Основное свойство шлифовального материала (естественный, природный, искусственный, синтетический)

от Admin

Основное свойство и главная задача в сфере абразивной обработки, является обеспечение эффективности шлифовального процесса и достижения необходимого качества обрабатываемых поверхностей, деталей, металлоизделий, металлоконструкций и так далее. Большинство малых, средних и больших предприятий промышленно производственного типа, а так же субъекты предпринимательской деятельности решают эту задачу с помощью качественного современного оборудования и шлифовального электроинструмента. Но даже самое лучшее оборудование не поможет, если абразивный материал был не правильно подобран.

[Например: Клиент покупает Круг Лепестковый Торцевой (КЛТ). Его прямое назначение – это шлифование твердых поверхностей, металлических, керамических, гранитовых, снятие ржавчины и так далее. А наш клиент применяет его для шлифования вязких поверхностей, допустим снятие старой краски, старого лака, шлифовка древесины. Конечно же, и для этого тоже можно использовать КЛТ, но высокие обороты инструмента очень сильно могут разогревать поверхность в точке касания. Краска, лак, и смолы содержащаяся в дереве начинают плавиться и «засаливать» поверхность диска. Абразивные частицы на наждачной бумаге как бы «заклеиваются» и диск перестает шлифовать, он просто трется об поверхность, температура трения становиться критичной и получается просто дым и черные полосы, хотя КЛТшка еще полностью целая.] Необходимо всегда учитывать свойства, характеристики, параметры, припуск на обработку, геометрическую форму, параметры исходного состояния обрабатываемых поверхностей.

Абразивный материал и его химико-физические свойства

Абразивный материал – название происходит от французского слова abrasif, что означает «шлифовальный», а так же от латинского слова abrader – «скоблить, сбривать». Это природное или синтетическое сырье, обладающее повышенным или сверхвысоким свойством твердости.
Применение: выделка, резка и обработка металлических поверхностей, керамики, горной каменной породы, различных стеклянных и пластмассовых заготовок, кожаных и резиновых изделий, а так же многих других. Процессы, в которых применяется абразивное сырье – это полировка, шлифовка, хонингование, суперфиниширование (суперфиниш), резка металлоизделий и неметаллических материй, производство, подготовка, окончательная выделка строительных и композиционных деталей.
(ФОТО) Издавна открыто и известно достаточно большое количество абразивного сырья. С незапамятных времен всегда использовали в основном естественный природный абразивный материал (корунд, наждак, алмаз, алмазный шпат, кремний, пемза и т.д). После значительного развития химической промышленности, примерно с конца 19-го века, производят и применяют материи, которые были искусственно синтезированные (синтезированный и переплавленный корунд, электрокорунд огнеупорный, алюминия оксид,  кремния карбид (карборунд), монокорунд, бора карбид, искусственно выведенный и синтезированный алмаз и т.д.) Из такого сырья производятся абразивный гибкий и жесткий инструмент. Такой материал применяют широко и повсеместно практически во всех машиностроительных отраслях.

Основная задача абразивного материала в каждом виде шлифовальной работы с применением болгарки (УШМ), станка, электрического и пневматического инструмента  – это срезание тонкого слоя материала с обрабатываемых поверхностей. Этот процесс обеспечивается за счет твердых остроконечных кристаллических кромок абразивного зерна.

(ФОТО)«Корунд» химическая формула [Al]2[O]3 [альфа–оксид алюминия] — именно этот кристаллический минерал очень долго был самым широко применяемым абразивным материалом.
(ФОТО)Корунд имеет несколько разновидностей кристаллов встречающихся в природе. Некоторые названия минерала очень известны – Рубин, Сапфир, Падпараджа, Звездчатый рубин, Лейкосапфир, Обыкновенный корунд. Некоторые из них считаются драгоценными камнями.
(ФОТО 4шт.)
Хорошие крупные экземпляры магматической породы кристаллов корунда добываются в качестве коллекционного экспоната.
Этот природный минерал очень долго верой и правдой служил человечеству. Но вот Homo sapiens – тот, который человек разумный, шевелит мозгами и не стоит на месте.  С приходом металлургической технологии, на смену природному минералу пришел искусственный синтетический материал, который по своим техническим, физическим и химическим характеристикам не уступает природному аналогу. В некоторых случаях искусственные абразивные аналоги обладают даже более стабильными механико-физическими свойствами, не говоря уже о том, что синтетика дешевле в производстве, чем сложная и тяжелая добыча природных ископаемых. Так что технологии практически на 95% вытеснили из производства природные разновидности корунда ранее использованного человеком.

На сегодняшний день самый распространенный абразивный синтетический материал – это электрокорунд.

Про «Электрокорунд»
Это искусственно созданный минерал, имеющий сверхтвердую кристаллическую структуру с огнеупорными и химико-стойкими свойствами. Основное вещество, из которого состоит этот продукт химической промышленности, — алюминия оксид, [Al]2[O]3, глинозем. Это бинарное объединение химических элементов алюминия[Al] и кислорода[O], являющее собою сыпучий порошок, он составляет основную массу сырья, с помощью которого получают несколько разновидностей соединений и модификаций оксида алюминия[Al]2 + [O]3. В состав конечного продукта электрокорунда входит до 98-ми процентов этого порошка. Глинозем добывается в основном, из природных руд которые в своем составе имеют значительное содержание алюминия, в основном открытым способом (карьеры) и редко подземным (шахты). В промышленности, алюминия оксид добывается тремя способами: электротермический, кислотный, щелочной. Конечный синтетически добытый корунд — это продукт, который получают с помощью переплавки боксита*, помещая его в электрическую нагревательную печь, применяя восстановительный + осадительный компонент.
(ФОТО)*Боксит *– это алюминиевая руда, которая состоит в основной своей массе из гидрата оксида алюминия, оксида железа и оксида кремния. Эта порода является основой для производства глинозема и огнеупоров глинозем содержащих. Можно сказать, что почти вся мировая промышленность по добыче алюминия базируется на основе добычи и переработке алюминиевых руд боксита.

Разновидности и подвиды электрокорунда

-Нормальный.
-Белый.
-Хромистый.
-Титанистый.
-Хромотитанистый.
-Циркониевый.
-Монокорунд.

«Нормальный»
         Этот вид получают методом выплавления с помощью восстановительной плавки из природных бокситов. Процесс производят в электропечах. Содержание химического вещества Al2O3 составляет около 93-96%. Маркируют: 16A; 15A; 14A; 13A.
Благодаря тому, что порода имеет высокое содержание оксида алюминия и незначительного набора других примесей, кристаллы нормального корунда получаются крупнее. Средний размер кристаллической крошки получают в размере 600-800мкм (0,6-0,8 мм.) Он более вязкий, чем остальные виды, потому его используют для изготовления и производства абразивных инструментов которые используют в работе по шлифованию и резке материалов имеющих вязкую структуру с большим устойчивым разрывным сопротивлением. А так же в сложных обдирочных работах и при использовании шлифования с помощью пневматического пескоструйного оборудования.
Из-за изменений в основном составе количества различных примесей, изменяется и цвет готовой продукции. Он варьируется от темно-коричневого до светло-коричневого цвета. При изготовлении обдирочных шлифовальных кругов используют электрокорунд нормальный поликристаллический со средним размером кристалла около 50мкм (0,05 мм).

«Белый»
Это вид повышенных абразивных характеристик, получаемый из глинозема высшего сорта. Содержание химического вещества Al2O3 составляет до 99%. Маркируют: 25A; 24A; 23A. В его состав входит совсем небольшое количество примесей и при этом достаточно однородный состав. Он обладает хорошей термостойкостью, имеет повышенную хрупкость и режущее свойство, — высокую твердость и прочность. Такой вид корунда наиболее подходящий для производства шлифовальной бумаги, изделий с нанесением абразивного материала, разнообразных инструментов предназначенных для работы по шлифованию каленной твердосплавной сталью. Так же как и нормальный корунд, белый корунд можно использовать в работе с пескоструйным инструментом.
Под определенную задачу, возможна регулировка термодинамических, физических и химических свойств этого материала. При добавлении в расплав корунда дополнительного химического элемента, он образует новый твердый раствор. За счет этого образуется новый абразивный материал с заранее заданным физическим или химическим свойством. Например, с помощью такой процедуры можно получить вещество титанистого и хромистого электрокорунда.

«Хромистый»
Такой вид образуется при соединении расплава из глинозема +химический элемент оксида хрома. Вещество приобретает рубиновый окрас. Маркируют: 34A; 33A; 32A. От пропорционального количества хрома добавленного в расплав химического соединения оксида алюминия, зависит насыщенность окраса. Достаточно добавить не больше 2-х процентов оксида хрома для получения повышенной абразивной устойчивости кристаллических гранул, но при этом наблюдается эффект снижения механической прочности. Стоит заметить тот факт, что обработка таким видом корунда значительно повышает светоотражающие свойства обрабатываемой поверхности.

«Титанистый»
Такое соединение получают в процессе выплавления глинозема с добавлением полуторного оксида титана (химическая формула [Ti2O3]). По цвету, такое вещество будет иметь серовато-синий отблеск. Маркировка: 92A. В результате такого соединения, получается довольно значительно увеличить абразивные свойства кристаллов титанистого электрокорунда в сравнении с белым. Инструментом из такого сырья зачастую шлифуют каленую высокоуглеродистую сталь под повышенными нагрузками.

«Хромотитанистый»
Производство и изготовление этого электрокорунда происходит в электродуговых печах. Расплав глинозема соединяют с легирующими добавками оксида хрома[Cr2O3] и титана[Ti2O3]. Имеет темный серо-зеленый окрас. Маркировка: 95A; 94A. Двойное легирование позволяет еще больше улучшать физико-механические свойства и производительность такого корунда. Такое соединение, за счет своей улучшенной формулы, значительно превосходит обычный хромистый электрокорунд и практически вытеснил его из производства. Этот материал используют для производства шлифовальной бумаги на бумажной и тканевой основе, абразивного инструмента, а так же применяют и в свободной форме абразивных кристаллических зерен.

«Циркониевый»
         Производство такой разновидности сырья осуществляют при помощи плавления шихты, которую помещают в электродуговую печь. При этом идет добавка глинозем + оксид циркония [ZrO2]. На выходе сырье будет иметь зеленый или синий цвет. Маркировка: 38A. Основные преимущества такого материала состоят в том, что при химических соединительных реакциях таких элементов получается сверхтвердое образование, оно химически устойчивое и обладает огнеупорными свойствами. Процесс производства предполагает слив розжареного состава и его интенсивного охлаждения. Такая процедура повторяется несколько раз. Быстрое охлаждение провоцирует интенсивную кристаллизацию. Получаются очень мелкие микро-кристаллики размером около 5 мкм(0,005 мм)
Основная область для применения циркониевого корунда – это производство обдирочных шлифовальных дисков. По некоторым справочным данным такой корунд в 10-40 раз может превосходить абразивные обдирочные свойства в сравнении с электрокорундом нормальным. Структура микрокристаллов позволяет сохранять эффект самозатачивания инструмента на циркониевой основе. В работе по мере стачивания постоянно высвобождаются все новые и новые острые края кристаллов. Наилучшим образом такой круг подходит для работы с очень твердыми и вязкими поверхностями. Например, устойчивые к коррозии углеродистые стали.

«Монокорунд»
Синтезированный абразив, получаемый способом выплавления  из добытой руды боксита с содержанием сернистого железа с добавлением восстановителя. По завершению процесса выделяют плоскогранные изометрические монокристаллы. В составе готового сырья содержится небольшое количество различных примесей, не больше 3-х процентов, остальная масса это 97-98 процентов оксида алюминия [Al2O3]. Основное применение шлифовка и обработка легированной углеродистой стали и различных ее сплавов, имеющих жаропрочную, кислотостойкую и труднообрабатываемую структуру.

« Назад к новостям
×
Заказать обратный звонок
Вверх