не слишком большая и прилагаемых сдвиговых сил достаточно для эмульгирования.

Ссылка на основную публикацию