Спец по огороду
Назад

Абразивы, абразивные материалы свойства, характеристики

Опубликовано: 08.08.2020
Время на чтение: 5 мин
0
0

Производство абразивных материалов

Традиция использовать абразивы уходит корнями в далекое прошлое. Индейцы майя, еще в девятом веке до нашей эры, для того, чтобы украсить зубы драгоценными вставками, просверливали в них отверстия, вращая полую трубочку с нанесенным на нее мелко истолченным в воде кварцем. Это одно из первых документальных свидетельств применения абразивных технологий.

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

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrighten-GB

Природные абразивные материалы

Синтетические абразивные материалы

Искусственный алмаз: Синтез при высоком давлении, обработка твердых сплавов, камня, стекла, цветных металлов. Нитрид бора (боразон): Синтез при высоком давлении, обработка твердых сплавов, камня, черных металлов. Сплав бор-углерод-кремний: Сплавление бора с углеродом и кремнием в дуговой печи, обработка черных, и цветных металлов, камня, стекла и др.Карбид бора:

Абразивы, абразивные материалы свойства, характеристики

Нитрид углеродаСплав карбид титана-карбид скандия

окончательное придание зеркального блеска изделиям (чистота поверхности высокая)Суперфиниширование: окончательное придание наружным, внутренним и сложным профилям высочайшей точности и чистоты поверхности, в том числе алмазное суперфиниширование (точные механизмы, инструмент, детали особо точных приборов, инструментов, оружия и т.д).

Абразивные инструменты принято делить на три вида: гибкие, жесткие и инструменты в виде свободных абразивов и паст.

Свободный (несвязанный) абразив и пасты вызывают меньше всего вопросов. Если вы в походе вышли к водоему, чтобы почистить песком закопченный котелок – вы воспользовались свободным абразивом. Пастами называются смеси абразивных материалов с неабразивными различной густоты, от твердых брикетов до абсолютно жидких.

В качестве связки в пастах используются жиры и масла, главным образом, олеин, стеарин и вазелин. Характеристики паст следующие: используемый абразивный материал, зернистость, рецептура неабразивных материалов, концентрация, консистенция. И пасты, и свободный абразив используются для операций доводки.

Гибкие инструменты. К ним относятся шлифовальные шкурки, ленты, лепестковые круги, сетчатые и фибровые диски, щетки из абразивонаполненных волокон.

Шлифовальная шкурка (или наждачная бумага), представляет собой измельченный абразивный материал, нанесенный на основу из бумаги, ткани или синтетического материала. В зависимости от клеящего элемента, они могут быть водостойкими или нет. Из шкурки можно вырезать ленты различной длины и ширины. При склейке концов получается «бесконечная лента». Также из шкурки вырезаются лепестковые круги, хорошо обрабатывающие детали со сложным профилем.

Абразивы, абразивные материалы свойства, характеристики

Сетчатые диски получаются путем нанесения абразивного материала на сетчатую основу и используются для полирования и зачистки поверхностей. Жесткие сетчатые диски, изготовленные на основе стекловолокна и лавсана, пригодны для разрезки небольших деталей из дорогостоящих материалов.

Если нанести абразивный материал на фибровую основу (целлюлоза, пропитанная хлористым цинком), то получится фибровый диск для зачистки и полирования. Для подготовки поверхности к нанесению грунта и краски, например, для кузовных работ, такой диск незаменим.

И, наконец, существуют щетки различной формы с металлической или синтетической «щетиной». Щетки применяются для удаления заусенцев, очистки поверхности от окалины, ржавчины, лака и краски, обработки сварных швов, а также для отделки поверхности: матирование, сатинирование, шлифование. Рабочий материал щеток варьируется от стальной и латунной проволоки до пластмассы с карбидом кремния. По структуре проволока может быть плетеной, не плетеной и гофрированной.

Жесткие инструменты

Инструменты фиксированной формы – это круги всех типов, кольца, сегменты, шлифовальные головки, бруски. Помимо абразивного материала определенной зернистости в состав этого вида инструмента входят органическая или керамическая связка и упрочняющие элементы. Инструменты на основе органической связки имеют тепловые ограничения, что требует осторожного использования охлаждающих жидкостей, и подвержены воздействию щелочей. Но эластичность органики делает незаменимым такой инструмент для операций по снятию больших припусков, например, при обдирке.

Плюсы керамической связки – высокая огнеупорность, химическая и водостойкость. К их недостаткам относится хрупкость и, как следствие, непригодность для работ с высокой ударной нагрузкой. При этом керамическая связка хорошо «держит» форму, что важно при высокоточном шлифовании, имеет высокую износостойкость и выдерживает высокие температуры.

К жестким абразивным инструментам относятся также и многочисленные напильники, рашпили и надфили.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseen-GB

Предлагаем ознакомиться  Зимняя рыбалка на щуку на балансир

Шлифовка

Шлифовальные операции делят на предварительное и чистовое шлифование.

Примером первого этапа может служить обдирка, то есть удаление больших припусков, которая производится крупнозернистыми обдирочными кругами на органической связке. Обдирка позволяет, например, зачищать дефекты отливок.

При чистовом шлифовании снимается основной припуск, придается форма и достигаются конечные размеры детали. Добиваются этого при помощи различных шлифовальных кругов, подобранных в соответствии с обрабатываемой поверхностью.

Специальные операции

Хонингование – отделочная (чистовая) обработка внутренних цилиндрических поверхностей абразивными мелкозернистыми брусками, закрепленными в специальных «держателях» брусков – «хонах». Это финишная операция, дающая высокую точность обработки: величина припусков при хонинговании не превышает 0,1 – 0,2 мм.

Суперфиниширование также характеризуется очень малым съемом материала, позволяет полностью избавиться от волнистости поверхности, удалить дефектный слой металла, возникающий при предшествующих операциях. После суперфиниша образуется поверхностный слой без структурных изменений, что крайне важно для деталей, работающих в условиях трения.

Бруски для суперфиниширования изготавливаются из тех же материалов, что и инструмент для хонингования. Детали из бронзы, латуни и других цветных металлов обрабатывают в два приема, меняя мягкие бруски на более твердые. Использование инструмента из эльбора на керамической связке придает процессу обработки стабильность.

Абразивы, абразивные материалы свойства, характеристики

Галтовка – процесс очистки поверхности небольших заготовок и деталей от заусенцев, окалины, формовочной земли, коррозии и для полирования. Этим способом можно обрабатывать одновременно большое количество деталей, причем они могут быть разных размеров и форм. Во вращающихся барабанах детали избавляются от всевозможных дефектов, перечисленных выше.

Более аккуратная обработка получается в вибрационных камерах с абразивные наполнителями. В отличие от барабанов, тонкостенные и хрупкие детали обрабатываются здесь без повреждений. Вибрационное шлифование обеспечивает обработку закрытых и внутренних поверхностей.

Прорезка. Отрезка. Заточка

Прорезка и отрезка отрезными кругами экономична и дает нужный срез, часто не требующий дополнительной обработки. Отрезать кусок металла абразивным кругом, вращающимся на большой скорости, наиболее простой способ.

Заточка и доводка режущих инструментов предпочтительнее на кругах с бакелитовой связкой как более прочных, в две операции. Круги из эльбора делают наиболее качественную заточку, так как обладают высокой режущей способностью, равномерным износом и отсутствием прожогов.

5. Характеристика абразивного инструмента

Связка — это материал, с помощью которого шлифзерно цементируется и формируется в абразивный инструмент определенных размера и формы. В процессе шлифования шлифзерно с помощью связки прочно удерживается в абразивном круге и самозатачивается об обрабатываемую деталь. Затупившееся зерно своевременно удаляется с помощью той же обрабатываемой детали. Поры в связке служат процессу образования стружки и ее отвода (рис. 2).

Связки бывают органического и неорганического происхождения. К органическим связкам относятся:

  • бакелитовая — силиконовый каучук (Б);
  • вулканитовая — фенолформальдегидная смола (В);
  • глифталевая — фталевый ангидрит плюс глицерин (ГФ);
  • каучуксодержащая (К);
  • поливинилформалевая (ПФ);
  • эпоксидная (Э).

безабразивные моющие средства

Органические связки эластичны, имеют высокую ударную вязкость, но низкую теплостойкость.

К неорганическим связкам относятся:

  • керамическая (К);
  • металлическая (обозначение в зависимости от композиции металлов);
  • магнезиальная (М);
  • силикатная (С);
  • перлитовая (П).

Рис. 2. Схема шлифования: 1 — абразивное зерно; 2 — мостик связки; 3 — поры; 4 — стружка; 5 — обрабатываемая деталь

Неорганические связки имеют высокие механические свойства, абразивную способность и высокую теплостойкость.

Органические связки. Основу бакелитовой связки составляет бакелитовая (фенолформальдегидная) смола. Цвет бакелитовой связки — коричневый. При нагреве пламенем чувствуется запах смолы (фенола). В зависимости от технологических особенностей образуется бакелитовая связка следующих разновидностей: Б1 — пульвебакелит с другими наполнителями;

Предлагаем ознакомиться  Венерина мухоловка в домашних условиях, уход, фото цветка, размножение

Б2 — жидкий бакелит; Б3 — бакелитовая специальная связка; БУ — связка для кругов, армированных стеклосеткой. Цифровой индекс, приведенный после буквенного обозначения, указывает на технологию изготовления абразивного инструмента. Например, бакелитовые связки Б1 применяются для изготовления кругов методом прокатки.

Инструмент на бакелитовой связке применяется для обдирочных работ, выполняемых вручную и на подвесных станках плоского шлифования торцом круга, отрезки заготовок, прорезки пазов (вместо фрезерования), заточки инструмента для обработки тонких изделий, где опасен пережог. Бакелитовые связки имеют невысокую теплостойкость (150 … 180 °С) и низкую стойкость к щелочным смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ).

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsen-GB

При высокой температуре инструмент размягчается, связка выгорает, абразивные зерна углубляются в массу тела инструмента и режут поверхность на небольшую глубину. Это позволяет шлифовать детали более высокого класса, чем при других видах связок. Круги на бакелитовой связке длительное время сохраняют режущие свойства за счет самозатачивания зерен и допускают шлифование при больших скоростях (оборотах).

Абразивные инструменты на бакелитовой связке рекомендуется использовать для плоского шлифования, где более интенсивно происходит самозатачивание кругов. Бакелитовая связка оказывает на обрабатываемую деталь полирующие действия. Инструмент с этой связкой имеет высокие прочность и эластичность. Высокая эластичность абразивного инструмента на бакелитовой связке позволяет применять его для шлифования и полировочных работ.

Основу вулканитовой связки составляет силиконовый каучук. Цвет инструмента на вулканитовой связке — от коричневого до черного. При нагреве пламенем чувствуется запах горелой резины. Существуют следующие разновидности вулканитовой связки: В — связка натрийбутадиеновая для инструмента, изготавливаемого на вальцах с последующей вулканизацией; В1 и В2 — связка специальная; В3 — связка для инструмента, изготавливаемого прессованием в резиносмесителях, формируется и вулканизируется.

Шлифовальные круги на вулканитовой связке имеют высокую прочность, эластичность и влагостойкость и применяются для бесцентрового шлифования. При шлифовании на них допускаются высокие скорости абразивных кругов. Вулканитовая связка также используется для изготовления тонких кругов. Недостатком вулканитовой связки является быстрое засаливание круга.

Глифталевая связка применяется с графитовым наполнителем. Абразивный инструмент на глифталевой связке имеет волокнистое строение, высокие упругость и ударную вязкость и применяется при отделочных операциях закаленных сталей (тонкое шлифование, полирование, доводка).

Каучуксодержащая связка применяется для изготовления алмазной шлифовальной ленты. Связка наносится на лавсановую ткань. По жесткости каучуксодержащая связка подразделяется на три группы: эластичная (Р1, Р4), полужесткая (Р9) и жесткая (Р14). На каучуксодержащей связке изготавливается водостойкая полировальная шкурка из эльбора на тканевой основе.

Поливинилформальдегидная и эпоксидная связки применяются крайне редко, поэтому их рассматривать не будем.

Неорганические связки. Этот тип связки составляет огнеупорная глина и различные стекла. Основой керамической связки являются полевой шпат и тальк. Существуют следующие разновидности керамической связки: К3 — для кругов из карбида кремния; К5 — для кругов из электрокорунда белого; К7 — для мелкозернистых абразивных инструментов;

жидкое стекло, декстрин и сульфитный щелок. Керамическая связка обладает высокими механическими свойствами, огнеупорностью, водостойкостью и стойкостью против СОЖ, но хрупкая при изгибе. Применяется для инструмента всех видов шлифования (кроме обдирки из-за хрупкости связки): для резки и прорезания узких пазов, плоского шлифования желобов, колец шариковых подшипников.

Абразивный инструмент на керамической связке хорошо сохраняет профиль, имеет высокую пористость и способен отводить теплоту, может развивать большие скорости резания и допускает применение охлаждающих жидкостей. Для абразивного инструмента для скоростного шлифования в керамическую связку добавляют легирующие элементы (оксид бора, оксид лития и других металлов). Легирующие элементы улучшают абразивную способность инструмента.

Основу металлической связки составляют композиции алюминия, вольфрама, железа, кобальта, никеля, олова, цинка и других металлов. Металлическая связка обозначается в зависимости от композиции металлов (например, М1, М4, МК, М9, МО3 и др.). Металлическую связку из мягких металлов (олова, меди, цинка) легируют металлическими порошками более твердых металлов (вольфрам, железо, никель) и частицами сплавов и силикатов.

Предлагаем ознакомиться  Что такое кервель

https://www.youtube.com/watch?v=ytdeven-GB

В отдельные металлические связки добавляют материалы наполнителей абразивных инструментов (карбид бора, карбид кремния, электрокорунд). Особенностью металлической связки является ее более высокая прочность, ударная вязкость, тепло- и жаростойкость по сравнению с другими видами связок, поэтому для повышения эксплуатационных свойств в связки добавляют порошки металлов. Например, в бакелитовую связку добавляют железный порошок, в результате чего абразивный инструмент будет иметь высокие абразивные свойства.

В основном на металлической связке изготавливают абразивный инструмент из синтетических алмазов. Основой для абразивных алмазных инструментов являются вольфрамокобальтовые, железоникелевые, медно-оловянные композиции.

Основу магнезиальной связки составляет смесь магнезита и хлорида магния. Эта связка обладает термореактивными свойствами. При смешивании фракций связки происходит самоотверждение на воздухе, и связка переходит в неплавкое состояние. Абразивный инструмент на магнезиальной связке имеет низкую абразивную способность, обладает повышенной гигроскопичностью, а также быстро стачивается, меняя форму и профиль. Магнезиальная связка из-за этих недостатков имеет ограниченное применение.

Основу силикатной связки составляет силикат натрия (растворимое стекло) в смеси с оксидом цинка, мелом и глиной. Абразивный инструмент на силикатной связке препятствует выделению теплоты и поэтому применяется для плоского шлифования тонких изделий из конструкционных сталей. Цементирующая способность абразивных зерен низкая, поэтому абразивные инструменты на силикатной связке обладают низкими эксплуатационными свойствами и имеют ограниченное применение.

Зернистость. Зернистость — это размеры зерен шлифовального материала. Абразивные зерна имеют неправильную форму, длина, высота и ширина зерен имеют различную величину, изометричные зерна по всем трем направлениям имеют одинаковые размеры. Абразивное сырье подвергается дроблению, размолу, обогащению, рассеву на различных типах сит (гидравлические, пневматические, вибрационные и др.).

Зернистость классифицируют по номерам, которые показывают параметры частиц основной фракции шлифовального материала в сотых долях миллиметра. Зернистость шлифовального материала и инструмента определяет вид шлифовальных работ (грубая, черновая, чистовая, тонкая обработка) и качество обрабатываемой поверхности, поэтому она является одной из главных характеристик шлифовальных кругов.

При черновом и обдирочном шлифовании применяется абразивный инструмент с крупными зернами, при чистовом — с мелкими. Размер абразивных зерен является основной характеристикой абразивного материала. Размер зерен обозначается соответствующим номером, который соответствует числу отверстий на один дюйм длины сита, через которое просеивается абразивный материал.

Абразивный материал в зависимости от зернистости подразделяется на следующие виды и номера:

  • крупная зернистость (шлифзерно): 320, 250, 200, 160, 125, 100, 80, 63;
  • средняя зернистость (шлифпорошки): 50, 40, 32, 25, 20, 16;
  • мелкая зернистость (микропорошки): 12, 10, 8, 6;
  • тонкая зернистость (тонкие микропорошки): 5, 4, 3, М63, М50, М40, М28, М20, М14, М10, М7, М5, М3, М2, М1.

Применение абразивных материалов и виды абразивной обработки

Жесткие инструменты

Шлифовка

Полирование

Операцию можно разделить на два этапа – предварительное и зеркальное полирование. Один из способов полирования – использование войлочных и матерчатых кругов и головок в сочетании со шлифовальными пастами. Выбор зернистости пасты зависит от требуемого качества. Для достижения максимального блеска необходимо последовательно менять пасты различной зернистости, начиная с более грубой, в процессе работы не забывая менять и сами полирующие круги.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressen-GB

Детали сложной формы обрабатываются жидкостным полированием, когда жидкость под определенным давлением и углом распыляется по поверхности изделия. В зависимости от обрабатываемого материала здесь применяются зерно, порошки или микропорошки из электрокорунда, карбида кремния или гранулированного кварцевого песка. В результате получается матовая поверхность без следов обработки, прожогов и микротрещин, кроме того, процесс повышает износостойкость материала.

, ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector