1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Абразивные материалы для шлифования

Абразивный инструмент. Виды и применение. Материал и особенности

Абразивный инструмент применяется для шлифования, обрезки и стачивания твердых материалов. Его используют при металлообработке, деревообработке, а также подгонке керамической плитки, камня, затвердевших искусственных смол и т.д.

Виды абразивного инструмента
В перечень изделий, которые применяются наиболее широко, можно отнести:
  • Отрезные круги.
  • Шлифовальные круги.
  • Бруски.
  • Ленты.
  • Наждачную бумагу.
  • Пасту.
  • Свободные сухие зерна.
  • Стальную вату.

Отрезные круги применяются для обрезки изделий из керамики, камня, металла и прочих твердых материалов. Они могут быть изготовлены как из прессованного абразива с клеем, так и из стальных заготовок покрытых тончайшим напылением твердых минералов. Круги имеют небольшую толщину, обычно от 1 мм. Что касается диаметра, то он может быть от нескольких сантиметров, что необходимо для оснастки бормашинок. Самые крупные круги доходят до 3,5 м. Подавляющее большинство отрезных кругов представленных на рынке рассчитаны для болгарок на 125 и 230 мм.

Шлифовальные круги предназначены для установки на наждачные станки. Кроме формы правильных дисков их могут изготовлять конусообразными. Они гораздо толще, чем отрезные круги, поэтому захватывают большую площадь при шлифовании. Их применяют для снятия лишнего тела металла, камня и других материалов.

Бруски – это ручной шлифовальный абразивный инструмент. Их используют для заточки. Они выпускаются для грубой и суперфинишной обработки с широким ассортиментом выбора зерна. Несмотря на то, что бруски это ручной инструмент, нередко их стоимость превышает несколько сотен долларов. В большей мере это характерно для изделий из алмазной крошки. Это обусловлено тем, что в брусок добавляется значительное количество твердых минералов, гораздо больше, чем для оснастки электрооборудования.

Ленты и наждачная бумага тесно связанные между собой абразивы, представляющие собой бумагу или ткань с наклеенным слоем мелкой заостренной крошки. Такие изделия могут применяться для сухой или влажной шлифовки. В зависимости от размера зерна их можно использовать для грубого стачивания или практически зеркальной полировки.

Абразивные пасты применяются для протирки или зеркальной полировки. Они могут иметь в своем составе различные очень мелкие частицы высокой или умеренной твердости. В основе паст применяется масло или синтетические вязкие вещества, обеспечивающие плавное скольжение. Это предотвращает образование царапин и перегрев во время шлифовки.

Свободное зерно представляет собой абразивную пыль, которая также используется для полировки. Крупные зерна применяются для заправки пескоструя. Также с их помощью можно проводить гравировку, контролируя струю пескоструйного аппарата

Стальная вата — это абразивный инструмент, применяемый для шлифовки и полировки. Она подходит для дерева и металла. При сочетании со скипидаром она подходит для снятия старого слоя краски. Зачастую вата используется совместно со шлифовальными пастами.

Оборудование для работы с абразивным инструментом

Ручное и электрооборудование, применяемое для шлифования, обрезки или заточки, представлено большим ассортиментом:

Из чего изготовляется абразивный инструмент

Изначально в качестве абразива применялись обыкновенные природные камни, имеющие шероховатую структуру. Их использовали для затачивания ножей и прочего металлического инструмента. С развитием технологий столь примитивный абразив отошел в прошлое.

Применяемые сейчас материалы принято разделять по их происхождению на две категории:
  1. Природные.
  2. Синтетические.

Обе группы включают в себя широкий набор материалов, каждый из которых хорош при обработке определенных металлов, древесины или прочих поверхностей.

Природные абразивы

К данной группе относится довольно большой перечень материалов. Многие из них практически не применяются или используются только в одной сфере при работе со специфическими изделиями, нуждающимися в мягкой полировке.

Из природных материалов обычно применяют:
  • Алмаз.
  • Гранат.
  • Инфузорная земля.
  • Кварц.
  • Корунд.
  • Красный железняк.
  • Мел.
  • Пемза.
  • Полевой шпат.
  • Трепел.

Самым эффективным, но и дорогостоящим является алмазный абразивный инструмент. Он относится к природному и к искусственному материалу. Дело в том, что алмаз может добываться как шахтным способом, так и создаваться искусственно. Он изготовляется в специализированных лабораториях. Искусственный алмаз представляет собой особую кубическую форму углерода образованную в кимберлитовых трубках с графитом, в которых создается огромное давление. Для создания инструмента алмаз размалывается на мелкие крупинки. Получаемый порошок клеевыми составами наносится на инструмент. В результате выступающие грани минерала имеют способность стачивать абсолютно любую поверхность, будь то камень, стекло, металл или дерево. Ни один другой абразив не способен работать так чисто и быстро как алмазный.

Гранат, как и алмаз, относится к драгоценностям, но благодаря высокой твердости нередко используется и при создании абразивных инструментов. В производстве применяется только забракованный минерал, непригодный для применения в ювелирных целях.

Инфузорная земля – это осадочная горная порода, образованная в результате многолетнего прессования древних диатомовых водорослей. На 96% порода состоит из опала. Из инфузорной земли изготовляется порошок, тонким слоем покрывающий полировочный инструмент.

Кварц – это кристаллическая двуокись кремния, производство которого одно из самых дешевых. Его применяют на инструменте низшей ценовой группы. Кварцевый абразивный инструмент может использоваться только вместе с подачей воды. Сухая шлифовка, отрезка или полировка такими абразивами быстро выводит инструмент из рабочего состояния. Обычно кварцевые инструменты применяются при обработке мрамора. Кварцевый песок используется в пескоструе для очистки заготовок от ржавчины или въевшейся грязи. Этот минерал нередко применяется и на дешевых шлифовальных шкурках.

Корунд – это кристаллический оксид алюминия. Из него изготовляется мелкий порошок, применяемый для производства шкурок. Также при смешивании с клеем его прессуют для получения кругов и брусков.

Красный железняк – это один из самых распространенных минералов состоящих из железа. Его напыление используется на инструменте для полировки стекла и сталей.

Мел используется для легкой полировки. Обычно его добавляют в состав абразивных паст, или просто наносят мазками на деталь, после чего она затирается губками или тканью.

Пемза – это пористое вулканическое стекло. Лучше всего она подходит для работы с деревом, но может использоваться и на камне и даже стекле.

Полевой шпат – это силикат. Обычно он крошится и наклеивается на бумагу. В результате получается довольно мягкий гибкий абразив для аккуратного шлифования.

Трепел – это осадочная порода отличающаяся рыхлостью. Его используют в виде порошка, которым полируются камни и металлы.

Синтетические абразивы
Данные материалы обычно относятся к более дорогой ценовой категории, но все же стоят дешевле алмазных абразивов. Их довольно много, но чаще всего применяются:
  • Кубический нитрид бора.
  • Карбид бора.
  • Карбид кремния.

Кубический нитрид бора более известный как боразон. Используется для шлифовки твердых сталей и сплавов.

Карбид бора один из самых лучших искусственных абразивов, по твердости которого превосходит только алмаз. Получаемый из него абразивный инструмент используют для обработки сплавов, а также стекла и сталей.

Карбид кремния – это распространенный порошковый абразив, используемый для создания шкурок. Для него характерна высокая прочность. Причем чем мельче зерно, тем устойчивее карбид к истиранию.

Зернистость и твердость

Помимо материала, из которого изготовляются абразивный инструмент, его также принято классифицировать по твердости и величине зерна. Чем крупнее напыление твердых минералов или других веществ на оснастке, тем быстрее осуществляется съем поверхности при обрезке или шлифовании. Данный показатель называется зернистостью. По нему классифицируются практически все представленные на рынке инструменты. Самое крупное зерно используется для обрезки и грубого стачивания. Мелкозернистые инструменты используются для полировки.

Что касается классификации по твердости, то данный показатель редко указывается на упаковке. В связи с этим покупателям нужно ориентироваться по самому материалу абразива, и отталкиваться уже от его совместимости с поверхностью, с которой придется работать. Фактически, чем тверже инструмент, тем быстрее будет осуществляться съем. Также твердость увеличивает срок службы зерна.

Абразивный инструмент принято классифицировать по твердости используя шкалу Мооса. Для сравнения самый твердый минерал на Земле алмаз получил оценку твердости 10 баллов. Он может резать стекло. Ему уступает корунд, набравший 9 баллов. Кварц и гранат имеют 7 баллов. Абразивы с твердостью от 7 до 9 способны царапать стекло.

Показатель твердости абразивных инструментов всегда тесно связан с хрупкостью. Дело в том, что мелкое напыление представляет собой кристаллики. Хотя они имеют высокую твердость, но под нагрузкой могут разрушаться. Устойчивость зерна во многом зависит от угла давления, под которым на него воздействуют. Высокая твердость не всегда показатель того, что инструмент будет работать идеально и долго. Пожалуй, одним из самых ярких исключений из правил является алмаз. Такое напыление практически не изнашивается. При критической нагрузке оно просто срывается с инструмента, поскольку не выдерживает клей, с помощью которого крепится зерно.

Материалы, применяемые для шлифования и полирования, называются абразивными.

Абразивные материалы подразделяются по назначению — на шлифовочные и полировочные, по связующему веществу — на керамические, бакелитовые, вулканитовые и пасты, по форме инструмента (материала) — на круги различных размеров, тарельчатые, чашечные, чечевичные фрезы, головки (грушевидные, конусовидные и др.), а также наждачные полотно и бумагу.

Шлифованием называют обработку поверхностей абразивными материалами.

Абразивные материалы для шлифования делят на естественные и искусственные, К естественным относятся алмаз, корунд, наждак, кварц, пемза. Чаще применяют искусственные абразивы — электрокорунд, карборунд (карбид кремния), карбид бора, карбид вольфрама. Как отделочный материал предметы, применяемые для шлифования, должны отвечать определенным требованиям: твердость применяемых материалов должна быть не ниже твердости шлифуемого материала; форма зерен абразива должна быть многогранной для обеспечения острия резания; материалы должны быть технологичны в применении; обладать способностью склеиваться (скрепляться) и хорошо удерживаться в связующем веществе.

Алмаз является самым твердым минералом, представляет собой кристаллическую форму углерода. В виде пыли, наклеенной на металлические диски и круги, он служит для препарирования зубов перед покрытием их коронками.

Корунд занимает второе место по твердости, он представляет собой кристаллическую форму окиси алюминия. В чистом виде (рубин, сапфир) он встречается редко, чаще с различного рода примесями (соединениями железа и кремния). В такой форме он представляет собой непрозрачный кристалл синевато-серого, грязно-желтого или серо-коричневого цвета, обладающий очень большой твердостью и содержащий до 90% и более глинозема. Корунд приготавливается также искусственным путем из минерала боксита, в котором глинозем содержится не в кристаллическом, а в аморфном виде. Для получения кристаллического глинозема (корунда) производится плавка боксита в смеси с коксом. Твердость искусственного корунда с увеличением содержания окиси алюминия повышается. Особенно твердые высшие сорта корунда применяются для шлифовки сталей высокой твердости. Как искусственный, так и естественный корунд употребляется для изготовления шлифовальных камней и порошка для шлифования.

Наждак — шлифовальный материал, распространен в природе в виде горной породы. В его состав входят корунд, соединения окиси железа и других материалов. Твердость наждака близка к твердости корунда. Наждачный порошок применяют для шлифования и изготовления наждачного полотна и наждачной бумаги. Шлифовальные качества зависят от процентного содержания корунда. Наждачные бумага и диски применяют для шлифования протезов и пломб.

Карборунд — получают искусственным путем, для чего смесь, состоящую из кокса, чистого кварцевого песка, древесных опилок и поваренной соли, плавят в электропечи. Состоит он из кристаллов карбида кремния. Зерна карборунiда отличаются остротой своих граней и высокой твердостью. Существенным недостатком карборунда является его значительная хрупкость. Его зерна легко раскалываются при нагрузке. Карборунд применяется главным образом в виде шлифовальных кругов и дисков.

Пемза — горная порода, образованная при вулканических извержениях, имеет пористое строение. Края нор очень острые. Цвет пемзы в зависимости от содержания окислов железа бывает разным: от белого и голубого до желтого, красного и даже черного.

К шлифовочным материалам также относятся кварц, стекло и фарфор.

Для изготовления абразивных инструментов применяются связующие материалы. Назначение их сводится к скреплению (цементированию) абразивных зерен после их измельчения и просеивания через сита с определенным количеством отверстий. Связующие материалы делят на керамические, бакелитовые и вулканитовые.

Керамические связующие материалы основаны на применении смеси глины с полевым шпатом, тальком и другими веществами, например кварцем. Эта связка огнеупорна и обладает высокой механической прочностью. Применяется для изготовления различного рода шлифовальных кругов. Недостатками изделий на этой основе являются хрупкость и высокая чувствительность к ударам, поэтому изделия на керамическом связующем материале применяются в установках с малыми оборотами. Достоинствами подобной связки являются влагостойкость и равномерная твердость.

Бакелитовые связующие материалы готовятся на основе бакелита, реже каучука и различных клеевых композиций. Они нашли очень широкое применение в зуботехническом производстве. Круги либо иные формы абразивов на этой основе отличаются упругостью, ударостойкостью, гладкой поверхностью. Этот вид связки применяется для изготовления наждачной или стеклянной бумаги, наждачного полот на. Недостатком данной связки является меньшая прочность сцепления с абразивными зернами по сравнению с керамическими материалами.

Вулканитовые связки основаны на применении смеси каучука с серой, которая после введения абразивного порошка подвергается вулканизации. Указанные связки обладают еще большей упругостью и плотностью, чем бакелитовые, но отличаются эластичностью. Круги на вулканитовой связке являются незаменимыми при шлифовании, когда от круга требуется не только шлифующее, но и полируюшее воздействие. Полирующее воздействие этих кругов объясняется размягчением связки при температуре в рабочей зо не около 150°С и выдавливанием абразивных зерен в эту размягченную связку.

Абразивный инструмент на бакелитовой и вулканитовой связке очень прочен и дает хорошие результаты. Некоторые шлифовочные материалы (пемза, наждак) применяются в виде водной суспензии, которая наносится на обрабатываемую поверхность с применением щеток, войлочных кругов (конусов) и других приспособлений.

Процесс шлифования и качество обрабатываемой поверхности зависят от многих факторов. Основными из них являются: качество абразива и соблюдение технологии шлифования; выбор размера зерен (зернистость), скорость движения абразива, давление абразива на поверхность; учет тепловых явлений при шлифовании и др.

Полировочные средства. Полирование — технический процесс обработки изделия (материала) с целью создания гладкой зеркальной поверхности. Полированием предусмотрено снятие минимального слоя материала, для чего полировальные инструменты покрываются специальными полировочными пастами, В состав этих паст входят абразивные и связующие материалы. Процессу полирования предшествует тщательная шлифовка. При полировании применяются инструменты, аналогичные употребляемым при шлифовании, но с иной, более мелкой структурой. К полировочным абразивам, применяемым в зуботехнической практике, относятся окись железа,окись хрома. а также гипс и мел. Окись железа представляет собой мелкодисперсный порошок буро-красного цвета,

В настоящее время широкое применение нашли специальные пасты, предложенные Государственным оптическим институтом (ГОИ), которые имеют грубую, среднюю и тон кую зернистость.

В состав этих паст входят окись хрома, силикогель, стеарин, расщепленный жир, олеиновая кислота, гидрокарбонат натрия, керосин.

Процесс полирования аналогичен процессу шлифования, но производится войлочными, матерчатыми, кожаными кругами (конусами), ниточными и волосяными щетками, укрепленными на электрошлифмашине.

Шлифовальные (абразивные) материалы;

Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие 🙂 — нам важно ваше мнение.

Зерна абразивных материалов используются для изготовления шлифовальной шкурки, кругов, головок, брусков, а также для использования в чистом виде при проведении шлифоваль-но-полировальных работ.

Абразивное зерно представляет собой миниатюрный резец, части­цу абразивного материала в виде монокристалла, поликристалла или их осколков. В зависимости от величины зерен абразивные материалы разделяют на следующие группы и номера зернистости:

шлифзерно — 200, 160;

шлифпорошки — 125, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16, 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3;

микропорошки — М63, М50, М40, М28, М20, М14;

тонкие микропорошки — М10, М7, М5, МЗ.

Размер абразивного зерна — условная величина, выраженная наи­меньшими линейными размерами (в мкм) стороны ячейки сита в свету, через которое проходит зерно. Обозначают зернистость шкур­ки как 0,1 размера стороны ячейки.

Абразивная обработка (шлифование) — процесс обработки мате­риалов резанием, заключающийся в снятии тонкого слоя древесины (в виде очень мелкой стружки) абразивным инструментом.

Шлифование проводят с целью уменьшения шероховатости по­верхности. Шлифуют детали из древесины после строгания, фре­зерования, циклевания, при столярной подготовке изделий к от­делке, а затем после грунтования, шпатлевания, а также в про­цессе нанесения лакокрасочных материалов. Чем мельче зерно абразива, тем более гладкую поверхность можно получить, при­меняя данную шкурку. Для шлифования древесины под отделку необходимо выбирать соответствующую шкурку, т. е. ее номер: для первого шлифования — 25—16, второго — 12—10, третьего — 8—6. Шпатлевку при местном выравнивании поверхности шлифуют шкур­кой № 25-20, при первом сплошном — № 25-16, втором — № 12—10; загрунтованные поверхности шлифуют шкуркой № 5—3, лаковые и эмалевые покрытия при первом шлифовании — № 4—3, втором — № 3—М40.

Поверхности высушенных лакокрасочных покрытий выравнива­ют, используя шлифовальные шкурки, реже шлифовальные пасты и шлифовальные порошки.

При отделке покрытие шлифуют после нанесения нижних (про­межуточных) и верхних слоев, т.е. после нанесения грунтовки, шпат­левки, первого слоя лака или эмали и последнего слоя лака.

Шлифование производится вручную или механизированным спо­собом на различных шлифовальных станках. Лакокрасочные покры­тия шлифуют мокрым способом с применением жидкостей для ох­лаждения шлифуемой поверхности (для термопластичных покрытий — керосин, скипидар, уайт-спирит) и сухим без применения охлажда­ющих жидкостей (для полиэфирных покрытий).

Шлифовальная шкурка — абразивный инструмент на гибкой осно­ве с нанесенным на нее слоем шлифовального материала, закреплен­ного на основе связкой. Шлифовальные шкурки различают по виду основы (бумажные, тканевые, комбинированные), по отношению свя­зующего (клеящего) вещества и основы к воде и другим жидкостям (для сухого и мокрого шлифования), по виду применяемого абразива и по величине зерен абразива (по номерам зернистости). Шкурки изго­тавливают двух типов: рулонные (Р) и листовые (Л).

Тканевая шлифовальная шкурка предназначает­ся для абразивной обработки изделий без охлаждения или с использо­ванием смазочно-охлаждающих жидкостей на основе масла, керосина, уайт-спирита. В зависимости от вида обрабатываемых материалов изго­тавливают шкурки двух типов: 1 — для машинной обработки металлов и сплавов низкой твердости и неметаллических материалов и ручной обработки разных материалов; 2 — для машинной и ручной обработки твердых и прочно-вязких материалов.

Шкурки выпускают в рулонах длиной 30 и 50 м, шириной 725, 740, 770, 800, 830 мм, зернистостью 125-50; 40-М40.

В качестве основы применяют хлопчатобумажные ткани типа сар­жи. Абразивными материалами служат: белый электрокорунд зернис­тостью 125—М40; монокорунд — 50—6; зеленый и черный карбид кремния — 80—М40; кремень — 80—6.

Шлифовальный материал скрепляется с основой мездровым кле­ем или комбинированной связкой.

В зависимости от внешнего вида рабочей поверхности шлифоваль­ная шкурка изготавливается трех классов: А, Б, В.

Влажность шкурки должна быть 2—8%. В рулоне не допускаются складки, морщины, мятые места. Гарантийный срок хранения шкур­ки 12 месяцев.

Бумажная шлифовальная шкурка предназнача­ется для абразивной обработки различных материалов без охлажде­ния или с применением смазочно-охлаждающих жидкостей на осно­ве керосина, масла, уайт-спирита. Изготавливается двух типов: 1 — для машинной и ручной обработки неметаллических материалов (де­рева, кожи, резины, пластмассы и т. п.); 2 — для машинной и ручной обработки металлов и сплавов.

Шлифовальная шкурка бывает со сплошным рабочим слоем (С) и рельефным рабочим слоем в четырех исполнениях (1, 2, 3, 4). Абразивным материалом служат: электрокорунды — нормальный, ле­гированный, циркониевый, зернистостью 50—М40; монокорунд — 50—6; зеленый и черный карбид кремния — 25—М40; кремень и стекло — 50—6.

В качестве основы используют бумагу различных марок. Шли­фовальный материал скреплен с основой мездровым клеем или комбинированной связкой. В зависимости от внешнего вида рабо­чей поверхности шлифовальную шкурку изготавливают трех клас­сов: А, Б, В.

Влажность шкурки должна быть 3—7%. Гарантийный срок хране­ния 12 месяцев.

Бумажная водостойкая шлифовальная шкурка предназначена для абразивной обработки изделий с применением и без применения смазочно-охлаждающих жидкостей. Изготавливают шкурку в рулонах длиной 30, 50, 100 м, шириной 500—1000 мм и листами шириной 140—320 мм и длиной 230 — 320 мм.

Шлифовальную шкурку изготавливают зернистостью 16—М14 из нормального электрокорунда, зеленого и черного карбида кремния. В зависимости от внешнего вида рабочей поверхности шлифовальную шкурку выпускают классов А и Б.

Тканевая водостойкая шлифовальная шкурка предназначена для машинного и ручного шлифования с водяным, масляным или керосиновым охлаждением, а также для сухого шли-

фования. Шкурки изготавливают двух типов: 1 — для машинной и ручной обработки древесины, пластмасс, лаковых покрытий и спла­вов с низкой твердостью; 2 — для машинной и ручной обработки твердых и прочно-вязких металлов и сплавов.

Шлифовальные шкурки типа 1 зернистостью 125—М40 и типа 2 зернистостью 125—М50 делают из нормального электрокорунда и черного карбида кремния; типа 1 зернистостью 80—М40, типа 2 зер­нистостью 80-М50 — из белого электрокорунда и зеленого карбида кремния. Легированный электрокорунд применяют для обоих типов шкурки зернистостью 80—16.

Листы и диски шлифовальные (ГОСТ 22773—77*) изготавливают из шлифовальной шкурки различных типов. Размеры шлифовальных листов: ширина — 70—625 мм; длина — 125—1000 мм.

Диски выпускают трех типов: сплошные (Д), с отверстием (ДО) и с прорезями. Наружный диаметр дисков типов Д и ДО 80—200 мм, размеры внутреннего диаметра 8 и 12 мм. При наружных размерах диаметра диска 225—340 мм внутренний диаметр 22, 30, 40 мм.

Шлифовальные пасты представляют собой абразивные порошки, растертые на мягком, легко растирающемся связующем. Для приго­товления шлифовальных паст используют абразивные порошки тре­пела, пемзы, карбида кремния, электрокорунда.

В качестве связующих материалов могут быть использованы невы­сыхающие масла и жиры, воск и парафин, технический вазелин и др. Растворителями служат уайт-спирит, скипидар, керосин, бензин, разбавителем — вода.

Для шлифования полиэфирных покрытий используют шлифо­вальную пасту ВАЗ-1. В ней в качестве абразивного материала при­меняется оксид алюминия (глинозем). Связующее состоит из эмуль­сии, минерального и растительного масел и растворителей в воде.

Шлифовальные порошки — сухие абразивные зерна, не связан­ные связующими материалами. Для шлифования лакокрасочных по­крытий применяют порошки трепела и пемзы. При шлифовании к порошкам добавляют смачивающие жидкости — воду, скипидар, керосин, масло.

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector