Что такое абразивы: Абразив | это… Что такое Абразив?

Виды и применение абразивных материалов

Абразивы — это твердые измельченные частицы, предназначенные для механической обработки различных материалов. Острые ребра абразивов превосходят по жесткости обрабатываемое изделие, за счет чего грани истирают плоскость заготовки. Используются, как в свободном виде (порошки, паста), так и в сцепленном, где зерна представляют собой структурообразующую поверхность. Такое распределение зерна вдоль полотна называется «плотностью насыпки».

Абразивные инструменты в металлообработке применяются для подготовки поверхности (грубая обдирка, снятие фаски, удаление заусенцев), в финишной отделке (полировка, шлифовка, хонингование, притирка), а также в разрезании металла. 

Классификация

При выборе абразивного материала в первую очередь надо смотреть на твердость. Твердость — способность материала сопротивляться физическому воздействию другого тела. Согласно 10-ти бальной шкале Мооса, самым твердым является алмаз,  за ним идет карбид бора (9,5 баллов), корунд, карбид кремния и электрокорунд — 9, кварц — 8, гипс — 2, тальк — 1 балл.

Зерна имеют разнообразные формы: изометрическая (габариты фракции одинаковы), мечевидная, пластинчатая. А по плотности классифицируются на:

• Жесткие: отрезные круги, шлифовальные круги, бруски.
• Мягкие: наждачная бумага, лента шлифовальная, стальная вата.
• Порошковые: паста, свободное зерно.

По происхождению абразивов выделяют две группы: 

• Природные (естественные), к которым относятся наждак, корунд, алмаз, пемза или кварц.
• Искусственные (синтетические) — эльбор, электрокорунд, карборунд и синтетический алмаз.

Природные абразивные материалы

Алмаз представляет собой кристаллическую решетку из чистого углерода, поэтому во время трения зерно распадается на остроугольные частицы, а не затупляется. В основном, технологический алмаз используется для заточки других инструментов или в качестве составного компонента отрезных дисков, благодаря своей износостойкости.

Гранат — природный минерал, преимущественно состоящий из окиси алюминия и кремния. Востребован в производстве шкурок для гладкого чистового шлифования мягких материалов. По физико-механическим свойствам ничуть не уступает современному электрокорунду, но стоит в разы дешевле.

Корунд — горная порода из окиси алюминия с примесями. Чем тверже зерно, тем меньше в составе железа. Обладает жёсткими гранями и поэтому используется в черновой обработке металла, где надо быстро снять толстый слой материала. 

Наждак — смесь мелкого корундового порошка с магнезитом и такими минералами, как магнитный железняк, гематит, полевой шпат. Непрочность соединений обусловлена коротким сроком эксплуатации. Однако, именно наждачная бумага является самым распространенным абразивом в бытовом использовании. 

Кварц — минерал из оксида кремния, подходит для изготовления порошкообразных смесей.

Шлифовальные круги с разной зернистостью.

Синтетические абразивы

Электрокорунд — оксид алюминия в составе до 99%— жесткий абразивный инструмент, применяемый после термической обработки и при подготовки нанесения последующих покрытий конструкционных, легированных сталей и цветных сплавов. Обладает хорошей режущей способностью. К недостаткам следует отнести повышенное пылеобразование и шероховатость результата. Во время трения электрокорунд измельчается и образует большое пылевое облако, поэтому при серийном производстве требуются вытяжные устройства. 

Разновидности электрокорунда	Свойства			Структура
	Твердость	Прочность	Особенность
Нормальный	★	★	Средняя плотность насыпки обеспечивает универсальность применения, однако при износе поверхность быстро затупляется	кристаллический/ неровный
Белый	★★	★	Стойкость к перегреву, острые выступы частиц	кристаллический/ неровный
Циркониевый	★★	★★★	При износе распадается на микрочастицы (самозатачивающееся)	кристаллический/ ровный
Керамический	★★	★★★	При износе распадается на микрочастицы (самозатачивающееся)	микрокристаллический
Монокорунд	★★★	★★★	Эффективная грубая обработка	монокристаллический

★★★ — высокая, ★★ — средняя, ★ — низкая

Эльбор — кубический нитрид бора — синтетический аналог алмаза, обладающий с ним сходным строением кристаллической решетки и плотностью. По твердости зерна почти не уступает природному минералу и долгое время сохраняет остроту. Эльборовые абразивы имеют более высокую температурную устойчивость 1100-1300°C, в то время, как алмаз только 650-700°C. Высокая режущая способность

 обусловлена инертностью к химическим реакциям с металлами.

В состав карбида кремния входят кремниевая кислота и углерод. Хорошие режущие свойства и жаропрочность особенно ценны для такой отрасли как стеклоделие. По сравнению с другими абразивами довольно хрупкий, поэтому чаще встречается в порошковом виде.

Компактное зерно (СOMP) состоит из гранул электрокорунда и карбида кремния, соединенных между собой связкой. Подходит для отделки легированных и нелегированных сталей, силикатного стекла, титановых сплавов.

Электрокорундовые губки для зачистки металлических, полимерных и керамических покрытий.

Применение

Единицей абразивного материала является зерно, от размеров, формы, характера и механической прочности которого зависит применение. Чем меньше размер фракции, тем детальнее обработка.

Назначение	Маркировка по ГОСТ 3647—80	Маркировка по ISO 6344	Размер, мкм
Крупнозернистые
Обдирка для придания формы	80-Н	P22	800-1000
Зачистка сварных швов, отрезной функционал	63-Н	P24	630-800
Грубая шлифовка	50-Н	P36	500-630
Полировка, заточка
	40-Н	P40	400-500
Обработка запчастей	32-Н	P46	315-400
	25-Н	P60	250-315
Шлифовка резьбы	20-Н	P80	200-250
	16-Н	P90	160-200
Финишная механическая обработка	12-Н	P100	125-160
	10-Н	P120	100-125
Тонкое отделочное полирование	8-Н	P150	80-100
	6-Н	P180 (Р 220)	63-80
Мелкозернистые
Микропорошки для окончательной шлифовки дерева	5-Н,М63	P240	50-63
	4-Н,М50	P280	40-50
Микропорошки для полировки	М40\Н-3	P400	28-40
	М28\Н-2	P600	20-28
Тонкие микропорошки для мокрой шлифовки металла, пластмассы, керамики	М20\Н-1	P1000	14-20
Тонкие микропорошки для придания лакированного глянца	М14	P1200	10-14
	М10/Н-0	P1500	7-10
	М7\Н-01	P2000	5-7
	М5\Н-00	P2500	3-5

АБРАЗИВЫ — это что такое АБРАЗИВЫ

  найдено в  «Энциклопедии Кольера»

АБРАЗИВЫмелкие, твердые, острые частицы, используемые в свободном или связанном виде для механической обработки (в т. ч. для придания формы, обдирки, шлифования, полирования) разнообразных материалов и изделий из них (от больших стальных плит до листов фанеры, оптических стекол и компьютерных микросхем). Абразивы бывают естественные или искусственные. Действие абразивов сводится к удалению части материала с обрабатываемой поверхности. Абразивы обычно имеют кристаллическую структуру и в процессе работы изнашиваются таким образом, что от них откалываются мельчайшие частички, на месте которых появляются новые острые кромки (благодаря хрупкости). По размеру зерен абразивы характеризуются шкалой от 4 (грубейший) до 1200 (тончайший).Естественные абразивы. Кремнезем. Диоксид кремния SiO2 используется в различных видах (кристаллический, стеклообразный) для придания изделиям формы и шлифования. Хотя разные виды кремнезема химически идентичны, они широко различаются по физическому состоянию, и поэтому каждый из них находит свое специфическое применение.Диатомит, инфузорная земля, кизельгур и триполит состоят из кремнистых остатков окаменевших диатомовых водорослей. Они используются как мягкие абразивы в качестве компонентов полировальных порошков и паст, например пасты для чистки серебра.Рухляк и трепел являются продуктами распада кремнистых известняков. Они также используются как компоненты чистящих и полировальных порошков и паст.Дробленый кварц, кварцит, кремень, кремнистый сланец, песок и песчаник применяются в виде зерен как абразивы в обычной наждачной бумаге, а также для пескоструйной обработки и в чистящих пастах.Недробленый песок с высоким содержанием кварца используется для пескоструйной обработки, а также для пилки и шлифовки мягкого камня, например мрамора.Силикаты. Эта группа абразивов состоит из химических соединений диоксида кремния с оксидами металлов; в природе силикаты встречаются в аморфном или кристаллическом состоянии. Пемза и пумицит, образованные высокопористым (воздушно-пузырьковым) вулканическим стеклом, используются главным образом как компоненты чистящих порошков и некоторых сортов мыла для рук.Гранаты — наименование группы силикатов сложного химического состава. Альмандин, измельченный, сортированный по крупности и нанесенный на бумагу или ткань, широко используется в деревообрабатывающей промышленности, в частности, для чистовой обработки твердых сортов дерева. Небольшие количества гранатов в несвязанной форме применяются для шлифовки камня и стекла. В качестве абразивов почти всегда используются частицы гранатов природного происхождения, по форме близкие к крупному песку, поскольку при измельчении крупных камней они претерпевают конхоидальный излом с образованием формы частиц, малопригодной для длительной эксплуатации или чистовой отделки дерева.Глинозем. Корунд, природный оксид алюминия, или глинозем, имеет химическую формулу Al2O3 и встречается в виде валунов (выкатываемых на морской берег) и скальной породы. Более грубые зерна, получаемые при дроблении крупных камней и сортировке осколков по размерам, используются для изготовления специальных шлифовальных кругов, для зачистки отливок и других предметов, в частности изготовленных из ковкого чугуна. Более тонкий порошок, разделяемый на фракции близких по размерам частиц, широко используется для шлифовки оптических стекол. Месторождения корунда имеются в ЮАР, Зимбабве, Канаде и США.Наждак — смесь корунда и магнетита, черного магнитного оксида железа Fe3O4. Наждак высшего качества добывается на о. Наксос, Греция, и в Турции. В производстве точильных кругов наждак почти полностью вытеснен абразивами из искусственного корунда, хотя все еще используется (особенно в виде абразивов, нанесенных на основу) в небольших количествах для шлифовки металлов. Наиболее широко наждак применяется как нескользкий элемент отделки лестничных ступеней, полов и тротуаров.Углерод. Алмаз, кристаллический углерод, — самое твердое из известных веществ. По этой причине, несмотря на высокую стоимость, он широко используется для шлифовки и полировки алмазов и других твердых материалов, а также более мягких неметаллических веществ, например, стекла и камней. Прозрачные камни, относительно свободные от несовершенств, применяются для изготовления волок (деталей волочильных станков), правки шлифовальных кругов и других точных работ. Карбонадо, или черный алмаз, имеющий мелкокристаллическую структуру, непрозрачен и прочен. Он используется для бурения скальных пород и правки абразивных кругов. Борт (мелкий технический алмаз) отличается высокой концентрацией дефектов, а по способности пропускать свет он варьируется от полупрозрачного до непрозрачного. Борт дробят для использования на шлифовальных кругах и тонкой полировки инструментом с хаотической ориентацией режущих ребер. Искусственные технические алмазы, обладающие всеми физическими свойствами природных алмазов, получают посредством высокотемпературного процесса при высоких давлениях. Этот процесс был разработан Физическим институтом АН СССР и компанией «Дженерал электрик» в 1950-х годах. См. также ФИЗИКА ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ.Около 1940 важное значение приобрело производство алмазных шлифовальных кругов с абразивом на связке. В качестве связки использовались керамика, смолы, порошки металлов. Диск с алмазной режущей кромкой представляет собой сплошной металлический диск с прорезанными по его периферии скошенными щелями; в щели вставляются относительно грубые алмазы, после чего щели зачеканиваются молотком или плотно закатываются. Диски с режущей кромкой дешевле шлифовальных кругов, однако быстрее изнашиваются. Относительно крупные алмазы, обычно на порошковой металлической связке, обычно используются как режущая кромка буров, применяемых для бурения скважин.Искусственные абразивы. Важные искусственные абразивы получают в электрических печах, т.к. для их синтеза требуется температура выше 2000??С.Карбид кремния. Первым искусственным абразивом, полученным в электрической печи, был карбид кремния SiC, открытый Э.Ачесоном (США) в 1891. При нагреве кремнистого песка и кокса в электрической печи кремний восстанавливается и соединяется с углеродом, образуя карбид кремния в виде массы сросшихся кристаллов (цветом от зеленого до черного) пластинчатой гексагональной структуры. Такие кристаллы называют карборундом (наименование, данное Ачесоном). Карбид кремния — один из самых твердых искусственных абразивов — относительно хрупок, и поэтому его обычно не применяют для шлифовки стали. Он широко используется для шлифовки цементированных карбидов, чугуна, металлов, не содержащих железа, и неметаллических материалов, например керамики, кожи и резины. Плавленый глинозем. Через несколько лет после открытия карбида кремния был найден способ получения искусственного плавленого глинозема. Из большей части применений он вытеснил природный корунд и наждак ввиду своей лучшей однородности и других характеристик. Из его многочисленных запатентованных названий, вероятно, более известны алунд, алоксит и лионит. Под этими названиями, снабженными дополнительными обозначениями качества (с помощью букв или цифр, например, алунд-38), выпускаются разновидности глинозема, различающиеся прочностью и ударной вязкостью. Эти различия обычно связаны с содержанием оксида титана, которое составляет от 0 до примерно 3,5%: чем больше оксида титана, тем прочнее абразив. Прочностью определяется область применения абразива. Чистый плавленый глинозем относительно хрупок. Наибольшее применение он находит для заточки инструмента, причем существенно, что шлифовальный круг из такого глинозема скорее разрушится сам, чем нагреется до такой степени, когда возможна порча инструмента. Цвет плавленого глинозема зависит от содержания оксида титана. Абразив, изготовленный из химически чистого глинозема «байер», имеет белый цвет. С ростом содержания оксида титана цвет глинозема последовательно изменяется от белого до розового, красно-коричневого и темно-коричневого. Эти окрашенные разновидности получаются непосредственно из боксита.Все разновидности плавленого глинозема производятся в больших электродуговых печах. В процессе производства смесь гидратов глинозема смешивается с небольшим количеством графита, чтобы снизить содержание кремния и железа в конечном продукте. Добавляется также железная стружка, чтобы связать восстановленный кремний. Образующийся ферросилиций оседает на дно печи, но небольшие его количества внедряются в абразив и позже удаляются магнитом. Конечный продукт — абразив — содержит 94-99% глинозема, а остаток составляют, в основном, оксид титана и кремнезем.Разновидность глинозема алунд-32 приготавливают с помощью несколько иного процесса, в результате которого получается расплавленный продукт, который содержит небольшое количество пирита, выделяющегося на границах между кристаллитами глинозема. Пирит вымывается при кислотном выщелачивании, оставляя высокочистые кристаллы глинозема несколько закругленной шишковатой формы, которые применяются для тех же целей, что и белый глинозем, получаемый другими способами. Плавленый глинозем, содержащий большое количество оксида натрия, образует бета-глинозем. Однако он настолько хрупок, что обычно не используется как абразив. Зато бета-глинозем — хороший огнеупор.Плавленый глинозем, особенно его коричневая форма, чрезвычайно прочен, а при износе его зерна скалываются таким образом, что на остатке первоначальной частицы появляются новые острые режущие ребра. При шлифовке на рабочей поверхности контакта может высвобождаться большое количество тепла. Когда выделяющаяся теплота может принести вред, например при заточке инструмента, пользователь должен выбирать более хрупкий абразивный материал или снижать скорость обработки.Плавленый оксид циркония. Плавленый оксид циркония дорог и тяжел, поэтому выгода его использования вызывает сомнения. Однако практика показывает, что изготовленные из него шлифовальные круги обеспечивают исключительно высокую скорость обработки металла и к тому же служат чрезвычайно долго. Карбид бора. Торговое название карбида бора B4C — норбид. Он производится путем восстановления оксида бора B2O3 углеродом в электропечи. Из плотных брусков карбида бора, полученных горячим формованием, изготовляют превосходные волоки для волочения проволоки, пескоструйные форсунки, режущие кромки резцов и т.д. Однако карбид бора не образует острых режущих ребер при износе и, следовательно, не может использоваться как абразив, кроме как в виде порошка для полирования.Нитрид бора. Кубический нитрид бора BN — самое твердое из известных ныне веществ вслед за алмазом (примерно в два раза менее твердое, чем алмаз). Его изготавливают путем химического взаимодействия бора с азотом и спекания полученного продукта способом, аналогичным используемому при производстве синтетических алмазов. Кубический нитрид бора весьма эффективен при шлифовке стали.Металлические абразивы. Из искусственных абразивов по объему производства металлические абразивы уступают только плавленому глинозему. Хотя их обычно называют стальными, большинство металлических абразивов представляют собой отбеленный чугун в форме дробинок или заостренных зерен. Дробинки широко используются для дробеструйной обработки и дробеструйного упрочнения, поскольку сопротивление металлических деталей усталости возрастает при такой бомбардировке их поверхности. «Стальные» зерна используются также как абразив для черновой обработки гранита и других камней. Шлифовальные круги из глинозема и карбида кремния часто подправляют на вращающемся стальном столике. Поверхность столика покрывают неплотным слоем «стальных» зерен, которые обтесывают поверхность даже очень твердых абразивных материалов.Разнообразные минеральные абразивы. В качестве абразивных материалов часто используют такие вещества, как оксиды олова, церия и железа (полировальные порошки руж и крокус). Речной песок применяют для шлифовки стеклянных листов и пескоструйной обработки. Полевой шпат, известь, мел, обожженная глина и т.д. используются как компоненты чистящих порошков. Почти все тонкодисперсные минералы так или иначе использовались либо используются для чистки или полировки. Однако их применение носит случайный характер, и обычно их не относят к абразивам. Характеристики. Твердость. Процесс абразивной обработки можно сравнить с процессом обтесывания (зубилом, долотом, стамеской), поскольку материал удаляется с обрабатываемого изделия силовым воздействием острых выступов абразива. Поэтому твердость абразива — очень важный параметр. Германский минералог Ф.Моос установил первую шкалу относительной твердости различных минералов в 1820. По шкале Мооса твердость минералов оценивается значениями от 1 до 10 относительно 10 эталонов, в том числе талька (1), кварца (7) и алмаза (10). Шкала Мооса неравномерна, так что, например, изменение твердости при переходе от эталона 9 к эталону 10 больше, чем при переходе от эталона 1 к эталону 9.При оценке искусственных абразивов возникла необходимость расширить шкалу Мооса. Р.Риджуэй добавил несколько чисел к верхнему краю шкалы и изменил положение некоторых верхних чисел Мооса. К.Вудделл измерил степень, с какой различные минералы сопротивляются царапанью алмазом в контролируемых условиях и ввел соразмерные числа выше числа Мооса 9 (корунд). Числа твердости по Кнупу определяются по размеру отпечатка, создаваемому при вдавливании в материал алмазной пирамиды под воздействием определенной нагрузки (см. табл.).Прочность. Ударная вязкость, или сопротивление разрушению абразива при ударе, обычно определяется по уменьшению размера частицы при прокатывании в шаровой мельнице с контролируемым усилием или при ее ударе о твердую поверхность. Это испытание, однако, не стандартизовано. Близкий показатель получается при определении сопротивления абразива сжатию. Обнаружено, что, как правило, чем тверже абразив, тем выше у него сопротивление сжатию.Прочность абразива важна при шлифовке несвязанными зернами, но для изготовления шлифовального круга более выгоден хрупкий абразив, поскольку шлифующее острие должно при затуплении скалываться, чтобы появились новые острые рабочие ребра зерна.Абразивы на связке. Хотя тысячи тонн сыпучих абразивов ежегодно применяются в таких операциях, как притирка, полирование, шлифование и струйная обработка, гораздо большее их количество используется в абразивных инструментах на связке, главным образом в шлифовальных кругах и наждачной бумаге. Значительное количество абразивов идет на изготовление приспособлений для шабровки, суперфиниша и хонингования, а также для нескользящего напольного кафеля и аналогичной продукции.Специфические шлифовальные операции именуются по-разному. К первичной обработке относят обдирку для снятия заусенцев или закраин без тщательного соблюдения условий окончательной отделки или размерных допусков. При поверхностном шлифовании производится окончательная отделка поверхностей, обычно плоских, с высокой степенью соблюдения размерных допусков и выравнивания поверхности; обрабатываемая деталь на время шлифования обычно закрепляется в магнитном патроне, и шлифование производится либо краем абразивного круга, либо плоскими боковыми поверхностями абразивных сегментов, вращающимися параллельно поверхности детали. При цилиндрическом шлифовании и деталь, и абразив вращаются относительно параллельных осей. Операция, называемая бесцентровым шлифованием, обеспечивает цилиндрическую форму изделия посредством подачи детали, закрепленной на плоской поверхности между двумя шлифовальными кругами, установленными под небольшим углом друг к другу. Один круг шлифует деталь, тогда как второй вращает ее и заставляет перемещаться вдоль рабочей поверхности. При контурном шлифовании шлифовальный круг несет шаблон или контур, форма которого передается обрабатываемой детали. Форма контура поддерживается правкой круга алмазным инструментом. Другие распространенные операции — зубошлифование и резьбошлифование. Хонингование, например, цилиндров автомобильного двигателя, выполняется с помощью удлиненных абразивных брусков, которые закрепляются в хонинговальной головке, совершающей внутри цилиндра вращательное и возвратно-поступательное движения.Исследования показали, что при шлифовании с материалами происходят химические превращения. Обнаружено, что если абразив и металл образуют плотный контакт, удаления металла не происходит; зерна абразива просто переталкивают металлические волокна с места на место, не удаляя их; если все же они отрываются от основного металла, то сразу же снова прочно привариваются к нему. См. также СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ; МЕТАЛЛОВ ИСПЫТАНИЯ.

абразив | материал | Британика

Угловая шлифовальная машина

См. все материалы

Похожие темы:

Кнуп твердость наждачная бумага сопротивление истиранию притирочный абразив заточка

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

абразив , острый, твердый материал, используемый для стирания поверхности более мягких и менее прочных материалов. В этот термин входят как натуральные, так и синтетические вещества, начиная от относительно мягких частиц, используемых в бытовых чистящих средствах и ювелирных полиролях, и заканчивая самым твердым из известных материалов — алмазом. Абразивы незаменимы в производстве почти каждого продукта, производимого сегодня.

Абразивы используются в виде шлифовальных кругов, наждачной бумаги, шлифовальных брусков, полиролей, отрезных кругов, галтовочных и вибрационных средств для отделки масс, пескоструйной обработки, пульповых камней, шаровых мельниц и других инструментов и продуктов. Только с помощью абразивов промышленность способна производить высокоточные детали и сверхгладкие поверхности, необходимые при производстве автомобилей, самолетов и космических аппаратов, механических и электрических приборов, станков.

В этой статье рассматриваются основные материалы, используемые в абразивах, свойства этих материалов и их переработка в промышленные продукты. Большинство абразивных изделий изготавливается из керамики, в состав которой входят одни из самых твердых известных материалов. Происхождение твердости (и других свойств) керамических материалов описано в статье Состав и свойства керамики.

История

Использование абразивов восходит к древнейшему трению человеком одного твердого камня о другой для придания формы оружию или инструменту. В Библии упоминается камень под названием shamir , который, скорее всего, был наждаком, природным абразивом, используемым до сих пор. Древние египетские рисунки показывают, что абразивы использовались для полировки ювелирных изделий и ваз. Статуя скифского раба под названием «Точильщик» в галерее Уффици во Флоренции изображает природный точильный камень неправильной формы, используемый для точения ножей.

Викторина «Британника»

Строительные блоки предметов повседневного обихода

Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, на что вы действительно способны, ответив на вопросы этого теста.

Песок и кусочки гибкой шкуры были наждачной бумагой раннего человека. Позже мастера попытались прикрепить абразивные зерна к гибким подложкам с помощью грубых клеев. Китайский документ 13-го века описывает использование натуральных камедей для прикрепления кусочков морской раковины к пергаменту. Примерно два столетия спустя швейцарцы начали наносить дробленое стекло на бумажную основу.

Ранним абразивам из песка и стекла не хватало остроты, и к 19 веку ранние абразивные продукты, такие как природный песчаник, который превратился в «шлифовальный круг», больше не удовлетворяли потребности развивающейся промышленности. В 1873 году Свен Пулсон, работавший в компании Norton and Hancock Pottery Company, Вустер, штат Массачусетс, США, выиграл кувшин пива, поспорив, что сможет сделать шлифовальный круг, смешав наждак с гончарной глиной и обжигая их в печи. Пулсону это удалось с третьей попытки; этот инцидент положил конец неудовлетворительным продуктам на клеевой и силикатной связке и рождению шлифовального круга на керамической основе.

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

Незадолго до начала 20-го века, когда естественные абразивы, наждак, корунд и гранат, не удовлетворяли потребности промышленности, американский изобретатель Эдвард Г. Ачесон открыл способ получения карбида кремния в электрических печах, а ученые из Университета Ампера Электрохимическая компания в Ампере, штат Нью-Джерси, США, разработала глинозем. В 1955 году компании General Electric удалось получить синтетические алмазы. Как и другие искусственные абразивы, синтетический алмаз во многих случаях превосходит натуральный продукт, который использовался в шлифовальных кругах с 19 века. 30.

Когда-то абразивы использовались только тогда, когда требовалась точная точность размеров и гладкие поверхности, но они стали широко применяемым промышленным инструментом. Роль шлифовальных кругов с более высокими скоростями, более мощные шлифовальные машины и улучшенные абразивы неуклонно возрастали.

Абразивные материалы: их состав и свойства

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

Одним из наиболее важных свойств, необходимых для абразивного материала, является твердость. Проще говоря, абразив должен быть тверже материала, который необходимо шлифовать, полировать или удалять. Твердость различных абразивных материалов можно измерить по ряду шкал, включая тест на твердость по Моосу, тест на твердость по Кнупу и тест на твердость по Виккерсу. Шкала Мооса, впервые описанная в 1812 году, измеряет устойчивость к вдавливанию, судя по тому, какой материал царапает другой. Эта шкала, присваивающая номера природным минералам, получила широкое признание и используется минералогами. В тестах на твердость по Кнупу и Виккерсу используются устройства для вдавливания алмазов в форме пирамиды, и они измеряют отпечаток, сделанный алмазами в заданном испытуемом материале. Тест Виккерса был разработан в первую очередь для металлов. Однако с помощью теста Кнупа твердость чрезвычайно хрупких материалов, включая стекло и даже алмазы, можно измерить, не повреждая ни индентор, ни испытуемый образец.

Характеристики вязкости или прочности тела также важны для абразивной функции. В идеале одна абразивная частица перетачивается за счет разрушения ее тупой режущей или рабочей кромки, что обнажает другую режущую кромку внутри той же частицы. В синтетических абразивах можно достичь некоторой степени контроля над этим свойством, изменяя форму зерна во время операции дробления или калибровки, изменяя чистоту абразива, добавляя абразивы в сплавы и контролируя кристаллическую структуру внутри абразивных зерен. Таким образом, абразивы могут быть разработаны для удовлетворения рабочих условий, встречающихся в различных областях применения.

Взаимодействие между абразивом и измельчаемым материалом не позволяет использовать один абразив в качестве универсальной среды. Например, когда карбид кремния используется на стали или глинозем на стекле, происходит некоторая реакция, которую еще предстоит четко определить, но которая приводит к быстрому затуплению и неэффективному абразивному действию. Сопротивление истиранию — название, данное этому третьему, очень важному свойству.

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

Твердость известных абразивных материалов

абразивные материалы		твердость
		шкала Мооса	шкала Виккерса	Шкала Кнупа
природные абразивы	промышленный алмаз	10	10 000	8000
	корунд	9	2200	1600–2100
	Эмери	7–9	1600	800–1800
	гранат	7–8	1100–1300	1300–1350
	кремень	7	900–1100	700–800
	кварц	7	1100	700–800
	пемза	5–6	—	430–560
	тальк	1	—	—
синтетические абразивы	синтетический алмаз	10	10 000	8 000–10 000
	нитрид бора (куб. )	10	7 300–10 000	4700–10 000
	карбид бора	9–10	3300–4300	2 200–5 100
	Карбид кремния	9	2800–3300	2000–3700
	глинозем	9	2200	2000–2600

ДЛЯ ЧЕГО ИСПОЛЬЗУЮТСЯ АБРАЗИВЫ?

Хорошо известно, что один материал может разрушать другой, когда они оба вступают в контакт друг с другом. Абразив — это любой материал, который используется для придания шероховатости, полировки и трения при отделке и придании формы рабочему материалу, что приводит к износу рабочего материала за счет трения.

ИЗ ЧЕГО ОНИ СОСТОЯЛИСЬ?

Абразивы бывают природного или синтетического происхождения, и их главным образом отличает степень твердости. Они сделаны из минералов, которые присутствуют в небольшом размере или могут быть в виде крошечных частиц, известных как песок, для их использования. Алмаз является самым твердым абразивным материалом, присутствующим в природе, другие, такие как цирконий, карбид, корунд и т. Д., Могут встречаться как в естественном, так и в искусственном виде, их уровень твердости не может сравниться с алмазом.

Some naturally occurring abrasives are:

• Calcite (calcium carbonate)
• Emery (impure corundum)
• Diamond dust (synthetic diamonds are used extensively)
• Novaculite
• Pumice
• Rouge
• Sand
• Corundum
• Гранат
• Песчаник
• Трепел
• Порошковый полевой шпат
• Ставролит

Искусственные абразивы включают

• Боразон (кубический нитрид бора или CBN)
• Ceramic
• Ceramic aluminium oxide
• Ceramic iron oxide
• Corundum (alumina or aluminium oxide)
• Dry ice
• Glasspowder
• Steel abrasive
• Silicon carbide (carborundum)
• Zirconia alumina
• Boron carbide
• Шлаки

Абразивные инструменты изготавливаются с использованием основы, такой как холст или бумага, с клеем или смолой, к которой прикрепляется абразив. Для изготовления более сложных абразивных инструментов процедуры сильно отличаются, поскольку они включают использование промышленного оборудования. Примеры некоторых абразивов включают в себя; бумажные листы (наждачная бумага), абразивные диски, полоски, лепестковые круги и т. д.

Как природные, так и синтетические абразивы могут иметь различную форму в зависимости от целей, для которых они будут использоваться. Натуральные обычно встречаются в виде блоков или камней.

Существует два типа абразивов;

СВЯЗАННЫЕ АБРАЗИВЫ

Эти виды абразивов составлены и содержатся в матрице, которая представляет собой связующее в виде смолы, стекла, каучука или глины. Наиболее часто используемыми минералами для этого типа абразивов являются карбид кремния, карбид вольфрама, гранат и оксид алюминия.

После использования этот тип абразива нуждается в чистке, т.е. очистке от оставшихся отходов и выравнивании, которое восстанавливает свою нормальную форму.

АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ПОКРЫТИЕМ

Абразивы этого типа обычно прикрепляются к подкладочному материалу, который иногда бывает довольно гибким и может быть прикреплен к металлам, резине, смоле, бумаге, ткани и даже полиэстеру. Наиболее часто используемым абразивом с покрытием является наждачная бумага. Их также можно превратить в различные ручные машины и электроинструменты, такие как ручные пады, орбитальные и роторные шлифовальные машины, ленточные шлифовальные машины, а также обернуть песочные блоки.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Абразивы хорошо заметны и широко используются в различных бытовых, технологических и промышленных целях, что приводит к огромным различиям в аспекте формы, а также в свойствах абразивов, включая физический и химический состав. Некоторые из основных применений абразивов включают резку, сверление, шлифование, хонингование, заточку, полировку, притирку, полировку, шлифование и полировку.

• Для промышленных процессов изготавливаются многие обычные предметы, которые можно увидеть в кузовах автомобилей. Когда детали, из которых состоят автомобильные детали, соединяются сваркой, металлические соединения становятся шероховатыми и заусенцами, затем для удаления этих металлических заусенцев используются абразивные материалы. Это делает их важными в автомобильной и металлургической отраслях.
• Во множестве отраслей, связанных с деревом, металлом и чисткой, в основном используется наждачная бумага. Другие, которые, вероятно, используются; Нейлоновые абразивные подушечки можно использовать повторно, пемза и стальная вата хорошо подходят для сглаживания и отделки лака, а также слоев лака соответственно.
• Абразивы также используются в металлообработке для различных целей. При удалении заусенцев используется для шлифовки свежесрезанного металла. Можно использовать абразивы, такие как абразивы с покрытием, нетканые материалы и камни, а также наждачную бумагу. Абразивы, такие как твердые минералы, такие как алмаз и синтетические минералы, могут использоваться для полировки готовых изделий. В безвыходных ситуациях в качестве абразива можно использовать практически все, что угодно: пластик, скорлупу орехов, лед.
• Также профессионалы и ремесленники также используют абразивы для определенных операций, таких как отделка мебелью и некоторыми необычными произведениями искусства, резка нержавеющей стали, плотники используют его для отделки поверхностей паркета, чтобы придать им матовый или глянцевый вид по мере необходимости.

КАК ВЫБРАТЬ АБРАЗИВ.

Абразивы различаются в основном по размеру, зернистости и форме и поэтому используются в различных процессах. Они существуют в виде колес, фрез, различных напильников и дисков и т. д.

Тем не менее, выбор и использование абразива правильной и подходящей формы имеет важное значение для обработки поверхности и достижения наилучшего результата. Например; На плоских поверхностях конические абразивные диски позволяют получить большую точность и работать на большей поверхности, а плоские абразивные диски обеспечивают большую агрессивность при истирании на узкой поверхности. и плоские абразивные диски могут использоваться как плоские, так и конические абразивные диски могут использоваться на плоских поверхностях. Первый обеспечивает более агрессивное истирание на узкой поверхности, а второй позволяет работать на большей поверхности и с большей точностью. Абразивы чашеобразной формы рекомендуются для фигурных или угловых поверхностей.

Факторы, которые могут повлиять на абразивную обработку:

• Разница в твердости между двумя материалами: гораздо более твердый абразив будет резать быстрее и глубже
• Размер зерна (зернистость): более крупные зерна будут резать быстрее, поскольку они также глубже режут
• Адгезия между зернами и основой , а также между зернами и матрицей; Это определяет, как быстро теряются зерна и когда обнажаются новые.

  No related posts.