Абразивы — назначение и виды
В промышленности при выточке деталей и предметов из металла, пластика, конструкций из дерева на завершающем этапе производства требуется их обработка. Она выполняется для того, чтобы поверхность заготовок соответствовала стандартам, ГОСТам. Шлифовка также требуется для подготовки деталей к дальнейшим техническим манипуляциям. С этой целью используются абразивы. Так называют не только сам порошок искусственного или натурального происхождения, но и различные инструменты, например шлифовальные станки, наждачную бумагу и т.д. Абразивы нужны на производстве, в быту.
Абразивные материалы — что это?
Слово «абразив» произошло от латинского слова «абразио», что переводится как «соскабливание». Абразивами считаются материалы с максимальной твердостью, состоящие из мелких жестких частиц. С их помощью выполняют механическую сухую обработку поверхностей, в результате которой снимается верхний тончайший слой. Мелкие твердые зерна в свободном состоянии имеют вид порошка. В связанном при помощи клея виде их наносят на круги, плотную бумагу, щетки — использование инструментов ускоряет и облегчает обработку деталей.
Абразивы отличаются твердостью частиц, этот критерий нужно учитывать, так как использование слишком грубых материалов, к примеру, при работе с пластиком, может оставить хорошо видимые углубления, царапины.
Абразивные материалы широко применяются в различных отраслях промышленности для обработки поверхностей. Их ассортимент включает в себя разнообразные компоненты, каждый из которых имеет свои уникальные свойства. В процессе обработки поверхностей с использованием абразивов особое внимание уделяется выбору подходящего элемента для достижения требуемого эффекта. Для профессионального использования в промышленности абразивные материалы стали классифицировать по различным характеристикам, включая их абразивность и финишные эффекты.
Виды абразивной обработки материалов
Абразивы в большом количестве есть в компаниях, занимающихся дерево и металлообработкой, изготовлением вещей из пластика, стальных конструкций. Наиболее частые операции, в которых они необходимы, это:
- Шлифование. Поверхностный слой снимается с целью придания поверхности оптимальной гладкости. Шлифование используется, когда деталь по размеру нужно сделать точной до микрона;
- Пескоструйная обработка. Суть манипуляции заключается в распылении воздушной струи, смешанной с абразивным порошком, например, с мелкими частицами песка. Пескоструйная обработка применяется при работе со стеклянными, металлическими, каменными заготовками;
- Гидроабразивная обработка. Принцип схож с предыдущей технологией, только вместо воздушной струи аппарат генерирует водную. Такой метод часто применяется в металлургии;
- Полирование. Используется мельчайший абразив, убирающий все незначительные шероховатости. Полирование делает поверхность предмета идеально гладкой — металл после такой обработки напоминает зеркало;
- Притирка. Нужна, когда необходимо подогнать работающие совместно детали под размеры друг друга. Притирка обеспечивает герметичное прилегание поверхностей;
- Хонингование. Технология разработана для обработки заготовок конусной и цилиндрической формы. При проведении хонингования применяются насадки-хоны. С их помощью добиваются шероховатости нужной степени, и точности размеров до 5 мкм;
- Прорезка. Узконаправленная обработка. Заключается в получении на заготовках углублений в несколько миллиметров, обычно это делается при помощи абразива. Прорезка как технологическая операция нужна при работе с искусственными, натуральными камнями, плиткой, металлами;
- Суперфиниширование. Отделочная операция, проводимая с помощью мелкоабразивных инструментов.
Разновидностью абразивной обработки считается галтовка. Химико-механический способ предусматривает одновременное перемещение абразивных частиц, обрабатываемых изделий в емкости с компаундом — электроизоляционной жидкостью.
Виды абразивов
Абразивы по происхождению — это природные или синтетические вещества с твердыми включениями. Есть небольшая группа материалов, получаемых из определенных производственных отходов, к примеру, шлаков, оставшихся после выплавки металла.
Классификация по степени твердости делит абразивы на:
- Мягкие. Применяются для шлифовки, полировки труднообрабатываемых сплавов и для заточки режущих инструментов;
- Твердые. Назначение — обдирка, прорезка углублений и канавок, резка деталей, бесцентровая шлифовка;
- Сверхтвердые. Нужны при выполнении грубых обдирочных манипуляций, для правки инструментов с абразивными свойствами.
По степени зернистости абразивы могут быть крупными, среднего размера, мелкозернистыми. Крупнозернистые материалы используются при выполнении обдирочных манипуляций: на этапе подготовки заготовок к окончательной обработке, при проведении внутренней шлифовки.
Средне и мелкозернистые подходят для заточки, финальной шлифовки. Их применение помогает получить поверхности с нужной степенью шероховатости. Материалы из этой группы обеспечивают высокую точность технологических операций, применяются при работе с деталями из закаленной стали и металла.
Абразивные материалы естественного происхождения
Большая часть природных абразивов по степени своей твердости и износоустойчивости уступают аналогам искусственного происхождения. Они востребованы в основном при шлифовании, а особо твердые используются при прорезке заготовок.
В группу естественных входят:
- Грана. Минерал состоит из включений магнезии, извести и ряда других алюмосиликатов. Подходит для операций шлифовки, резки;
- Алмазы. Минерал представляет одну из форм углерода. Технические алмазы — это износостойкие, крепкие минералы. По прочности подходят для обработки сверхтвердых заготовок;
- Корунд. В составе кристаллическая окись алюминия с различными примесями, с синеватой, желтоватой, коричневой окраской. Чем больше в корунде окисей железа, тем меньше его твердость;
- Красный железняк. Минерал в виде порошка нужен при полировании деталей из металла, стекла;
- Пемза. Порода вулканического происхождения, в основном подходит для грубых шлифовальных операций;
- Мел. С помощью мягкого мела проводят тонкую абразивную обработку;
- Наждак. Вещество минеральной природы, состоит из магнетика и корунда. В измельченном виде применяется при проведении полировки, зачистки, шлифовки;
- Трепел. Осадочная порода, имеющая в натуральном виде сцементированную структуру. В виде порошка применяется для первоначальной шлифовки камней, металла;
- Кварц. Нужен при проведении пескоструйной, гидроабразивной обработки.
Абразивы природного происхождения применяются для изготовления промышленных станков, ручного инструмента. Сфера применения последних зависит от абразивных, технических свойств основы. Самым прочным считается алмаз, он тверже всех искусственных материалов.
Абразивы искусственного происхождения
Синтетические абразивы наделены большей твердостью по сравнению с природными, что объясняется тем, что они создаются специально для обработки поверхностей. Кроме того их фракции имеют практически одинаковые размеры и форму, что обеспечивает высокое качество технологических операций.
В промышленности востребованы:
- Боразон. Получают путем нагревания до температуры выше 1800 градусов азота и бора. Иначе называется эльбор. Назначение — обработка заготовок из металлических сплавов, стали;
- Купрошлак. Получают из гранулированного шлака, остающегося после плавки меди. Подходит для механической облицовки бетонных покрытий, конструкций из дерева;
- Синтетические алмазы. По твердости соответствуют тем материалам, с помощью которых можно обрабатывать камни, металлические заготовки;
- Карборунд. Получают в результате плавления угля с песком. Как абразив карборунд применяют при обработке стали, деталей из цветного металла, титана;
- Диоксид титана. Подходит для полировки деталей, изготовленных из цветных металлов;
- Электрокорунд. В его основе лежит оксид алюминия. Применяется на производствах, связанных с изготовлением предметов из черных металлов;
- Диоксид олова. Назначение — полировка металлических предметов, стеклянных поверхностей;
- Карбид кремния. Изготовлен из кремния и углерода. Применяется для обдирочных манипуляций, завершающего шлифования. По твердости подходит для работы с мрамором, гранитом, чугунными, стальными заготовками.
Искусственные абразивы в виде порошка применяются при производстве полировальных, шлифовальных инструментов, они нужны для пескоструйных аппаратов.
Абразивы в виде жидкостей
Твердые частицы с абразивными характеристиками могут входить в состав жидкой среды, так получают абразивную жидкость. Это могут быть средства для обработки сантехники, краски (например, с кварцем), известковый шлам. Часть веществ с абразивными микрочастицами применяются при изготовлении косметологических продуктов — скрабов, зубных паст. Их пищевые аналоги входят в состав шоколадных паст, сахарных посыпок.
Свойства основных абразивов
Главными свойствами для абразивов считаются:
- Твердость. Устанавливают по уровню сопротивления того материала, из которого сделана поверхность заготовок, предназначенных для отделки. По шкале Мооса сверхтвердым абразивом можно назвать алмаз, его твердость достигает 10 баллов. А самым мягким считается тальк, его твердость всего 1 балл;
- Зернистость — форма, габариты зерна. Форма чаще всего изометрическая, то есть параметры ширины, высоты и толщины практически одинаковы. Выделяют также пластинчатую, мечевидную форму зерен;
- Самозатачиваемость. К лучшим относят те абразивы, у зерен которых при их использовании образуются новые выступы, режущие кромки
Простейший пример бытовых абразивных устройств — пилки для обработки ногтей, пемза, наждачная бумага. Из инструментов к самым популярным относят шлифовальные круги и бруски.
Вернуться к списку