Materiały i narzędzia ścierne. Materiał ścierny: cechy i metody stosowania

Głównymi cechami materiału ściernego są kształt ziaren ściernych, ich wielkość, twardość i wytrzymałość mechaniczna, zdolność ścierna, skład mineralny i granulometryczny. Kształt ziaren ściernych wynika z charakteru materiału ściernego i charakteryzuje się ich długością, wysokością i szerokością. Ziarna ścierne można podzielić na typy: izometryczne, lamelkowe, mieczykowate. Dla prace wykończeniowe preferowany jest izometryczny kształt ziaren.

Ziarna ścierne charakteryzują się stanem powierzchni (gładka, szorstka), krawędziami i występami (ostre, zaokrąglone, proste, postrzępione itp.). Ziarno o ostrych narożnikach znacznie łatwiej wnika w obrabiany materiał. Ziarna są zrostami, mają luźną strukturę, wytrzymują mniejsze siły cięcia i szybciej ulegają zniszczeniu.

Do określenia twardości stworzono skale, w których ułożone są pewne materiały według rosnącej twardości, przy czym każdy kolejny jest twardszy od poprzedniego i może go zarysować (tabela).

Dane porównawcze dotyczące twardości w różnych skalach

Ze wszystkich rodzajów materiałów ściernych największą twardość mają diament i sześcienny azotek boru. Poniżej znajduje się średnia mikrotwardość diamentu, sześciennego azotku boru, a także instrumentalna i materiały budowlane(w MN/m2 w 20°C): diament – ​​98 000; sześcienny azotek boru - 91 000; węglik boru - 39 000; węglik krzemu - 29 000; elektrokorund - 19 800; twardy stop VK8-17500; stop TsM332 - 12 000; stal R18-4 900; stal HVG - 4500; stal 50-1960.

Wraz ze wzrostem temperatury twardość materiałów maleje. Na przykład po podgrzaniu elektrokorundu od 20 do 1000 °C jego mikrotwardość spada z 19 800 do 5880 MN/m2

Minerały naturalne i sztuczne pochodzenie: diamenty; sześcienny azotek boru, występujący pod nazwami elboron, kubait, borazon, węglik boru i węglik krzemu; elektrokorund biały, normalny i stopowy z chromem i tytanem itp. Do tej grupy zaliczają się konwencjonalnie „miękkie” materiały ścierne: krokus, tlenek chromu, ziemia okrzemkowa, tripolit, wapno wiedeńskie, talk itp. W praktyce produkcyjnej hydropolerowania, wibrosolidy stosowane są jako materiał ścierny - odpady cegieł, przemysł szklarski i ceramiczny, nasiona owoców.

Naturalny diament- minerał składający się z jednego pierwiastek chemiczny- węgiel. Występuje w postaci małych kryształów różne kształty od 0,005 do kilku karatów (karat równa się 0,2 g). Diamenty mogą być bezbarwne lub kolorowe w różnych kolorach: żółtym, ciemnozielonym, szarym, czarnym, fioletowym, czerwonym, niebieskim itp. Diament jest najtwardszym minerałem.

Wysoka twardość zapewnia ziarnu diamentu bardzo dobre właściwości skrawające oraz zdolność niszczenia warstw powierzchniowych twardych metali i niemetali. Wytrzymałość na zginanie diamentu jest niska. Jedną z istotnych wad diamentu jest jego stosunkowo niska stabilność temperaturowa. Oznacza to, że w wysokich temperaturach diament zamienia się w grafit, a przemiana ta zaczyna się od godz normalne warunki w temperaturze bliskiej 800°C.

Sztuczny (syntetyczny) diament. Diamenty syntetyczne produkowane są z grafitu pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze. Mają takie same fizyczne i właściwości chemiczne takie same jak naturalne diamenty.

Regularny azotek boru. (KNB)- materiał supertwardy, zsyntetyzowany po raz pierwszy w 1957 r., zawiera 43,6% boru i 56,4% azotu. Sieć krystaliczna CBN jest podobna do diamentu, tj. ma taką samą strukturę jak sieć diamentowa, ale zawiera atomy boru i azotu. Opcje sieć krystaliczna CBN są nieco większe niż siatki diamentowe; To, a także niższa wartościowość atomów tworzących sieć CBN, wyjaśnia jego nieco niższą twardość w porównaniu z diamentem.

Kryształy sześciennego azotku boru mają odporność termiczną do 1200° C, co jest jedną z głównych zalet w porównaniu z diamentem. Kryształy te otrzymuje się poprzez syntezę heksagonalnego azotku boru w obecności rozpuszczalnika (katalizatora) w specjalnych pojemnikach w temperaturze prasy hydrauliczne, podając wymagane wysokie ciśnienie krwi(ok. 300-980 MN/m2) i wysoką temperaturą (ok. 2000°C).

W przeciwieństwie do diamentu, sześcienny azotek boru jest neutralny w stosunku do żelaza i nie reaguje z nim chemicznie. Wysoka twardość, odporność na ciepło i neutralność w stosunku do żelaza sprawiły, że sześcienny azotek boru jest bardzo obiecującym supertwardym materiałem do obróbki różnych stopów zawierających żelazo (stali stopowych itp.), Zapewniając znaczną redukcję zużycia narzędzi adhezyjnych i dyfuzyjnych (w porównaniu z diamentem).

Proszki i mikroproszki do mielenia przygotowywane są z sześciennego azotku boru, z którego powstają pasty ścierno-wykańczające i polerskie (pasty Elbora, pasty Cubonita).

Węglik boru jest związkiem boru i węgla. Twardość i zdolność ścierna ziaren węglika boru jest niższa niż twardość ziaren diamentów i CBN, ale wyższa niż ziaren elektrokorundu i węglika krzemu. Węglik boru stosowany jest w proszkach i pastach do wyrobów wykończeniowych wykonanych z twardych materiałów. Praktyka ustaliła, że ​​węglik boru można racjonalnie stosować do precyzyjnego docierania powierzchni stożkowych i kształtowych.

Elektrokorundy, który obejmuje elektrokorund biały, elektrokorund normalny i elektrokorund z dodatkiem chromu - elektrokorund chromowy, z dodatkiem tytanu - elektrokorund tytanowy itp.

Dzięki dużej twardości, wytrzymałości i ostrym krawędziom ziaren elektrokorund biały intensywnie usuwa warstwę metalu z powierzchni stali hartowanych, nawęglanych i azotowanych. Biały elektrokorund służy do wytwarzania materiałów ściernych i wykańczających.

Elektrokorund chromowy ma różową barwę, stałe właściwości fizyko-mechaniczne oraz wysoką zawartość monokryształów. Kształt ziaren jest przeważnie izometryczny. Podczas końcowej operacji zauważono, że elektrokorund chromowy zauważalnie poprawia współczynnik odbicia światła obrabianych powierzchni.

Elektrokorund tytanowy jest zbliżony do normalnego elektrokorundu, ale różni się od tego ostatniego większą stałością właściwości. Dodatki tytanu zwiększają lepkość materiału ściernego.

Elektrokorund w normie- zastosowany w preparacie sztuczny materiał ścierny o dużej twardości (poniżej diamentów, ziaren CBN i węglika boru) pasty polerskie.

Węglik krzemu reprezentuje związek chemiczny węgiel z krzemem. W zależności od zawartości zanieczyszczeń węglik krzemu występuje w dwóch odmianach: zielonej zawierającej co najmniej 97% węglika krzemu i czarnej zawierającej 95-97% węglika krzemu.

Zielony węglik krzemu jest bardziej kruchy niż czarny węglik krzemu. Możliwe, że to determinuje wyższość zielonego węglika krzemu nad czarnym w obróbce materiałów twardych i supertwardych. Zdolność ścierna zielonego węglika krzemu jest o około 20% większa niż czarnego.

Naturalny korund reprezentuje głaz, składający się głównie z krystalicznego tlenku glinu. W najlepsze przykłady korund zawiera do 95% tlenku glinu. Kolor korundu jest inny: różowy, brązowy, niebieski, szary itp. Korund jest bardziej lepki i mniej kruchy niż szmergiel i ma większą twardość. Korund jest szeroko stosowany w postaci proszków i mikroproszków; wchodzi w skład mieszanek ściernych stosowanych do wykańczania i polerowania oraz czyszczenia powierzchni.

Szmergiel to skała zawierająca do 60% krystalicznego tlenku glinu (tlenku glinu). Ten rodzaj materiału ściernego jest czarny lub czarno-szary. Ze względu na znaczną zawartość zanieczyszczeń szmergiel ma gorszą zdolność ścierną niż korund. Szmergiel służy do produkcji ściernych materiałów wykończeniowych.

Tlenek chromu jest proszkiem ciemnozielony. W postaci proszków służy do przygotowania miękkich past polerskich stosowanych w precyzyjnej obróbce części stalowych oraz części wykonanych z metali nieżelaznych i niemetali (np. pasta polerska GOI).

Glinka(tlenek glinu) jest proszkiem biały, otrzymywany przez kalcynację tlenku glinu z domieszką innych substancji. Zmielony, umyty i dobrze wypolerowany proszek suszy się. Tlenek glinu w postaci proszku służy do sporządzania cienkich past stosowanych do obróbki elementów stalowych, żeliwnych, a także części wykonanych ze szkła i tworzyw sztucznych.

Krokus składa się głównie z tlenku żelaza (do 75-97%), jest bardzo delikatnym polerem materiał technologiczny, stosowany do polerowania szkieł optycznych i metali szlachetnych.

Diatomit(ziemia okrzemkowa, ziemia infuzyjna) bardzo lekka skała osadowa, który składa się głównie z krzemionki w postaci częściowo lub całkowicie zachowanych szkieletów makroskopowych alg - okrzemek. Dobre odmiany Diatomity zawierają 80% lub więcej kwasu krzemowego i mają różne kolory: biały, szary, żółtawy, brązowy i zielonkawy. Aby uzyskać wysokiej jakości diatomit, jest on mielony, moczony, suszony i wypalany.

Trepel składa się głównie z kwasu krzemowego, często spotykanego razem z diatomitem i jest do niego bardzo podobny, ale różni się tym, że intensywnie wchłania wilgoć. Statywy wyróżniają się kolorem: złotym, srebrnym, białym, żółtym, szarym, czerwonym itp. Aby uzyskać wysokiej jakości drobnoziarnisty trypolit, taki jak diatomit, poddaje się go mieleniu, wzbogacaniu i obróbce.

Kreda techniczna to produkt w postaci proszku, otrzymywany z naturalnego wapienia lub kredy. Składa się głównie z drobnych, amorficznych cząstek węglanu wapnia. Na chemicznie kredę otrzymuje się przez wytrącanie po nasyceniu mleko wapienne dwutlenku węgla lub mieszania roztworów chlorku wapnia z węglanem sodu. Kreda może mieć postać bryłową lub mieloną i w zależności od właściwości fizykochemicznych dzieli się ją na trzy klasy (A, B, C). Kreda służy do przygotowania materiałów polerskich do obróbki metali szlachetnych i nieżelaznych oraz ich stopów.

Limonka wiedeńska składa się z tlenku wapnia z niewielkimi domieszkami tlenku magnezu, tlenku żelaza i innych, przygotowanego z wyselekcjonowanego wapna i dolomitu, oczyszczonego z zanieczyszczeń iłowych i piaskowych. Ilość zanieczyszczeń w tego typu materiale ściernym nie powinna przekraczać 5,5%, a zawartość wilgoci i dwutlenku węgla nie powinna przekraczać 2%. Do polerowania pobierają środkowe warstwy kalcynowanego wapienia, które są kruszone i przesiewane. Oddzielne miękkie kawałki służą do nakładania połysku. Wapno wiedeńskie stosuje się także jako główny składnik stały przy sporządzaniu past polerskich. Wapno wiedeńskie, które pochłania wilgoć i dwutlenek węgla, zamienia się w puch, który nie ma właściwości polerskich. Aby tego uniknąć, wapno wiedeńskie pakuje się w hermetyczne pojemniki.

Talk to minerał pochodzenia wtórnego z krzemianów magnezu, który występuje w postaci włóknistych agregatów lub liści sześciokątnych. Talk jest bardzo miękkim materiałem ściernym stosowanym do polerowania powłok galwanicznych.

Głównym narzędziem są materiały na bazie ścierniwa piaskowanie. Bardzo ważny jest wybór odpowiedniego materiału.

Jeśli materiał ścierny zostanie dobrany nieprawidłowo, jakość obrabianej powierzchni może być niezadowalająca, a procesy piaskowania są dość kosztowne.

Najczęściej przyczyną otrzymania powłoki o złej jakości jest zły dobór materiału ściernego. W takich warunkach nawet użycie najdroższego sprzętu nie jest w stanie tego zrekompensować.

Do tworzenia wzorów o głębokim profilu i usuwania twardej powierzchni materiału najlepiej używać odłamków granatu i krzemienia, które należą do najostrzejszych substancji i charakteryzują się dużą wytrzymałością. Można je przesiać i ponownie przetworzyć.

Kwarc występuje w postaci wolnej w niewielkiej ilości w granacie, ale w krzemieniu jest go dużo - ponad dziewięćdziesiąt procent. Dlatego nie zaleca się stosowania go przy piaskowaniu.

Odmiany

1. Pochodzenie naturalne - piasek, cyrkon, granat i inne minerały.
2. Pochodzenie przemysłowe - są to materiały produkowane specjalnie do tego typu obróbki: śrut, tworzywa sztuczne, skrobia pszenna, kulki szklane, tlenek glinu i inne.
3. Produktami ubocznymi są odpady przemysłowe: żużel z hutnictwa metali, pozostałości z rolnictwa.

Do piaskowania nie należy używać piasku z rzeki, szczególnie jeśli proces odbywa się w pomieszczeniu zamkniętym. Jest szkodliwy dla zdrowia ze względu na powstający pył.

Naturalne materiały

Piasek jest najczęściej stosowany, ponieważ jest skuteczny, dostępny i niedrogi. Jednakże podczas przetwarzania powstaje pył.

Zaraz po pierwszym etapie obróbki większość piasku zamienia się w pył. Jeśli proces jest w toku podczas stosowania materiału na bazie kwarcu małe cząsteczki pozostają w powietrzu długo i zagrażają ludzkim narządom oddechowym.

Materiały pochodzenia przemysłowego

Metalowe materiały ścierne mogą być wykonane ze stali, żelaza i żeliwa. W pracy stosuje się je w postaci okruchów. Ten rodzaj materiału jest używany częściej niż inne, ponieważ można go używać wielokrotnie.

Żeliwo jest tańsze od stali i stosuje się je, gdy podczas obróbki traci się dużo materiału. Żelazo jest bardziej kruche i rozpada się na cząstki, dzięki czemu jego wykorzystanie jest bardziej efektywne.

Cząstki stali pod wpływem uderzenia zmieniają swój kształt i można je stosować, o ile ich rozmiary nie staną się zbyt małe. Aby stworzyć normalne warunki obróbki, należy stale dodawać nowy materiał ścierny.

Najdroższym, twardym i ostrym materiałem jest węglik krzemu. Służy do usuwania nagaru po hartowaniu.

Kolejną najlepszą jakością jest tlenek glinu. Najczęściej służą do obróbki złożonych powłok. Jest dość drogi i używany zamknięte komórki które zapewniają możliwość recyklingu. Jest to jeden z najtrudniejszych.

Do usuwania zanieczyszczeń służą kulki i szkła, nie zmienia to jednak odchyleń wymiarów powierzchni. Z reguły polerują i wzmacniają produkty oraz łagodzą stres. Materiałem użytym do ich produkcji jest szkło sodowe pozbawione zanieczyszczeń. Są bardzo kruchym materiałem ściernym; prace należy wykonywać pod niskim ciśnieniem, aby wydłużyć żywotność.

Produkty uboczne

Żużel powstaje podczas wytapiania metali i pracy kotłów elektrowni. W ostatnio Materiały te są coraz częściej stosowane, ponieważ mają właściwości czyszczące, są dostępne, zawierają mało kwarcu i mają różne rozmiary cząstek i są niedrogie.

Po nałożeniu cząstki żużla mogą rozwijać się z dużą prędkością i dobrze przecinać powierzchnię. W związku z powyższym materiały te mogą służyć do wykonania szeroki zakres zadania. Jednak tutaj należy uważnie monitorować ciśnienie.

Nickelslag

Ten rodzaj żużla jest produktem otrzymywanym w przemyśle hutnictwa miedzi. W różnych działach przemysłu materiał ten nazywany jest różnie: żużlem miedziowym, śrutem mineralnym lub ziarnem mielonym. Najczęściej używane jest pierwsze oznaczenie.

Jest to najpopularniejszy materiał w tej chwili. On ma wysoka gęstość i twardość. Granulki mają ostry kształt duża liczba narożnikach, co pozwala na wysoki stopień czyszczenia. Żużel ten tworzy dobry profil powierzchni i właściwości adhezyjne. Służy do usuwania rdzy, zgorzeliny i starych powłok.

Stosowanie takiego materiału jest nieszkodliwe dla zdrowia ludzkiego i środowisko. Nie jest to zabronione przez władze zajmujące się kwestiami środowiskowymi i sanitarnymi. W żużlu nie ma czystego kwarcu.

Na zamówienie istnieje możliwość wyprodukowania żużla kubkowego o różnej wielkości frakcji. Materiał ma wysoki ciężar właściwy i gęstość. Energia kinetyczna powstająca w wyniku uderzenia cząstek o powierzchnię jest dość duża. Odzysk ścierniwa osiąga pięciokrotność, jednak wielkość kawałków zmniejszy się, a ilość zanieczyszczeń wzrośnie, co pogorszy jakość czyszczenia.

Im drobniejsza frakcja żużla, tym bardziej miękki musi być metal do czyszczenia. Służy do tworzenia profilu i usuwania głęboko wnikniętej rdzy.

Metodą przetwarzania przy użyciu żużla miedziowego może być obróbka strumieniowo-ścierna lub użycie wody.

Żużele mają kilka wad: są bardzo kruche, ich wtórne wykorzystanie jest ograniczone i wytwarzają pył. Przed użyciem materiału do pracy należy upewnić się, że nie zawiera on żadnych zanieczyszczeń.

Materiały ścierne(materiały ścierne) - materiały używane do czyszczenia i szlifowanie powierzchnie wykonane z metalu, tworzyw sztucznych, minerałów, szkła, drewna itp. Mają zwiększoną twardość, dlatego są szeroko stosowane do cięcia, honowania i dogładzania.

Produkcja dowolnych części w warunkach produkcyjnych obejmuje obróbka powierzchni materiały ścierne. Wykończeniowy gotowe produkty przeprowadzane przy użyciu narzędzi ściernych - papieru ściernego, ściernic, tarcz polerskich itp. O wyborze ścierniwa i metody obróbki decyduje stopień twardości materiału i cel jego dalszego wykorzystania.

Co to jest materiał ścierny

Ścierny nazywane są materiałami, które mają wysoki stopień twardość w porównaniu z powierzchniami poddanymi obróbce. Przeznaczone są do mechanicznego czyszczenia, cięcia, szlifowania, polerowania lub ostrzenia innych materiałów. Warunkowo wszystko materiały ścierne dzielą się na dwa typy:

1. naturalny;
2. sztuczny (syntetyczny).

Jest ich wiele materiałów o dużej ścieralności właściwości wykorzystywane w przemyśle. Wydajność materiałów ściernych zależy od kilku parametrów:

• tworzywo słodziny;
• stopień ziarnistość;
• konfiguracja narzędzia.

Odporność na zużycie materiał ścierny zależy od wskaźników twardości, braku aktywności chemicznej elementów skrawających, ich odporności cieplnej itp. Materiały ścierne są często rozumiane jako coś więcej trwałe materiały, takie jak kwarc lub diament. Ale w niektórych przypadkach nawet miękki materiały ścierne Można go używać do szlifowania lub polerowania.

Zdolność ścierna Wszystkie materiały, które mają określony stopień twardości, wytrzymałości, odporności na zużycie i kształt ziaren ściernych. Na znacznej różnicy stopnia twardości opierają się mechaniczne zasady szlifowania, cięcia i polerowania materiałów.

Właściwości techniczne materiałów ściernych określa się na dwa sposoby:

1. w skali mineralogicznej (skala Mohsa);
2. wypychając piramidę diament w materiał testowy.

Przez zdolność ścierną należy rozumieć zdolność jednych materiałów do obróbki innych. W produkcja tylko takie są używane narzędzia, które mają wystarczającą wytrzymałość mechaniczną. Pozwala to zminimalizować koszty częstej wymiany uszkodzonych materiałów ściernych.

Rodzaje materiałów ściernych

Materiały ścierne sklasyfikowane według kilku kryteriów:

• stopień twardości - supertwardy, twardy i miękki;
• rozmiar szlifowania cząsteczki- gruba, średnia i drobna;
• chemiczny mieszanina- naturalne i syntetyczne.

Stosowność materiały ścierne o obróbce mechanicznej decydują właściwości krystalograficzne, termiczne, chemiczne i fizyczne. Niemałe znaczenie przy określaniu stopnia odporności materiałów ściernych na zużycie ma ich zdolność do ścierania, łamania i topienia podczas obróbki.

Rodzaj materiału ściernego zależy od stopnia jego ziarnistości. Aby to zrobić, przesiewa się go przez sito o określonej wielkości oczek. Ogrom ziarna ścierne charakteryzuje się frakcją. Może być mały, duży, marginalny, złożony lub podstawowy. Po przesianiu materiału określa się procent frakcji głównej, który następnie oznacza się wskaźnikami D, N, V ​​i P.

Twardość materiałów ściernych wpływa na zakres ich zastosowania i charakterystykę obróbki. Do zgrubnego szlifowania i czyszczenia powierzchni stosuje się materiały ścierne ultratwarde o dużych ziarnach, natomiast do polerowania i czyszczenia powierzchni stosuje się materiały ścierne bardziej miękkie. wykończeniowy bliższe dane.

Naturalne materiały ścierne

W większości przypadków naturalne materiał ścierny na swój sposób specyfikacje techniczne- odporność na zużycie, twardość, odporność na ciepło - gorsza od syntetycznych materiałów ściernych. Jednak wiele z nich wykorzystuje się w przemyśle do cięcia i szlifowanie przybory. Do najczęstszych należą:

• granat – naturalny minerał składający się z mieszaniny szeregów izomorficznych, używany do cięcia i mielenia;
• diament to minerał o diamentowej sześciennej formie węgla, używany do cięcia materiałów o dużej wytrzymałości;
• korund jest dwuskładnikowym związkiem tlenu i glinu, stosowanym do mielenia w postaci proszku;
• kreda – węglan wapnia, który służy do bardzo drobnej obróbki ściernej;
• czerwona ruda żelaza to minerał żelaza stosowany do polerowania powierzchni szkła i metalu;
• pumeks to porowata skała wulkaniczna często używana do zgrubnego mielenia;
• Trypolis to cementowa skała osadowa, która jest wykorzystywana w postaci proszku do przetwarzania metal i kamienie;
• kwarc - dwutlenek krzemu, który do piaskowania kamieni stosuje się wyłącznie w połączeniu z wodą;
• szmergiel to substancja mineralna zawierająca korund i magnes; służy do czyszczenia, szlifowania i polerowania powierzchni.

Naturalny materiały ścierne stosowany w produkcji ręcznych i stacjonarnych urządzeń do mechanicznej obróbki półfabrykatów lub gotowych części. O zakresie ich zastosowania decydują ich właściwości techniczne i ścierne. Najbardziej odporny na zużycie i trwały jest diament, który można stosować zarówno do cięcia materiałów, jak i do szlifowania powierzchni.

Sztuczne materiały ścierne

Materiały syntetyczne są szeroko stosowane w przemyśle materiały ścierne. W przeciwieństwie do naturalnych mają lepsze właściwości użytkowe. Większa jednorodność głównych frakcji zapewnia wysoką jakość obróbki powierzchni wykonanych z metalu, tworzyw sztucznych, szkła, drewna, kamienia itp.

W warunkach produkcyjnych do szlifowania i cięcia materiałów można stosować:

• elbor (borazon) - obróbka stali i stopów metali;
• cuproslag - czyszczenie mechaniczne drewniane, metalowe i okładziny betonowe;
• bor-węgiel-krzem - mielenie szkła, kamieni, metali nieżelaznych i żelaznych;
• sztuczny diament - obróbka części metalowe i kamień;
• karborund – obróbka tytanu, metali nieżelaznych, stali i innych stopów;
• węglik boru – szlifowanie powierzchni metali żelaznych i szkła;
• elektrokorund – głównie obróbka metali żelaznych;
• dwutlenek tytanu – polerowanie części wykonanych z metali nieżelaznych;
• tlenek cyrkonu - obróbka powierzchni metalowych;
• dwutlenek cyny – polerowanie szkła i metali;
• śrut stalowy - szlifowanie miękkiego kamienia (marmur).

Cielsko materiały ścierne stosowany przy piaskowaniu, a także w produkcja tarcze szlifierskie i polerskie. Do cięcia drewna, szkła i stopów metali stosuje się materiały ścierne o dużej wytrzymałości.

Metody obróbki ściernej

Naturalne i syntetyczne materiały ścierne z powodzeniem stosowany w następujących rodzajach obróbki:

• szlifowanie cylindryczne – obróbka mechaniczna otworów, powierzchni kulistych i cylindrycznych;
• szlifowanie bezkłowe – obróbka mechaniczna bieżni łożysk zewnętrznych lub powierzchnie wewnętrzne;
• szlifowanie płaskie - obróbka mechaniczna pionowa i powierzchnie poziome prosta geometria;
• szlifowanie taśmowe bezkłowe – obróbka złożone profile i inne powierzchnie zewnętrzne;
• cięcie - demontaż i przedprodukcja;
• docieranie - mechaniczne szlifowanie powierzchni;
• czyszczenie strumieniem wody - czyszczenie strumieniowo-ścierne różne powierzchnie;
• obróbka ultradźwiękowa - wykonywanie stempli i przebijanie otworów w metalu;
• piaskowanie - szorstkie czyszczenie powierzchnie przed rdzą, farbą i innymi rodzajami zanieczyszczeń;
• obróbka ścierniwa magnetycznego - czyszczenie i szlifowanie materiałów w polu magnetycznym przy użyciu namagnesowanego ścierniwa sypkiego;
• honowanie - szlifowanie otworów w metalowych pompach, rurach, cylindrach;
• polerowanie - eliminowanie szorstkości na powierzchni;
• superfinish - ultradokładne polerowanie gotowych wyrobów z metalu, szkła, kamienia itp.

Dla powyższych rodzajów przetwarzania są różne materiały ścierne. Szlifowanie, piaskowanie i inne rodzaje obróbki mechanicznej pozwalają uzyskać pożądany stopień równości i gładkości powierzchni.

Rodzaje narzędzi ściernych

Jakość materiałów szlifierskich i skrawających w dużej mierze zależy od sposobu użycia ścierniwa. Wszystko w przemyśle materiały ścierne są mocowane w specjalnych instalacjach, które zapewniają maksymalną dokładność wykonywanej pracy. Do najpopularniejszych narzędzi ściernych zaliczają się:

• tarcze szlifierskie;
• taśmy szlifierskie;
• koła polerskie;
• papier ścierny;
• Osełki do ostrzenia;
• koła tnące;
• upadające ciała;
• pasty drobnoziarniste;
• wełna stalowa;
• duże ziarna (do piaskowania).

Rozważane są również narzędzia ścierne materiały ścierne, wykonane w określonym kształcie - kamień do ostrzenia, tarcza tnąca itp. Ich odporność na zużycie i charakterystyka wydajności w dużej mierze zależą od jakości ich mocowania do maszyn stacjonarnych lub narzędzi ręcznych.

Jeżeli ścierniwo będzie słabo zamocowane w narzędziu, wówczas w trakcie pracy ulegnie nadmiernemu obciążeniu, co doprowadzi do utraty ziarna i pogorszenia jego właściwości ściernych. W związku z tym przy produkcji wielu z nich zaczęto stosować siatki wzmacniające wykonane z metalu i włókna szklanego.

Ludzkość wiedziała o materiałach ściernych od wielu tysiącleci. Ludzie używali kamieni i piasku do kształtowania i ostrzenia noży, włóczni, grotów strzał i haczyków na ryby. Pierwszym materiałem ściernym był piaskowiec, w którym rolę tę odegrał substancja czynna Grały najmniejsze ziarenka kwarcu. Aż do odkrycia metod obróbki metalu ten materiał ścierny umożliwił rozwój całej ludzkości, ponieważ ludzie po prostu nie mieli wówczas innych sposobów wytwarzania narzędzi do pracy i broni.

Jak to jest z fizycznego punktu widzenia?

Ogólnie rzecz biorąc, materiały ścierne to bardzo twarde minerały, które mieszczą się w górnym końcu skali twardości Mohsa, od kwarcu po diament. Ale nawet miękkie materiały mogą pełnić tę funkcję. Gąbki, soda oczyszczona a nasiona owoców można słusznie nazwać materiałami ściernymi. Spotykamy je na co dzień i takie jest ich znaczenie życie codzienne osoba jest świetna.

W jakich procesach można je zastosować?

Często nazywany tak nie ze względu na jego właściwości fizyczne, ale ze względu na charakter użytkowania. Istnieje kilka klas takich procesów. W szczególności można go stosować w piaskarce największa liczba materiały, które w normalnych warunkach nie mają wyraźnych właściwości ściernych. Sprzęt ten wykorzystuje silny strumień powietrza lub wody, w którym małe cząsteczki niektórych substancji poruszają się z dużą prędkością. W niektórych przypadkach stosuje się siatkę ścierną, która pełni rolę filtra szlifierskiego.

Piaskarki służą do polerowania i wykańczania części oraz gotowe produkty. W tym przypadku można pobrać praktycznie każdy materiał ścierny: z łupin orzechów i nasion uprawy owocowe, muszle skorupiaków i inne substancje organiczne aż do najmniejszych kawałków stali, żużla, szkła, a nawet sody oczyszczonej.

Główne komponenty

Piasek kwarcowy to najpopularniejszy materiał ścierny do piaskowania mostów i nie tylko konstrukcje stalowe. Następuje w tym przypadku bardzo skuteczne odrdzewienie, co znacząco zwiększa trwałość konstrukcji inżynierskich. Proces ten wymaga materiałów ściernych o dużej gęstości. Z reguły czyszczenie konstrukcji metalowych polega na użyciu sprężonego powietrza. Działa jako akcelerator cząstek i nie ma dodatkowego działania korozyjnego.

Jednak w niektórych przypadkach można zastosować również wodę. Szczególnie przy czyszczeniu konstrukcji betonowych. Prawie wszystkie konstrukcje budowane w strefie przybrzeżnej okresowo tego potrzebują. Faktem jest, że z biegiem czasu na ich powierzchni tworzy się gruba warstwa soli i innych agresywnych związków. Świeża woda, do której wcześniej dodano odpowiedni materiał (ścierniwo), nie tylko usuwa je z betonu, ale także powoduje „odsalanie”. Ponownie, środek ten znacznie zwiększa żywotność budynków.

Polerowanie gotowych produktów

Polerowanie jest tutaj najważniejszy proces, w którym materiały ścierne cieszą się niezwykle dużym zainteresowaniem. Z reguły do ​​doskonalenia gotowych produktów lub niektórych części stosuje się specjalne pasty lub miękkie dyski, a także mieszanki na bazie żywic syntetycznych. Nawet prosta gąbka ścierna jest pożądana. Tlenek ceru, diament, kwarc, tlenek żelaza i tlenek chromu to obecnie najczęściej stosowane związki.

Nowakulit (gęsta skała krzemionkowa) jest także dobrym surowcem do produkcji materiałów polerskich. Tlenek ceru jest najczęstszym minerałem używanym do polerowania szkła. Związek ten nie rysuje go, ale nadaje mu wyjątkową gładkość i połysk. W ostatnie lata Częściej jednak wykorzystuje się do tego węglik krzemu i sztuczne diamenty. Na ich podstawie powstaje szczególnie drogi i skuteczny produkt, który bardzo dobrze nadaje się do obróbki szczególnie „kapryśnych” materiałów.

Wykorzystanie pól magnetycznych

W ostatnich latach proces ostrzenia ściernego zaczął być coraz szerzej stosowany w przemyśle. Nie dokonuje się tego przy użyciu wody pod ciśnieniem ani sprężonego powietrza: drobne cząstki materiały ścierne unoszą się w silnym polu magnetycznym, które tworzy „tarczę szlifierską”. Metodę tę stosuje się w inżynierii precyzyjnej, ponieważ można ją zastosować do polerowania lub ostrzenia części, które normalnie byłyby zbyt drogie i/lub czasochłonne w obróbce. Jako materiał ścierny najczęściej stosuje się związki aluminium z metalami posiadającymi tę właściwość.

Metody polerowania magnetoreologicznego

W przypadku metody polerowania reologicznego w ogóle nie stosuje się „fizycznego” narzędzia ściernego. Materiały mieszają się z cieczami, w grubościach których przemieszczają się pod wpływem pól elektrycznych. Metoda ta jest pod wieloma względami podobna do opisanej powyżej, stosowana jest również do obróbki niektórych części w inżynierii precyzyjnej i podobnych gałęziach przemysłu.

Ogólnie rzecz biorąc, w ostatnich latach w produkcji coraz częściej stosuje się materiały ścierne zmieszane z płynami lub żywicami syntetycznymi. Dobry przykład- nawilżona pasta ścierna GOI na bazie Jest znana od dawna, ale dopiero w ostatnich latach zaczęto na nią zwracać uwagę szczególną uwagę. Powód jest prosty - niski koszt tego związku i jego wysoką skuteczność polerowania. Dodatkowo pasta ścierna delikatnie oddziałuje na obrabiany materiał, nie rysując go i nie uszkadzając.

Tarcze ścierne do szlifierek kątowych („szlifierki”)

Służą nie tylko do polerowania. Materiały ścierne można również stosować do cięcia szczególnie trwałych materiałów. Aby to zrobić, użyj cienkich ściernic wykonanych z tlenku glinu i żywic fenolowych. W rzadkich przypadkach stosuje się metalową tarczę ścierną. Narzędzia tego typu są niezastąpione zwłaszcza przy wydobyciu marmuru w kamieniołomach. Faktem jest, że minerał ten jest bardzo gęsty i trudny do cięcia konwencjonalnymi piłami.

Jak już powiedzieliśmy, do piłowania stosuje się tlenek glinu, węglik krzemu, sztuczne diamenty i węglik boru. Można z nich wykonać tarczę ścierną, a z nich powstają specjalne piły do ​​szczególnie trwałych materiałów.

Podstawowe narzędzia stosowane w przemyśle

Dlatego związki te są niezbędne do ostrzenia, polerowania, cięcia materiałów. Współczesny przemysł najczęściej wykorzystuje narzędzia ścierne sztucznego pochodzenia. Powodem tego jest stosunkowo niski koszt materiałów syntetycznych. Związki pochodzenia naturalnego są znacznie droższe. Należą do nich tlenek glinu, o którym wielokrotnie wspominaliśmy, a także węglik krzemu, dwutlenek cyrkonu i tzw. materiały superścierne (azotek diamentu lub boru).

Wyjątki są rzadkie i reprezentowane są głównie przez korund. Jest bardzo drogi, a jego zastosowanie w produkcji jest dość ograniczone. W jeszcze rzadszych przypadkach stosuje się diamenty naturalne, które nie nadają się do cięcia ze względu na wyjątkowo małe rozmiary lub wady strukturalne.

Ewolucja przemysłowych materiałów ściernych

Historia przemysłowych materiałów ściernych do ściernic rozpoczęła się od naturalnych minerałów – kwarcu i krzemu, a także korundu. Nawiasem mówiąc, to ten ostatni jako pierwszy otrzymał nazwę „szmergiel”. Było to pierwsze odrzucenie naturalnych minerałów rozpoczęte w pierwszej połowie XX wieku i do jego końca zostało prawie całkowicie zakończone. I nie chodziło tylko o wysokie koszty. naturalne materiały. Faktem jest, że wszystkie mają ściśle określone właściwości, których nie można w żaden sposób zmienić. Syntetyczne materiały ścierne, stworzone przez pewne warunki, mogą być zupełnie inne i lepiej dostosowane do rozwiązywania niektórych nietypowych problemów.

Na przykład dzięki nowym technologiom można stworzyć mieszankę o kształcie cząstek przypominającym drzazgę. Materiał ten idealnie nadaje się do nakładania na powierzchnię tarcz polerskich. Ponadto możliwe jest stworzenie zupełnie nowych materiałów poprzez połączenie np. tlenku tytanu ze związkami glinu. Te materiały ścierne idealnie nadają się do obróbki szczególnie twardych powierzchni.

Kiedy nastąpił „przełom ścierny” w przemyśle?

Nowoczesna produkcja materiałów ściernych, w tym produkcja ściernic i płócien szlifierskich, jest trudna do opisania ze względu na masę znaków towarowych i patentów, które w wielu przypadkach opisują ten sam produkt. Rozwiązanie takich kolizji jest proste – ze względu na najmniejsze różnice w skład chemiczny Możesz zarejestrować nowy znak towarowy. Ale co stanowi podstawę syntetycznych materiałów ściernych i kiedy przemysł otrzymał możliwość wykorzystania ich na dużą skalę?

Naprawdę znaczącym wydarzeniem było odkrycie węglika krzemu, minerału niewystępującego w przyrodzie. Powstanie syntetycznego tlenku glinu w latach 90. XIX wieku jedynie zapoczątkowało badania w tej dziedzinie. Pod koniec lat dwudziestych XX wieku głównymi przemysłowymi materiałami ściernymi były syntetyczny tlenek glinu, węglik krzemu, granat i korund.

Prawdziwy przełom nastąpił jednak w roku 1938. Wtedy stało się możliwe otrzymanie chemicznie czystego tlenku glinu, który od razu znalazł szerokie zastosowanie w budowie maszyn. Wkrótce stało się jasne, że idealna jest mieszanina dwutlenku cyrkonu i tlenku glinu złożona praca w zakresie cięcia szczególnie twardych metali. To naprawdę wyjątkowy proszek ścierny: zachowuje wysoką wydajność, ale jest stosunkowo tani. Dziś dłoń nadal jest pokryta syntetycznym tlenkiem glinu, który zachował pierwotną mikrokrystaliczną strukturę materiałów źródłowych boksytu. W szczególności tak powstał wyjątkowy Cubitron™, a także materiały ścierne na bazie ceramiki pod marką SolGel™.

O „najlepszych przyjaciołach dziewcząt”

Najstarszym diamentem jest naturalny, który zyskał popularność w 1930 roku. Były ku temu dwa powody. Po pierwsze, do tego roku wielkość produkcji diamentów była po prostu znikoma i fizycznie nie mogła pokryć rosnących potrzeb przemysłu. Po drugie, w związku z ostrym poczuciem zbliżającej się wojny, wiele krajów zaczęło pilnie szukać sposobów przetwarzania przy użyciu maszyn. Substancja ta jest nadal wykorzystywana do produkcji rdzeni pocisków przeciwpancernych sabotów.

Problemem była nierealistyczna twardość tego materiału, której obróbka ścierna po prostu nie akceptowała. Badania prowadzone w latach 60 przez generała Elektryczny, doprowadził do pojawienia się diamentów syntetycznych. Ostatecznie badania w tej dziedzinie doprowadziły do ​​odkrycia sześciennego azotku boru, CBN. Ten diamentotwardy związek jest szeroko stosowany w produkcji innych materiałów ściernych, ponieważ może dosłownie zetrzeć twardą stal na pył.

Oczywiście wszystkie te substancje ścierne, oprócz wszystkich ich niezwykłe właściwości, mają jedną ogromną wadę - koszt. Niedawnym wyjątkiem jest materiał ścierny Abral, syntetyzowany przez europejski koncern Pechiney. Firma ta opracowała rodzaj „substytutu diamentu”, który choć jest nieco gorszy od diamentów pod względem twardości, znacznie poprawia cenę.

Ale nie tylko same materiały ścierne posunęły branżę do przodu. Duże znaczenie miały materiały użyte jako podstawa ich zastosowania. W szczególności, kiedy powstał bakelit, stało się możliwe wytwarzanie lżejszych, a jednocześnie trwalszych ściernic. Szlifowały bardziej równomiernie, a materiały ścierne były lepiej rozłożone w swojej objętości wewnętrznej. Zapewniło to znacząco najlepsza jakość obróbka materiałów.

Skórki szmerglowe

Skórki szmerglowe używają sztucznych i naturalne tkaniny, folie, a nawet zwykły papier wzmocniony tkanymi włóknami. W niektórych przypadkach „papier ścierny” otrzymuje się poprzez impregnację tkaniny roztworem na bazie żywic fenolowych lub wody (oczywiście z dodatkiem środków ściernych). Można również otrzymać gąbkę ścierną. Narzędzia tego typu są powszechnie znane niemal każdemu, spotykamy się z nimi nieustannie i na co dzień.

Opisaliśmy wiele obszarów zastosowań tych materiałów. Ale faktem jest, że z większością z nich przeciętny człowiek w ogóle nie spotyka się w swoim życiu. Tak więc wiele osób wie o prętach lub samym papierze ściernym, ktoś użył siatki ściernej. Jednak niewiele osób zna konkretne rodzaje substancji, które stosują na przykład producenci łożysk czy wysokiej jakości noże wykonane z super twardej stali. Nawiasem mówiąc, tych ostatnich prawie nie da się wyostrzyć w domu. „Ostrzałki” wymagają dla nich zupełnie specjalnych.

Do jakich zadań nadaje się ten lub inny materiał ścierny?

Na konkretne potrzeby potrzebne są materiały superścierne, o których wspomnieliśmy już pokrótce powyżej. Występują także w postaci płócien ściernych, szczotek ściernych, krążków i kół. Dlatego przy produkcji noży ze standardowych gatunków stali producenci stosują tlenek glinu i węglik krzemu. Produkcja masowa zwykle wymaga większego wykorzystania piaskarek: stal nierdzewna, produkcja łożysk kulkowych i masowa obróbka szczególnie twardego drewna. Jednak w większości przypadków przemysłowcy pozostają wierni „staremu, dobremu” tlenkowi glinu. Ten jest tani, ale wciąż bardzo skuteczny.

Podsumowując

Materiały ścierne bezpośrednio lub pośrednio odgrywają rolę w produkcji niemal wszystkich przedmiotów, z którymi ludzie stykają się na co dzień. W szczególności bez nich nie da się stworzyć etui, z których cieszą się tak dużą popularnością wśród fanów produktów Apple. Nie zapominajmy, że zwykła „szlifierka” do kamienia ściernego, czy nawet zwykły papier ścierny to owoc pracy wielu pokoleń naukowców i rzemieślników, którzy przez wiele lat gromadzili i systematyzowali swoją wiedzę.

Firmy produkujące różne typy materiały ścierne, tarcze szlifierskie i płótna ścierne, stosować wiedza teoretyczna, które są obecne w wielu pokrewnych branżach. Kierują się danymi uzyskanymi z nauki ceramiki oraz szeroko stosowaną chemią, fizyką i metalurgią. Materiały ścierne zawsze będą przydatne, są kluczową cechą współczesnego cyklu produkcyjnego wielu przedsiębiorstw.

Zdjęcia z otwartych źródeł

Narzędzie ścierne to narzędzie zawierające materiały ścierne. Dzięki niemu możliwa jest obróbka mechaniczna różne produkty. Takie narzędzie składa się z kilku ziaren materiałów ściernych, które są połączone określoną substancją. Wykonany jest głównie z materiałów sztucznych. Ale są też instrumenty wykonane z materiałów naturalnych.

Rodzaje narzędzi ściernych

1. Naprawił. Mogą to być kręgi różne typy, w tym pierścienie, a także pręty i tak dalej. Takie narzędzie nazywa się „tarczami szlifierskimi”. Zawiera materiały ścierne o określonej wielkości ziarna, a także elementy nadające wytrzymałość. Tarcze szlifierskie mogą różnić się rozmiarem i twardością.
2. Elastyczne narzędzie. Może to być papier ścierny, tarcze siatkowe, szczotki wykonane ze specjalnych włókien. Narzędzie to wyróżnia się również wysoką jakością obróbki powierzchni, a jednocześnie jest elastyczne. Takie narzędzie przyda się podczas pracy w trudno dostępnych miejscach.
3. Darmowy materiał ścierny, prześpij się. Pasty ścierne to mieszaniny materiałów ściernych z cząsteczkami nieściernymi o różnej grubości. Mogą to być brykiety płynne lub stałe. Takie kompozycje stosuje się do polerowania, docierania i innych operacji.

Tarcze szlifierskie służą przede wszystkim do szlifowania i ostrzenia. Kształt i wielkość koła należy dobrać w zależności od urządzenia maszyny i obrabianego narzędzia.

Do obróbki narzędzi skrawających stosuje się koła ze spoiwem ceramicznym. Gęstość ściernicy nazywa się zwykle oporem wiązania przy wyrównaniu ziaren. Przez strukturę rozumiemy budowę narzędzia ściernego. Do ostrzenia narzędzi skrawających stosuje się koła o strukturze otwartej lub średniej. Wszystko to ułatwia usuwanie wiórów z obszaru obróbki i zmniejsza ilość defektów na narzędziu. Te kręgi są łatwe w użyciu i niedrogie. Dlatego ich zakup jest wskazany.

W sklepie Petrodual możesz kupić narzędzia ścierne od rosyjskich i europejskich producentów. Narzędzia ścierne mogą być używane do wykonywania różnych operacji wykończeniowych. Do produkcji takiego narzędzia stosuje się różne więzadła.